五：音频

5.1 音频文件

音频多媒体文件主要是存放音频数据信息，音频文件在录制的过程中把声音信号，通过音频编码，变成音频数字信号保存在某种格式文件中。在播放过程中再对音频文件解码，解码出的信号通过扬声器等设备就可以转成音波。音频文件在编码的过程中数据量很大，所以有的文件格式对于数据进行了压缩，因此音频文件可以分为：

• 无损格式，是非压缩数据格式，文件很大一般不适合移动设备，例如WAV、AU、APE等文件。
• 有损格式，对于数据进行了压缩，压缩后丢掉了一些数据，例如：MP3、(WMA)windows Media Audio等文件。

1.WAV文件
WAV文件目前是最流行的无损压缩格式。WAV文件的格式灵活，可以储存多种类型的音频数据。由于文件较大不太适合于移动设备这些存储容量小的设备。
2.MP3文件
MP3(MPEG Audio Layer3)格式现在非常流行，MP3是一种有损压缩格式，它尽可能地去掉人耳无法感觉的部分和不敏感的部分。MP3是利用MPEG Audio Layer3的技术，将数据以1:10甚至1:12的压缩率，压缩成容量较小的文件，这么高的压缩比率非常适合存储容量小的移动设备。
3.WMA文件
WMA(Windows Media Audio)格式是微软公司发布的文件格式，也是有损压缩格式。它与MP3格式不分伯仲。在低比特率渲染情况下，WMA格式显示出来比MP3更多的优点，压缩比MP3更高，音质更好。但是在高比特率渲染的情况下MP3还是占有优势。
4.CAFF文件
CAFF(Core Audio File Format)文件，是苹果公司开发的专门用于Mac OS X和iOS系统无压缩音频格式。它被设计出来替换老的WAV格式。
5.AIFF
AIFF(Audio Interchange File Format)文件，是苹果公司开发的专业音频文件格式。AIFF的压缩格式是AIFF-C(或AIFC)，将数据以4:1压缩率进行压缩，专门应用于Mac OS X和iOS系统。

5.2 音频API

在Mac OS X和iOS系统上开发音频应用，主要有两个框架(AVFoundation和Core Audio)可以使用。AVFoundation是基于OC的高层次框架，为开发基本音频功能的开发者提供的API。而Core Audio是基于C的低层次多个框架的复合，Core Audio可以实现对于音频更加全面的控制，可以实现混合多种声音、编解码音频数据、访问声道元数据等，Core Audio还提供了一些音频处理和转化的工具。

Core Audio内容比较多使用起来也比较麻烦，它有四个主要的音频处理引擎API：System Sound、 Audio Unit、 Audio Queue、 OpenAL，其他的几个都属于辅助性的API。下面详细介绍Core Audio中的API：

• System Sound，基于C的音频API，可以播放系统声音，它播放短的声音，不超过30秒
• Audio Unit，最底层的声音生成器，它会生成原始音频样本并且将音频值放到输出缓冲区中，Audio Unit也可以实现混合多种声音
• Audio Queue，可以提供对音频的录制、播放、暂停、循环和同步处理
• OpenAL，是一个基于位置变化的3D声音的工业化标准API，它的API接口与OpenGL非常相似。主要应用于游戏音频处理
• Audio File服务，这个服务简化了处理各种不同的音频容器格式的任务，可以读写各种支持音频流，而不用考虑它们的差异
• Audio File Stream服务，是读写网络音频流数据，当从一个流读取数据时，使用该服务解析这个流并确定其格式，最终把音频数据包传递给一个音频队列或自行处理
• Audio Converter服务，实现音频数据格式的转换
• Audio Session服务，协调使用音频资源与系统之间的关系
• 编解码器，根据需要可以自定义编解码器

下面主要介绍AVFoundation框架实现音频录制和播放、使用System Sound API播放系统声音和使用OpenAL显示游戏音效处理

5.3 AVFoundation框架实现音频录制和播放

实现音频录制与播放可以使用AVFoundation框架，也可以通过Core Audio中的Audio Queue实现。

5.3.1 音频播放

在AVAudioPlayer的构造方法如下

• initWithContentsOfURL:error:，通过NSURL对象构建AVAudioPlayer；
• initWithData:error:，通过NSData构件AVAudio对象

下面的代码是从资源文件中读取audio.mp3文件，并创建AVAudioPlayer对象。其中error是NSError对象。

NSError *error =nil;
AVAudioPlayer *player = [AVAudioPlayer alloc] initWithContentOfURL:[NSURL fileURLWithPath:[[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"audio" ofType:@"mp3"]] error:&error];

