录音实现方式
录音
除了上面说的,在AVFoundation框架中还要一个AVAudioRecorder类专门处理录音操作,它同样支持多种音频格式。与AVAudioPlayer类似,你完全可以将它看成是一个录音机控制类,下面是常用的属性和方法:
属性 | 说明 |
@property(readonly, getter=isRecording) BOOL recording; | 是否正在录音,只读 |
@property(readonly) NSURL *url | 录音文件地址,只读 |
@property(readonly) NSDictionary *settings | 录音文件设置,只读 |
@property(readonly) NSTimeInterval currentTime | 录音时长,只读,注意仅仅在录音状态可用 |
@property(readonly) NSTimeInterval deviceCurrentTime | 输入设置的时间长度,只读,注意此属性一直可访问 |
@property(getter=isMeteringEnabled) BOOL meteringEnabled; | 是否启用录音测量,如果启用录音测量可以获得录音分贝等数据信息 |
@property(nonatomic, copy) NSArray *channelAssignments | 当前录音的通道 |
对象方法 | 说明 |
- (instancetype)initWithURL:(NSURL *)url settings:(NSDictionary *)settings error:(NSError **)outError | 录音机对象初始化方法,注意其中的url必须是本地文件url,settings是录音格式、编码等设置 |
- (BOOL)prepareToRecord | 准备录音,主要用于创建缓冲区,如果不手动调用,在调用record录音时也会自动调用 |
- (BOOL)record | 开始录音 |
- (BOOL)recordAtTime:(NSTimeInterval)time | 在指定的时间开始录音,一般用于录音暂停再恢复录音 |
- (BOOL)recordForDuration:(NSTimeInterval) duration | 按指定的时长开始录音 |
- (BOOL)recordAtTime:(NSTimeInterval)time forDuration:(NSTimeInterval) duration | 在指定的时间开始录音,并指定录音时长 |
- (void)pause; | 暂停录音 |
- (void)stop; | 停止录音 |
- (BOOL)deleteRecording; | 删除录音,注意要删除录音此时录音机必须处于停止状态 |
- (void)updateMeters; | 更新测量数据,注意只有meteringEnabled为YES此方法才可用 |
- (float)peakPowerForChannel:(NSUInteger)channelNumber; | 指定通道的测量峰值,注意只有调用完updateMeters才有值 |
- (float)averagePowerForChannel:(NSUInteger)channelNumber | 指定通道的测量平均值,注意只有调用完updateMeters才有值 |
代理方法 | 说明 |
- (void)audioRecorderDidFinishRecording:(AVAudioRecorder *)recorder successfully:(BOOL)flag | 完成录音 |
- (void)audioRecorderEncodeErrorDidOccur:(AVAudioRecorder *)recorder error:(NSError *)error | 录音编码发生错误 |
AVAudioRecorder很多属性和方法跟AVAudioPlayer都是类似的,但是它的创建有所不同,在创建录音机时除了指定路径外还必 须指定录音设置信息,因为录音机必须知道录音文件的格式、采样率、通道数、每个采样点的位数等信息,但是也并不是所有的信息都必须设置,通常只需要几个常 用设置。关于录音设置详见帮助文档中的“AV Foundation Audio Settings Constants”。
下面就使用AVAudioRecorder创建一个录音机,实现了录音、暂停、停止、播放等功能,实现效果大致如下:
在这个示例中将实行一个完整的录音控制,包括录音、暂停、恢复、停止,同时还会实时展示用户录音的声音波动,当用户点击完停止按钮还会自动播放录音文件。程序的构建主要分为以下几步:
- 设置音频会话类型为AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord,因为程序中牵扯到录音和播放操作。
- 创建录音机AVAudioRecorder,指定录音保存的路径并且设置录音属性,注意对于一般的录音文件要求的采样率、位数并不高,需要适当设置以保证录音文件的大小和效果。
- 设置录音机代理以便在录音完成后播放录音,打开录音测量保证能够实时获得录音时的声音强度。(注意声音强度范围-160到0,0代表最大输入)
- 创建音频播放器AVAudioPlayer,用于在录音完成之后播放录音。
- 创建一个定时器以便实时刷新录音测量值并更新录音强度到UIProgressView中显示。
- 添加录音、暂停、恢复、停止操作,需要注意录音的恢复操作其实是有音频会话管理的,恢复时只要再次调用record方法即可,无需手动管理恢复时间等。
下面是主要代码:
//
// ViewController.m
// AVAudioRecorder
//
// Created by Kenshin Cui on 14/03/30.
