ios - 我怎样才能使用 AVAudioPlayer 更快*和*更高音调地播放音频？

Question

问题陈述:

我的应用程序中有一组音效，存储为 .m4a 文件(AAC 格式，48 KHz，16 位)，我想以各种速度和音调播放这些音效，而无需必须将所有变体预先生成为单独的文件。

尽管 AVAudioPlayer 对象的 .rate 属性可以改变播放速度，但它始终保持原始音高，这不是我想要的。相反，我只是想更快或更慢地播放声音样本，并让音调升高或降低以匹配——就像加快或放慢老式卷盘式磁带录音机一样。换句话说，我需要一些方法来从根本上改变音频采样率，例如 +2 个半音(快 12%)、–5 个半音(慢 33%)、+12 个半音(快 2 倍)等。

问题:

有没有办法从 AVAudioPlayer 对象中获取线性 PCM 音频数据，使用不同的 iOS 框架应用采样率转换，并将生成的音频数据填充到新的 AVAudioPlayer 对象，可以正常播放吗？

可能的途径:

我正在阅读 AudioConverterConvertComplexBuffer。特别是 kAudioConverterSampleRateConverterComplexity_Mastering、kAudioConverterQuality_Max 和 AudioConverterFillComplexBuffer() 引起了我的注意。所以这个音频转换框架看起来是可行的。这是我应该进一步探索的途径吗？

要求:

1. 我实际上不需要立即开始播放。如果采样率转换产生轻微延迟，那没关系。我所有的样本都是 4 秒或更短，所以我想任何即时重采样都会很快发生，大约 1/10 秒或更短。 (不过，超过 1/2 就太多了。)

2. 如果有更简单的方法使用 iOS 提供的转换框架来执行此操作，我真的宁愿不涉及 OpenAL 或 Core Audio 等重量级内容。但是，如果使用 OpenAL 或 Core Audio 可以简单解决此问题，我会很乐意考虑。我所说的“简单”是指可以用 50-100 行代码实现的东西，不需要启动额外的线程来向声音设备提供数据。我宁愿一切都自动处理 — 这就是为什么我愿意在播放之前转换音频剪辑。

3. 我想在这里避免使用任何第三方库，因为这不是火箭科学，而且我知道它一定可以通过某种方式使用原生 iOS 框架。

4. 同样，我需要一起调整音调和播放速率，而不是单独。因此，如果播放速度减慢 2 倍，人声就会变得非常低沉且语速缓慢。如果播放速度加快 2-3 倍，人声听起来就像说话很快的花栗鼠。换句话说，我绝对不想在保持音频持续时间不变的情况下改变音高，因为当将音高向上弯曲超过几个半音时，该操作会产生令人不快的“尖细”声音。我只是想加快整个过程，让音高作为自然的副作用，就像过去的老式录音机一样。

5. 需要在 iOS 6 及更高版本中工作，尽管 iOS 5 支持将是一个不错的奖励。

Answer 1

Jack Wu 提到的论坛链接有一个建议，涉及直接覆盖 AIFF header 数据。这可能有效，但您需要有 AIFF 文件，因为它依赖于要写入的 AIFF header 的特定范围。这也需要在创建 AVAudioPlayer 之前完成，这意味着一旦运行就无法修改音高。

如果您愿意走 AudioUnits 路线，一个完整的简单解决方案可能约为 200 行(请注意，这是假设具有一个函数的代码样式最多需要 7 行，每行一个参数)。有一个 Varispeed AudioUnit，它通过将音高锁定到速率来完全满足您的需求。您基本上需要查看 API、文档和一些示例 AudioUnit 代码以熟悉然后:

1. 创建/初始化音频图和流格式(~100 行)
2. 创建 RemoteIO AudioUnit (kAudioUnitSubType_RemoteIO) 并将其添加到图中(这会输出到扬声器)
3. 创建并添加一个变速单元，并将变速单元的输出(kAudioUnitSubType_Varispeed)连接到 RemoteIO 单元的输入
4. 创建 AudioFilePlayer (kAudioUnitSubType_AudioFilePlayer) 单元并将其添加到图表中以读取文件并将其连接到变速单元
5. 启动图表开始播放
6. 当你想改变音高时，通过AudioUnitSetParameter来实现，音高和播放速率的变化会在播放时生效

请注意，还有一个 TimePitch 音频单元，它也允许独立控制音调和速率。