AVAudioPlayer 中播放相关方法和属性如下:

• -(BOOL)play，开始播放音频
• -(BOOL)playAtTime:(NSTimeInterval)time，指定开始时间播放音频
• -(void)pause，暂停播放音频
• -(void)stop，停止播放音频
• -(BOOL)prepareToPlay，预处理音频播放设备，可以减少播放延迟
• playing属性，判断音频是否正在播放，布尔类型的属性
• volume属性，当前播放音频的质量，float类型的属性
• numberOfLoops属性，播放音频的次数，NSInteger类型的属性，-1表示不限次数

下面的代码实现了播放预处理和设置播放不限次数

NSError *error = nil;
AVAudioPlayer *player = [AVAudioPlayer alloc] initWithContentOfURL:[NSURL fileURLWithPath:[[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"audio" ofType:@"mp3"]] error:&error];
[player prepareToPlayer];
player.numberofLoops = -1;

除了上面的主要的方法和属性外AVAudioPlayer还提供了获得音频信息的方法，以及获得测试声音相关属性的方法

AVAudioPlayer还有对应的委托协议AVAudioPlayerDelegate，AVAudioPlayerDelegate协议提供的主要方法如下：

• audioPlayerDidFinishPlaying:successfully:，播放完成回调方法，successfully参数返回NO则失败，YES则成功
• audioPlayerDecodeErrorDidOccur:error:，当解码发生错误时回调的方法
• audioPlayerBeginInterruption:，当播放器被中断时候回调的方法，例如电话打入进来的时候
• audioPlayerBeginInterruption:,中断返回回调的方法

下面通过实例介绍，如图所示时一个音乐播放器的实例，在屏幕中有两个按钮，可以控制资源文件中某个音频文件的播放(或暂停)和停止

#import "ViewController.h"
#import 

@interface ViewController () <AVAudioPlayerDelegate>
{
    AVAudioPlayer *player;
}

@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIButton *btnPlay;
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UILabel *label;

- (IBAction)play:(id)sender;
- (IBAction)stop:(id)sender;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
}

- (void)didReceiveMemoryWarning
{
    [super didReceiveMemoryWarning];
    // Dispose of any resources that can be recreated.
}

- (IBAction)play:(id)sender {

    NSError *error = nil;
    if (player == nil) {
        player = [[AVAudioPlayer alloc] initWithContentsOfURL:
                  [NSURL fileURLWithPath:[[NSBundle mainBundle]
                                          pathForResource:@"test" ofType:@"caf"]] error:&error];
        if(error) {
            NSLog(@"%@",[error description]);
            self.label.text = @"播放错误。";
            return;
        }
        player.delegate = self;
    }

    if (player.isPlaying == NO) {
        [player play];
        self.label.text = @"播放中...";
        UIImage *pauseImage = [UIImage imageNamed:@"pause"];
        [self.btnPlay setImage:pauseImage forState:UIControlStateNormal];
    } else if (player.isPlaying == YES){
        [player pause];
        self.label.text = @"播放暂停。";
        UIImage *playImage = [UIImage imageNamed:@"play"];
        [self.btnPlay setImage:playImage forState:UIControlStateNormal];
    }


}

- (IBAction)stop:(id)sender {
    if (player) {
        [player stop];
        player.delegate = nil;
        player = nil;
        self.label.text = @"播放停止。";
        UIImage *playImage = [UIImage imageNamed:@"play"];
        [self.btnPlay setImage:playImage forState:UIControlStateNormal];
    }
}

#pragma mark--实现AVAudioPlayerDelegate协议方法

- (void)audioPlayerDidFinishPlaying:(AVAudioPlayer *)player successfully:(BOOL)flag {
    NSLog(@"播放完成。");
    self.label.text = @"播放完成。";
}

- (void)audioPlayerDecodeErrorDidOccur:(AVAudioPlayer *)player error:(NSError *)error {
    NSLog(@"播放错误发生: %@", [error localizedDescription]);
    self.label.text = @"播放错误。";
}

- (void)audioPlayerEndInterruption:(AVAudioPlayer *)player withOptions:(NSUInteger)flags
{
    NSLog(@"中断返回。");
    self.label.text = @"中断返回。";
}

- (void)audioPlayerBeginInterruption:(AVAudioPlayer *)player {
    NSLog(@"播放中断。");
    self.label.text = @"播放中断。";
}

