macos - 如何从聚合 CoreAudio 设备中排除输入或输出 channel ？

Question

我有一个基于 CoreAudio 的 MacOS/X 程序，它允许用户选择一个输入音频设备和一个输出音频设备，并且(如果用户没有为输入和输出选择相同的设备)我的程序创建了一个私有(private)的聚合音频设备，并使用它来接收音频、处理音频，然后将其发送出去进行播放。

这一切都很好，但有一个小问题——如果选定的输入设备也有一些与其硬件相关的输出，这些输出显示为聚合设备的输出 channel 的一部分，这不是我想要的行为.同样，如果选定的输出设备也有一些与其硬件相关的输入，这些输入将在聚合设备的输入中显示为输入 channel ，这也是我不想要的。

我的问题是，有什么方法可以告诉 CoreAudio 不要在我正在构建的聚合设备中包含子设备的输入或输出？ (我的后备解决方案是修改我的音频渲染回调以忽略不需要的音频 channel ，但这似乎不够优雅，所以我很好奇是否有更好的方法来处理它)

我创建聚合设备的函数如下，以防万一:

// This code was adapted from the example code at :  https://web.archive.org/web/20140716012404/http://daveaddey.com/?p=51
ConstCoreAudioDeviceRef CoreAudioDevice :: CreateAggregateDevice(const ConstCoreAudioDeviceInfoRef & inputCadi, const ConstCoreAudioDeviceInfoRef & outputCadi, bool require96kHz, int32 optRequiredBufferSizeFrames)
{
   OSStatus osErr = noErr;
   UInt32 outSize;
   Boolean outWritable;

   //-----------------------
   // Start to create a new aggregate by getting the base audio hardware plugin
   //-----------------------

   osErr = AudioHardwareGetPropertyInfo(kAudioHardwarePropertyPlugInForBundleID, &outSize, &outWritable);
   if (osErr != noErr) return ConstCoreAudioDeviceRef();

   AudioValueTranslation pluginAVT;

   CFStringRef inBundleRef = CFSTR("com.apple.audio.CoreAudio");
   AudioObjectID pluginID;

   pluginAVT.mInputData      = &inBundleRef;
   pluginAVT.mInputDataSize  = sizeof(inBundleRef);
   pluginAVT.mOutputData     = &pluginID;
   pluginAVT.mOutputDataSize = sizeof(pluginID);

   osErr = AudioHardwareGetProperty(kAudioHardwarePropertyPlugInForBundleID, &outSize, &pluginAVT);
   if (osErr != noErr) return ConstCoreAudioDeviceRef();

   //-----------------------
   // Create a CFDictionary for our aggregate device
   //-----------------------

   CFMutableDictionaryRef aggDeviceDict = CFDictionaryCreateMutable(NULL, 0, &kCFTypeDictionaryKeyCallBacks, &kCFTypeDictionaryValueCallBacks);

   CFStringRef aggregateDeviceNameRef = CFSTR("My Aggregate Device");
   CFStringRef aggregateDeviceUIDRef  = CFSTR("com.mycomapany.myaggregatedevice");

   // add the name of the device to the dictionary
   CFDictionaryAddValue(aggDeviceDict, CFSTR(kAudioAggregateDeviceNameKey), aggregateDeviceNameRef);

   // add our choice of UID for the aggregate device to the dictionary
   CFDictionaryAddValue(aggDeviceDict, CFSTR(kAudioAggregateDeviceUIDKey), aggregateDeviceUIDRef);

   if (IsDebugFlagEnabled("public_cad_device") == false)
   {
      // make it private so that we don't have the user messing with it
      int value = 1;
      CFDictionaryAddValue(aggDeviceDict, CFSTR(kAudioAggregateDeviceIsPrivateKey), CFNumberCreate(NULL, kCFNumberIntType, &value));
   }

   //-----------------------
   // Create a CFMutableArray for our sub-device list
   //-----------------------

   // we need to append the UID for each device to a CFMutableArray, so create one here
   CFMutableArrayRef subDevicesArray = CFArrayCreateMutable(NULL, 0, &kCFTypeArrayCallBacks);

   // add the sub-devices to our aggregate device
   const CFStringRef  inputDeviceUID =  inputCadi()->GetPersistentUID().ToCFStringRef();
   const CFStringRef outputDeviceUID = outputCadi()->GetPersistentUID().ToCFStringRef();
   CFArrayAppendValue(subDevicesArray,  inputDeviceUID);
   CFArrayAppendValue(subDevicesArray, outputDeviceUID);

   //-----------------------
   // Feed the dictionary to the plugin, to create a blank aggregate device
   //-----------------------