// Copyright (c) 2014年 cmjstudio. All rights reserved.
//
#import "ViewController.h"
#import <AVFoundation/AVFoundation.h>
#define kRecordAudioFile @"myRecord.caf"
@interface ViewController ()<AVAudioRecorderDelegate>
@property (nonatomic,strong) AVAudioRecorder *audioRecorder;//音频录音机
@property (nonatomic,strong) AVAudioPlayer *audioPlayer;//音频播放器,用于播放录音文件
@property (nonatomic,strong) NSTimer *timer;//录音声波监控(注意这里暂时不对播放进行监控)
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIButton *record;//开始录音
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIButton *pause;//暂停录音
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIButton *resume;//恢复录音
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIButton *stop;//停止录音
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIProgressView *audioPower;//音频波动
@end
@implementation ViewController
#pragma mark - 控制器视图方法
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
[self setAudioSession];
}
#pragma mark - 私有方法
/**
* 设置音频会话
*/
-(void)setAudioSession{
AVAudioSession *audioSession=[AVAudioSession sharedInstance];
//设置为播放和录音状态,以便可以在录制完之后播放录音
[audioSession setCategory:AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord error:nil];
[audioSession setActive:YES error:nil];
}
/**
* 取得录音文件保存路径
*
* @return 录音文件路径
*/
-(NSURL *)getSavePath{
NSString *urlStr=[NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) lastObject];
urlStr=[urlStr stringByAppendingPathComponent:kRecordAudioFile];
NSLog(@"file path:%@",urlStr);
NSURL *url=[NSURL fileURLWithPath:urlStr];
return url;
}
/**
* 取得录音文件设置
*
* @return 录音设置
*/
-(NSDictionary *)getAudioSetting{
NSMutableDictionary *dicM=[NSMutableDictionary dictionary];
//设置录音格式
[dicM setObject:@(kAudioFormatLinearPCM) forKey:AVFormatIDKey];
//设置录音采样率,8000是电话采样率,对于一般录音已经够了
[dicM setObject:@(8000) forKey:AVSampleRateKey];
//设置通道,这里采用单声道
[dicM setObject:@(1) forKey:AVNumberOfChannelsKey];
//每个采样点位数,分为8、16、24、32
[dicM setObject:@(8) forKey:AVLinearPCMBitDepthKey];
//是否使用浮点数采样
[dicM setObject:@(YES) forKey:AVLinearPCMIsFloatKey];
//....其他设置等
return dicM;
}
/**
* 获得录音机对象
*
* @return 录音机对象
*/
-(AVAudioRecorder *)audioRecorder{
if (!_audioRecorder) {
//创建录音文件保存路径
NSURL *url=[self getSavePath];
//创建录音格式设置
NSDictionary *setting=[self getAudioSetting];
//创建录音机
NSError *error=nil;
_audioRecorder=[[AVAudioRecorder alloc]initWithURL:url settings:setting error:&error];
_audioRecorder.delegate=self;
_audioRecorder.meteringEnabled=YES;//如果要监控声波则必须设置为YES
if (error) {