@end

5.3.2 音频录制

在AVFoundation框架中AVAudioRecorder类可以实现音频录制，AVAudioRecorder的构造方法是initWithURL:setting:error:，通过NSURL对象构建AVAudioRecorder对象，其中settings是NSDictionary类型的参数，为音频录像会话提供所需要的设置。

下面的代码实现了创建AVAudioRecorder对象

NSString *filePath =
        [NSString stringWithFormat:@"%@/rec_audio.caf", [self documentsDirectory]];
        NSURL *fileUrl = [NSURL fileURLWithPath:filePath];

        NSError *error = nil;
        [[AVAudioSession sharedInstance] setCategory:AVAudioSessionCategoryRecord
                                               error:&error];
        [[AVAudioSession sharedInstance] setActive:YES error:&error];

        NSMutableDictionary *settings = [NSMutableDictionary dictionary];
        // AVFormatIDKey键是设置录制音频编码格式kAudioFormatLinearPCM代表线性PCM编码格式
        // PCM(pulse code modulation)线性脉冲编码调制，它是一种非压缩格式
        [settings setValue:[NSNumber numberWithInt:kAudioFormatLinearPCM]
                    forKey:AVFormatIDKey];
        // AVSampleRateKey设置音频采样频率
        // 44100.0是音频CD、VCD、SVCD和MP3所用采样频率
        [settings setValue:[NSNumber numberWithFloat:44100.0]
                    forKey:AVSampleRateKey];
        // AVNumberOfChannelsKey设置声道的数量，取值为NSNumber类型的1或2
        [settings setValue:[NSNumber numberWithInt:1]
                    forKey:AVNumberOfChannelsKey];
        // AVLinearPCMBitDepthKey设置采样位数
        // 取值为NSNumber类型的8、16、24或32,16是默认值
        [settings setValue:[NSNumber numberWithInt:16]
                    forKey:AVLinearPCMBitDepthKey];
        // AVLinearPCMIsBigEndianKey设置音频解码是大字节序还是小字节序
        // 大字节序设置YES   小字节序设置为NO
        [settings setValue:[NSNumber numberWithBool:NO]
                    forKey:AVLinearPCMIsBigEndianKey];
        // AVLinearPCMIsFloatKey设置音频解码是否为浮点数
        // 如果是则设置YES，否则设置为NO
        [settings setValue:[NSNumber numberWithBool:NO]
                    forKey:AVLinearPCMIsFloatKey];
        // 获得沙箱目录中Document下音频文件路径
        recorder = [[AVAudioRecorder alloc]
                    initWithURL:fileUrl
                    settings:settings
                    error:&error];

        recorder.delegate = self;

注意：编码格式与文件格式不同，例如WAV是音频文件格式，它采用线性PCM音频编码

AVAudioRecorder中录制相关方法和属性如下:

• -(BOOL)record音频录制
• -(void)pause暂停录制
• -(void)stop停止录制
• -(BOOL)recordAtTime:(NSTimeInterval)time,指定开始时间录制视屏
• -(BOOL)recordForDuration:(NSTimeInterval)duration,指定持续时间录制视频
• -(BOOL)prepareToRecord,预处理音频播放设备，可以减少播放延迟
• recording属性，判断音频是否正在录制，布尔类型的属性

除了上面的主要的方法和属性外，，AVAudioPlayer还提供了获得音频信息的方法，以及获得测量声音相关属性的方法

AVAudioRecorder还有对应的委托协议AVAudioRecorderDelegate，AVAudioRecorderDelegate协议提供的主要方法：

• audioRecorderDidFinishRecording:successfully:,录制完成回调方法，successfully参数返回NO则失败，Yes则成功
• audioRecorderEncodeErrorDidOccur:error:，当编码发生错误时回调的方法
• audioRecorderBeginInterruption:，当录制过程被中断时候回调的方法，例如电话打入进来的时候
• audioRecoderEndInterruption:withOptions:，中断返回回调的方法

下面通过实例介绍。如图所示时一个录音机实例，在屏幕中有三个按钮，可以控制音频的录制、停止和播放，状态显示的视图上面的标签中。

#import "ViewController.h"

#import 

@interface ViewController ()<AVAudioRecorderDelegate>
{
    AVAudioRecorder *recorder;
    AVAudioPlayer *player;
}

@property (weak, nonatomic) IBOutlet UILabel *label;