   AudioObjectPropertyAddress pluginAOPA;
   pluginAOPA.mSelector = kAudioPlugInCreateAggregateDevice;
   pluginAOPA.mScope    = kAudioObjectPropertyScopeGlobal;
   pluginAOPA.mElement  = kAudioObjectPropertyElementMaster;
   UInt32 outDataSize;

   osErr = AudioObjectGetPropertyDataSize(pluginID, &pluginAOPA, 0, NULL, &outDataSize);
   if (osErr != noErr) return ConstCoreAudioDeviceRef();

   AudioDeviceID outAggregateDevice;
   osErr = AudioObjectGetPropertyData(pluginID, &pluginAOPA, sizeof(aggDeviceDict), &aggDeviceDict, &outDataSize, &outAggregateDevice);
   if (osErr != noErr) return ConstCoreAudioDeviceRef();

   //-----------------------
   // Set the sub-device list
   //-----------------------

   pluginAOPA.mSelector = kAudioAggregateDevicePropertyFullSubDeviceList;
   pluginAOPA.mScope    = kAudioObjectPropertyScopeGlobal;
   pluginAOPA.mElement  = kAudioObjectPropertyElementMaster;
   outDataSize = sizeof(CFMutableArrayRef);
   osErr = AudioObjectSetPropertyData(outAggregateDevice, &pluginAOPA, 0, NULL, outDataSize, &subDevicesArray);
   if (osErr != noErr) return ConstCoreAudioDeviceRef();

   //-----------------------
   // Set the master device
   //-----------------------

   // set the master device manually (this is the device which will act as the master clock for the aggregate device)
   // pass in the UID of the device you want to use
   pluginAOPA.mSelector = kAudioAggregateDevicePropertyMasterSubDevice;
   pluginAOPA.mScope    = kAudioObjectPropertyScopeGlobal;
   pluginAOPA.mElement  = kAudioObjectPropertyElementMaster;

   outDataSize = sizeof(outputDeviceUID);
   osErr = AudioObjectSetPropertyData(outAggregateDevice, &pluginAOPA, 0, NULL, outDataSize, &outputDeviceUID);
   if (osErr != noErr) return ConstCoreAudioDeviceRef();

   //-----------------------
   // Clean up
   //-----------------------

   // release the CF objects we have created - we don't need them any more
   CFRelease(aggDeviceDict);
   CFRelease(subDevicesArray);

   // release the device UID CFStringRefs
   CFRelease(inputDeviceUID);
   CFRelease(outputDeviceUID);

   ConstCoreAudioDeviceInfoRef infoRef = CoreAudioDeviceInfo::GetAudioDeviceInfo(outAggregateDevice);
   if (infoRef())
   {
      ConstCoreAudioDeviceRef ret(new CoreAudioDevice(infoRef, true));
      return ((ret())&&(SetupSimpleCoreAudioDeviceAux(ret()->GetDeviceInfo(), require96kHz, optRequiredBufferSizeFrames, false).IsOK())) ? ret : ConstCoreAudioDeviceRef();
   }
   else return ConstCoreAudioDeviceRef();
}

Answer 1

有一些方法可以处理 channel 映射(您基本上是在描述)，但我怀疑这对您来说是否是“更好”的方式。
使用音频单元的 AudioToolbox 框架中涵盖了此类功能。在这种情况下，尤其是 kAudioUnitSubType_HALOutput AudioUnit (AUComponent.h) 很有趣。
使用这种类型的 AudioUnit，您可以以指定的 channel 格式在特定的音频设备之间发送和接收音频。当所需的 channel 布局与设备的 channel 布局不匹配时，您可以进行 channel 映射。
要获得一些技术细节，请查看:
https://developer.apple.com/library/archive/technotes/tn2091/_index.html
请注意，很多 AudioToolbox 正在被 AVAudioEngine 取代。
因此，在您的情况下，我认为通过忽略不需要的样本来进行手动 channel 映射会更容易。
另外，我不确定 CoreAudio 是否提供“切片”输出缓冲区。一定要考虑让他们自己沉默。
编辑
查看 AudioHardware.h 中的文档，似乎有一种启用和禁用特定 IOProc 流的方法。
当 OS X 创建聚合时，它将不同子设备的所有 channel 放在不同的流中，因此在您的情况下，您应该能够禁用包含输出设备输入的流，反之亦然禁用包含输出设备的流输入设备的输出。
为此，请查看 AudioHardwareIOProcStreamUsage和 kAudioDevicePropertyIOProcStreamUsage都在 AudioHardware.h
我发现 Apple 的 HALLab 实用程序在查找实际流方面非常有用。
( https://developer.apple.com/download/more/ 并搜索“Xcode 音频工具”)