NSLog(@"创建录音机对象时发生错误,错误信息:%@",error.localizedDescription);
return nil;
}
}
return _audioRecorder;
}
/**
* 创建播放器
*
* @return 播放器
*/
-(AVAudioPlayer *)audioPlayer{
if (!_audioPlayer) {
NSURL *url=[self getSavePath];
NSError *error=nil;
_audioPlayer=[[AVAudioPlayer alloc]initWithContentsOfURL:url error:&error];
_audioPlayer.numberOfLoops=0;
[_audioPlayer prepareToPlay];
if (error) {
NSLog(@"创建播放器过程中发生错误,错误信息:%@",error.localizedDescription);
return nil;
}
}
return _audioPlayer;
}
/**
* 录音声波监控定制器
*
* @return 定时器
*/
-(NSTimer *)timer{
if (!_timer) {
_timer=[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:0.1f target:self selector:@selector(audioPowerChange) userInfo:nil repeats:YES];
}
return _timer;
}
/**
* 录音声波状态设置
*/
-(void)audioPowerChange{
[self.audioRecorder updateMeters];//更新测量值
float power= [self.audioRecorder averagePowerForChannel:0];//取得第一个通道的音频,注意音频强度范围时-160到0
CGFloat progress=(1.0/160.0)*(power+160.0);
[self.audioPower setProgress:progress];
}
#pragma mark - UI事件
/**
* 点击录音按钮
*
* @param sender 录音按钮
*/
- (IBAction)recordClick:(UIButton *)sender {
if (![self.audioRecorder isRecording]) {
[self.audioRecorder record];//首次使用应用时如果调用record方法会询问用户是否允许使用麦克风
self.timer.fireDate=[NSDate distantPast];
}
}
/**
* 点击暂定按钮
*
* @param sender 暂停按钮
*/
- (IBAction)pauseClick:(UIButton *)sender {
if ([self.audioRecorder isRecording]) {
[self.audioRecorder pause];
self.timer.fireDate=[NSDate distantFuture];
}
}
/**
* 点击恢复按钮
* 恢复录音只需要再次调用record,AVAudioSession会帮助你记录上次录音位置并追加录音
*
* @param sender 恢复按钮
*/
- (IBAction)resumeClick:(UIButton *)sender {
[self recordClick:sender];
}
/**
* 点击停止按钮
*
* @param sender 停止按钮
*/
- (IBAction)stopClick:(UIButton *)sender {
[self.audioRecorder stop];
self.timer.fireDate=[NSDate distantFuture];
self.audioPower.progress=0.0;
}
#pragma mark - 录音机代理方法
/**
* 录音完成,录音完成后播放录音
*
* @param recorder 录音机对象
* @param flag 是否成功
*/
-(void)audioRecorderDidFinishRecording:(AVAudioRecorder *)recorder successfully:(BOOL)flag{
if (![self.audioPlayer isPlaying]) {
[self.audioPlayer play];
}
NSLog(@"录音完成!");
}
@end
运行效果:
音频队列服务
大家应该已经注意到了,无论是前面的录音还是音频播放均不支持网络流媒体播放,当然对于录音来说这种需求可能不大,但是对于音频播放来说有时候就很 有必要了。AVAudioPlayer只能播放本地文件,并且是一次性加载所以音频数据,初始化AVAudioPlayer时指定的URL也只能是 File URL而不能是HTTP URL。当然,将音频文件下载到本地然后再调用AVAudioPlayer来播放也是一种播放网络音频的办法,但是这种方式最大的弊端就是必须等到整个音 频播放完成才能播放,而不能使用流式播放,这往往在实际开发中是不切实际的。那么在iOS中如何播放网络流媒体呢?就是使用AudioToolbox框架 中的音频队列服务Audio Queue Services。
使用音频队列服务完全可以做到音频播放和录制,首先看一下录音音频服务队列:
一个音频服务队列Audio Queue有三部分组成:
三个缓冲器Buffers:每个缓冲器都是一个存储音频数据的临时仓库。
一个缓冲队列Buffer Queue:一个包含音频缓冲器的有序队列。
一个回调Callback:一个自定义的队列回调函数。
声音通过输入设备进入缓冲队列中,首先填充第一个缓冲器;当第一个缓冲器填充满之后自动填充下一个缓冲器,同时会调用回调函数;在回调函数中需要将缓冲器中的音频数据写入磁盘,同时将缓冲器放回到缓冲队列中以便重用。下面是Apple官方关于音频队列服务的流程示意图:
类似的,看一下音频播放缓冲队列,其组成部分和录音缓冲队列类似。
但是在音频播放缓冲队列中,回调函数调用的时机不同于音频录制缓冲队列,流程刚好相反。将音频读取到缓冲器中,一旦一个缓冲器填充满之后就放到缓冲 队列中,然后继续填充其他缓冲器;当开始播放时,则从第一个缓冲器中读取音频进行播放;一旦播放完之后就会触发回调函数,开始播放下一个缓冲器中的音频, 同时填充第一个缓冲器放;填充满之后再次放回到缓冲队列。下面是详细的流程:
当然,要明白音频队列服务的原理并不难,问题是如何实现这个自定义的回调函数,这其中我们有大量的工作要做,控制播放状态、处理异常中断、进行音频 编码等等。由于牵扯内容过多,而且不是本文目的,如果以后有时间将另开一篇文章重点介绍,目前有很多第三方优秀框架可以直接使用,例如AudioStreamer、FreeStreamer。由于前者当前只有非ARC版本,所以下面不妨使用FreeStreamer来简单演示在线音频播放的过程,当然在使用之前要做如下准备工作:
1.拷贝FreeStreamer中的Reachability.h、Reachability.m和Common、astreamer两个文件夹中的内容到项目中。
2.添加FreeStreamer使用的类库:CFNetwork.framework、AudioToolbox.framework、AVFoundation.framework
、libxml2.dylib、MediaPlayer.framework。
3.如果引用libxml2.dylib编译不通过,需要在Xcode的Targets-Build Settings-Header Build Path中添加$(SDKROOT)/usr/include/libxml2。
4.将FreeStreamer中的FreeStreamerMobile-Prefix.pch文件添加到项目中并将Targets-Build Settings-Precompile Prefix Header设置为YES,在Targets-Build Settings-Prefix Header设置为$(SRCROOT)/项目名称/FreeStreamerMobile-Prefix.pch(因为Xcode6默认没有pch文件)
然后就可以编写代码播放网络音频了:
//
// ViewController.m
// AudioQueueServices
//
// Created by Kenshin Cui on 14/03/30.
// Copyright (c) 2014年 cmjstudio. All rights reserved.
// 使用FreeStreamer实现网络音频播放
#import "ViewController.h"
#import "FSAudioStream.h"
@interface ViewController ()
@property (nonatomic,strong) FSAudioStream *audioStream;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
[self.audioStream play];
}
/**
* 取得本地文件路径
*
* @return 文件路径
*/
-(NSURL *)getFileUrl{
NSString *urlStr=[[NSBundle mainBundle]pathForResource:@"刘若英 - 原来你也在这里.mp3" ofType:nil];
NSURL *url=[NSURL fileURLWithPath:urlStr];
return url;
}
-(NSURL *)getNetworkUrl{
NSString *urlStr=@"http://192.168.1.102/liu.mp3";
NSURL *url=[NSURL URLWithString:urlStr];
return url;
}
/**
* 创建FSAudioStream对象
*
* @return FSAudioStream对象
*/
-(FSAudioStream *)audioStream{
if (!_audioStream) {
NSURL *url=[self getNetworkUrl];
//创建FSAudioStream对象
_audioStream=[[FSAudioStream alloc]initWithUrl:url];
_audioStream.onFailure=^(FSAudioStreamError error,NSString *description){
NSLog(@"播放过程中发生错误,错误信息:%@",description);
};
_audioStream.onCompletion=^(){
NSLog(@"播放完成!");
};
[_audioStream setVolume:0.5];//设置声音
}
return _audioStream;
}
@end
其实FreeStreamer的功能很强大,不仅仅是播放本地、网络音频那么简单,它还支持播放列表、检查包内容、RSS订阅、播放中断等很多强大的功能,甚至还包含了一个音频分析器,有兴趣的朋友可以访问官网查看详细用法