- (IBAction)record:(id)sender;
- (IBAction)stop:(id)sender;
- (IBAction)play:(id)sender;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    self.label.text = @"停止";
}

- (void)didReceiveMemoryWarning
{
    [super didReceiveMemoryWarning];
    // Dispose of any resources that can be recreated.
}

-(NSString *)documentsDirectory
{
    NSArray *paths = NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory,
                                                         NSUserDomainMask, YES);
    return [paths objectAtIndex:0];
}

- (IBAction)record:(id)sender {

    if (recorder == nil) {

        NSString *filePath =
        [NSString stringWithFormat:@"%@/rec_audio.caf", [self documentsDirectory]];
        NSURL *fileUrl = [NSURL fileURLWithPath:filePath];

        NSError *error = nil;
        [[AVAudioSession sharedInstance] setCategory:AVAudioSessionCategoryRecord
                                               error:&error];
        [[AVAudioSession sharedInstance] setActive:YES error:&error];

        NSMutableDictionary *settings = [NSMutableDictionary dictionary];
        [settings setValue:[NSNumber numberWithInt:kAudioFormatLinearPCM]
                    forKey:AVFormatIDKey];
        [settings setValue:[NSNumber numberWithFloat:44100.0]
                    forKey:AVSampleRateKey];
        [settings setValue:[NSNumber numberWithInt:1]
                    forKey:AVNumberOfChannelsKey];
        [settings setValue:[NSNumber numberWithInt:16]
                    forKey:AVLinearPCMBitDepthKey];
        [settings setValue:[NSNumber numberWithBool:NO]
                    forKey:AVLinearPCMIsBigEndianKey];
        [settings setValue:[NSNumber numberWithBool:NO]
                    forKey:AVLinearPCMIsFloatKey];

        recorder = [[AVAudioRecorder alloc]
                    initWithURL:fileUrl
                    settings:settings
                    error:&error];

        recorder.delegate = self;
    }


    if(recorder.isRecording) {
        return;
    }

    if(player && player.isPlaying) {
        [player stop];
    }

    [recorder record];

    self.label.text = @"录制中...";
}

- (IBAction)stop:(id)sender {
    self.label.text = @"停止...";

    if(recorder.isRecording) {
        [recorder stop];
        recorder.delegate = nil;
        recorder = nil;
    }
    if(player.isPlaying) {
        [player stop];
    }
}

- (IBAction)play:(id)sender {

    if(recorder.isRecording) {
        [recorder stop];
        recorder.delegate = nil;
        recorder = nil;
    }
    if(player.isPlaying) {
        [player stop];
    }

    NSString *filePath =
    [NSString stringWithFormat:@"%@/rec_audio.caf", [self documentsDirectory]];
    NSURL *fileUrl = [NSURL fileURLWithPath:filePath];

    NSError *error = nil;
    [[AVAudioSession sharedInstance] setCategory:AVAudioSessionCategoryPlayback
                                           error:&error];
    [[AVAudioSession sharedInstance] setActive:YES error:&error];
    player = [[AVAudioPlayer alloc] initWithContentsOfURL:fileUrl error:&error];

    if(error) {
        NSLog(@"%@",[error description]);
    } else {
        [player play];
        self.label.text = @"播放...";
    }

}


#pragma mark--实现AVAudioRecorderDelegate协议方法

- (void)audioRecorderDidFinishRecording:(AVAudioRecorder *)recorder successfully:(BOOL)flag
{
    NSLog(@"录制完成。");
}

- (void)audioRecorderEncodeErrorDidOccur:(AVAudioRecorder *)recorder error:(NSError *)error
{
    NSLog(@"录制错误发生: %@", [error localizedDescription]);
}


- (void)audioRecorderBeginInterruption:(AVAudioRecorder *)recorder
{
    NSLog(@"播放中断。");
}


- (void)audioRecorderEndInterruption:(AVAudioRecorder *)recorder withOptions:(NSUInteger)flags
{
    NSLog(@"中断返回。");
}


@end

注意：AVAudioSession类提供了Audio Session服务，Audio Session是指定应用与音频系统如何交互。AVAudioSession通过指定一个音频类别(Category)实现的，音频类别描述了应用使用音频的方式。下面的语句是设定音频会话类别:

[[AVAudioSession sharedInstance] setCategory:AVAudioSessionCategoryRecord errorL&error];

[[AVAudioSession sharedInstance] setCategory:AVAudioSessionCategoryPlayback errorL&error];

AVAudioSessionCategoryRecord代表只能输入音频，即录制音频，其效果是停止其他的音频播放，开始录制音频。AVAudioSessionCategoryPlayback代表只能输出音频，即进行音频播放。常用Audio Session类别如表所示：

音频类别	获取输入硬件	获取输出硬件	与iPod混音	服从振铃／静音
AVAudioSessionCategoryPlayback	否	是	否	否
AVAudioSessionCategoryRecord	是	否	否	否
AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord	是	是	否	否
AVAudioSessionCategoryAmbient	否	是	是	是
AVAudioSessionCategorySoloAmbient	否	是	否	是

注意：表中获得输入硬件，表示能使用音频输入设备。如麦克风等设备。获取输出硬件表示能够使用音频输出设备，如yangshengqi和耳机等设备。与iPod混音是只能与iPod媒体库播放的音频混音。服从震动／静音是在设备中国年设置振铃／静音后，是否影响音频类别，AVAudioSessionCategoryAmbient和AVAudioSessionCategorySlolAmbient是受到影响的类别。

还有Audio Session中还可以设置是否“活跃”，这会把后台的人和系统声音关闭，如
[[AVAudioSession sharedInstance] setActive:YES error:&error];
[[AVAudioSession sharedInstance] setActive:YES error:&error];

5.3.3 语音合成

苹果公司在iOS7中推出了语音合成器的技术，无需网络环境也可以实现语音合成。iOS7语音合成的主要的AOI如下：

• AVSpechUtterance，是语音合成的基本单元，它封装影响语音合成需要的一些参数：语音、语调、语速和延迟等
• AVSpechSynthesisVoice，是语音合成中的Voice对像，它主要包括语音和地区两个方面
• AVSpeechSynthesisVoice，是语音合成中的voice对象，它主要包括语音合地区两个方面
• AVSpeechSynthesizer，语音合成器的管理类，通过speakUtterance：方法管理AVSpeechUtterance对象。
• AVSpeechSynthesizerDelegate，是AVSpeechSynthesizer的委托协议。

下面通过实例讲解

#import "ViewController.h"
#import 

@interface ViewController ()
    

@property (weak, nonatomic) IBOutlet UITextView *textView;
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UISlider *slider;
@property (nonatomic, strong) AVSpeechSynthesizer *speechSynthesizer;

- (IBAction)speakButtonWasPressed:(id)sender;

- (IBAction)speechSpeedShouldChange:(id)sender;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];

    //为TextView
    [self.textView.layer setBorderWidth:.5f];
    [self.textView.layer setBorderColor:[[UIColor grayColor] CGColor]];
    [self.textView setDelegate:self];

    self.speechSynthesizer = [[AVSpeechSynthesizer alloc] init];
    self.speechSynthesizer.delegate = self;

}

- (void)didReceiveMemoryWarning
{
    [super didReceiveMemoryWarning];
    // Dispose of any resources that can be recreated.
}

-(BOOL)textView:(UITextView *)textView shouldChangeTextInRange:(NSRange)range replacementText:(NSString *)text{

    BOOL retval = TRUE;

    if([text isEqualToString:@"\n"]){
        [self.textView resignFirstResponder];
        retval = FALSE;
    }

    return retval;

}

- (IBAction)speakButtonWasPressed:(id)sender {

    AVSpeechUtterance *utt = [AVSpeechUtterance speechUtteranceWithString:[self.textView text]];
    utt.rate = [self.slider value];
    [self.speechSynthesizer speakUtterance:utt];
}


- (IBAction)speechSpeedShouldChange:(id)sender {
    UISlider *slider = (UISlider *)sender;
    NSInteger val = round(slider.value);
    NSLog(@"%@",[NSString stringWithFormat:@"%ld",(long)val]);
}

#pragma mark--AVSpeechSynthesizerDelegate
- (void)speechSynthesizer:(AVSpeechSynthesizer *)synthesizer
    didStartSpeechUtterance:(AVSpeechUtterance *)utterance {
    NSLog(@"语音合成开始。");
}


- (void)speechSynthesizer:(AVSpeechSynthesizer *)synthesizer
    didFinishSpeechUtterance:(AVSpeechUtterance *)utterance {
    NSLog(@"语音合成完成。");
}

@end

5.4 使用System Sound API

5.3节中介绍了AVFoundation框架，本节介绍Core Audio中的System Sound API，它属于面向C语言的低层次API，使用起来有点繁琐。使用System Sound API可以播放短的声音，不能对其暂停或停止等控制，我们可以用它来制作游戏音效(如子弹射击声音)和操作音(如按钮单击、删除操作等)，以及提醒用户要做某件事情，而且它还可以发出振动提醒，但是只能是iPhone设备上。
System Sound API中的方法如下：

• AudioServicesCreateSystemSoundID,创建SystemSoundID
• AudioServicesDisposeSystemSoundID，释放SystemSoundID
• AudioServicesPlayAlertSound,发出警告提示(声音＋振动)
• AudioServicesPlaySystemSound，播放系统声音
• AudioServicesAddSystemSoundCompletion,注册声音播放完成事件，指定回调函数
• AudioServicesRemoveSystemSoundCompletion，注销声音播放完成事件，指定回调函数

为了介绍System Sound API本节安排的实例，分别可以测试System Sound API的三个方面的应用

5.4.1 播放系统声音

播放系统声音主要使用AudioServicesPlaySystemSound函数进行播放，主要用于游戏音效和操作声音等。它的工作流程如图

从上面的流程看，播放过程涉及5个函数，3个不同阶段：播放前的准备，播放和播放后的处理

(1)播放前的准备阶段：使用AudioServicesCreateSystemSoundID函数创建SystemSoundID，然后使用AudioServicesAddSystemSoundCompletion注销声音播放完成事件回调函数
(2)播放阶段：使用AudioServicesPlaySystemSound播放声音实现的
(3)播放后的处理阶段：释放资源、注销事件回调函数，这包括了使用AudioServicesDisPoseSoundID函数释放SystemSoundID和使用AudioServicesRemoveSystemSoundCompletion注销声音播放完成事件回调函数。

#import "ViewController.h"
#import 

@interface ViewController ()

- (IBAction)playSystemSound:(id)sender;

- (IBAction)vibrate:(id)sender;

- (IBAction)alert:(id)sender;

@end


//定义一个回调函数，用于当声音播放完成之后回调。
void SoundFinishedPlayingCallback(SystemSoundID sound_id, void* user_data)
{
    //注销声音播放完成事件回调函数。
    AudioServicesRemoveSystemSoundCompletion(sound_id);
    //释放SystemSoundID
    AudioServicesDisposeSystemSoundID(sound_id);
}



@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
}

- (void)didReceiveMemoryWarning
{
    [super didReceiveMemoryWarning];
    // Dispose of any resources that can be recreated.
}


- (IBAction)playSystemSound:(id)sender {
    NSURL* system_sound_url = [NSURL fileURLWithPath:[[NSBundle mainBundle]
                                                      pathForResource:@"AlertChordStroke" ofType:@"wav"]];

    SystemSoundID system_sound_id;

    //创建SystemSoundID
    AudioServicesCreateSystemSoundID(
                                     (CFURLRef)CFBridgingRetain(system_sound_url),
                                     &system_sound_id
                                     );

    //注销声音播放完成事件回调函数。
    AudioServicesAddSystemSoundCompletion(
                                          system_sound_id,
                                          NULL,
                                          NULL,
                                          SoundFinishedPlayingCallback,
                                          NULL
                                          );

    //播放系统声音
    AudioServicesPlaySystemSound(system_sound_id);

}

- (IBAction)alert:(id)sender {
    NSURL* system_sound_url = [NSURL fileURLWithPath:[[NSBundle mainBundle]
                                                      pathForResource:@"BeepGMC500" ofType:@"wav"]];

    SystemSoundID system_sound_id;
    //创建SystemSoundID
    AudioServicesCreateSystemSoundID(
                                     (CFURLRef)CFBridgingRetain(system_sound_url),
                                     &system_sound_id
                                     );

    // 注册声音播放完成事件回调函数。
    AudioServicesAddSystemSoundCompletion(
                                          system_sound_id,
                                          NULL,
                                          NULL,
                                          SoundFinishedPlayingCallback,
                                          NULL
                                          );

    // 发出警告
    AudioServicesPlaySystemSound(system_sound_id);
}

- (IBAction)vibrate:(id)sender {

    NSString * deviceModel = [[UIDevice currentDevice] model];
    NSLog(@"设备：%@",deviceModel);

    if ([deviceModel isEqualToString:@"iPhone"]) {
        AudioServicesPlaySystemSound(kSystemSoundID_Vibrate);
    } else {
        UIAlertView *alertView = [[UIAlertView alloc] initWithTitle:@"提示"
                                                            message:@"设备不支持"
                                                           delegate:nil
                                                  cancelButtonTitle:@"Ok"
                                                  otherButtonTitles: nil];
        [alertView show];
    }
}



@end

说明：
按照程序的流程是用户单击播放按钮，触发playSystemSound方法，NSURL* system_sound_url = [NSURL fileURLWithPath:[[NSBundle mainBundle]
pathForResource:@"AlertChordStroke" ofType:@"wav"]];该段代码是创建要播放的音频文件全路径，在System Sound API中能播放的系统声音文件必须是没有压缩的，解码必须是线性PCM或IMA-ADPCM格式，如.aif、.wav和.caf等文件。

SystemSoundID system_sound_id;是声明一个SystemSoundID，用来管理系统声音。

AudioServicesCreateSystemSoundID(
(CFURLRef)CFBridgingRetain(system_sound_url),
&system_sound_id
);创建SystemSoundID，一旦创建成功，再往后的声音的控制都是通过SystemSoundID实现的。AudioServicesCreateSystemSoundID函数的定义如下：

OSStatus AudioServicesCreateSystemSoundID(
    CFURLREF inFileURL,
    SystemSoundID *outSystemSoundID
)

函数返回值OSStatus类型的状态编码，OSStatus是SInt32类型别名。inFileURL参数是指定播放文件的全路径。outSystemSoundID是创建的SystemSoundID，使用时需要传递地址(即&system_sound_id)。

使用AudioServicesAddSystemSoundCompletion函数注销声音播放完成事件回调函数，AudioServicesAddSystemSoundCompletion函数的定义如下：

OSStatus AudioServicesAddSystemSoundCompletion(
    SystemSoundID                             outSystemSoundID,
    CFRunLoopRef                              inRunLoop,
    CGStringRef                               inRunLoopMode,
    AudioServicesSystemSoundCompletionProc    inCompletionRoutine,
    void                                      *inClientData
)

inSystemSoundID参数时AudioServicesCreateSystemSoundID函数中创建的SystemSoundID。inRunLoop是指定回调函数在哪个RunLoop中运行，一个RunLoop就是一个事件处理的循环，用来不停地调度工作以及处理输入事件，传递NULL是在主RunLoop运行。inRunLoopMode指定RunLoop运行模式，传递NULL是默认的RunLoop运行模式。inCompletionRoutine参数是用来指定回调函数，传递的是一个函数指针。inClientData参数是给回调函数传递的参数。

使用AudioServicesPlaySystemSound(system_sound_id)函数播放系统声音，参数system_sound_id是使用AudioServicesCreateSystemSoundID函数创建SystemSoundID。

当声音播放完成之后，会回调SoundFinishedPlayingCallback，在SoundFinishedPlayingCallback函数中需要注销声音播放完成事件回调函数。

5.4.2 发出警告提醒

System Sound API可以发出警告提醒，在iPhone设备上默认情况下发出警告形式是“声音＋振动”，当然可以设置其他的形式，而在iPad和iPod touch设备上不支持振动，只有声音警告了。System Sound API发出警告与播放系统声音整个工作流程一样的，只不过需要将AudioServicesPlaySystemSound换成函数AudioServicesPlayAlertSound，AudioServicesPlayAlertSound是专门用来发出警告的，事实上这两个函数在iPad和iPod touch设备上一样只能发出声音

- (IBAction)alert:(id)sender {
    NSURL* system_sound_url = [NSURL fileURLWithPath:[[NSBundle mainBundle]
                                                      pathForResource:@"BeepGMC500" ofType:@"wav"]];

    SystemSoundID system_sound_id;
    //创建SystemSoundID
    AudioServicesCreateSystemSoundID(
                                     (CFURLRef)CFBridgingRetain(system_sound_url),
                                     &system_sound_id
                                     );

    // 注册声音播放完成事件回调函数。
    AudioServicesAddSystemSoundCompletion(
                                          system_sound_id,
                                          NULL,
                                          NULL,
                                          SoundFinishedPlayingCallback,
                                          NULL
                                          );

    // 发出警告
    AudioServicesPlayAlertSound(system_sound_id);
}

上面的代码除了使用AudioServicesPlayAlertSound函数替换了AudioServicesPlaySystemSound函数，其余代码一样

5.4.3 振动

System Sound API也可以让设备振动，这样的效果也只能在iPhone设备上体会到。而在iPad和iPod touch设备上不支持振动的，在这些设备上进行Systm Sound API调用设备没有任何反应。与前面两种调用相比，振动调用非常简单，使用下面的语句就可以实现了：

AudioServicesPlaySystemSound(kSystemSoundID_vibrate);

AudioServicesPlaySystemSound函数就是我们播放系统声音使用的函数，而SystemSoundID是系统定义的常量，kSystemSoundID_Vibrate代表振动调用。

• (IBAction)vibrate:(id)sender {

  NSString * deviceModel = [[UIDevice currentDevice] model];
  NSLog(@”设备：%@”,deviceModel);

  if ([deviceModel isEqualToString:@”iPhone”]) {
  AudioServicesPlaySystemSound(kSystemSoundID_Vibrate);
  } else {
  UIAlertView *alertView = [[UIAlertView alloc] initWithTitle:@”提示”
  message:@”设备不支持”
  delegate:nil
  cancelButtonTitle:@”Ok”
  otherButtonTitles: nil];
  [alertView show];
  }
  }

5.5 使用OpenAL API

在iOS平台上播放音效的最简单的方法是使用System Sound API。这对于发出操作音或简单UI互动之类的任务已经足够好用。但是，对于任何更复杂一点的任务，如游戏音效就力不从心了。使用System Sound API会立即开始播放音效，但若要指定的音效与游戏的特定帧相配合的话，它基本上是无法实现的。为了更好的控制音效，我们需要使用OpenAL。

OpenAL(Open Audio Library)是自由软件界的跨平台音效API。它涉及给多通道3D位置音效，其API风格模仿自OpenGL。

5.5.1 OpenAL 构成

OpenAL由三个实体构成：Listener(听众)，source(声源)和buffer(缓存)

5.5.2 OpenAL与3D空间中的声音

现实生活中国年，听众和声源是3D空间中的，他们之间的位置和方向是不断变化的。OpenAL能够描述这种实际的环境，因此在OpenAL中很多函数都是涉及3D空间的，3D空间采用3D笛卡尔坐标系(或3D坐标系)描述。

提示:3D坐标系分为左右坐标系，它的区别在于Z轴的方向的不同。在X轴方向向右，正Y轴方向向上。通过沿x轴方向到正Y轴方向握拳，大拇指的指向方向就是正Z轴的方向。如图，OpenAL采用右手坐标系。

5.5.3 OpenAL API

OpenAL API模仿OpenGL API，所有的函数都以“al”开头，如alSourcei()函数。OpenAL的函数都被设计为属性风格，我们对属性可以读(get)和写(set),下面的函数是取得听众某个属性:

alGetListenerf(ALenum param, ALfloat value)

其中，param参数是指定属性常量，value是获得该属性需要的参数。下面代码是设置听众某个属性函数。

AlListenerf(ALenum param,ALfloat value)

其中，param参数是指定属性常量，value是获得该属性需要的参数。

此外，函数名的后缀与OpenGL也是比较类似的，它们的函数后缀说明了函数参数的类型。在OpenAL中我们会看到下面几种不同的函数后缀类型：

alListenerf(ALenum param,ALfloat value);
alListener3f(ALenum param,ALfloat value1,Afloat value2,Afloat value3);
alListenerfv(ALenum param,const ALFloat *values);
alListeneri(ALenum param,ALint value);
alListener3i(ALenum param,ALint value1,ALint value2,ALint value3);
alListeneriv(ALenum param,const ALint *values);

alListenerf函数后缀“f”，说明只需要传递一个float类型参数。alListener3f函数后缀“3f”，说明需要传递三个float类型的参数，如3D坐标。alListenerfv函数的后缀是“fv”，说明需要传递的数据是float的数组类型。alListeneri函数后缀“i”说明只需要传递一个证书类型参数。alListener3i函数后缀“3i”，说明需要传递三个整数类型参数。AlListeneriv函数后缀“iv”，说明需要传递一个整数类型数组参数。从上面的函数代码中我们可以归纳处理后缀的类型有：“f”、“3f”、“fv”、“i”、“3i”和“iv”等。当然也有一些函数是没有这些后缀的，这说明他们需要传递这几种类型的参数。如下面的几个函数：

alSourcePlay(ALuint sid)
alSourceStop(ALuint sid)
alSourcePause(ALuint sid)

5.5.4 OpenAL应用开发流程

我们使用OpenAL开发可以播放声音、捕获声音、声音特效和声音流处理。基本上的开发流程都比较类似，我们重点介绍播放声音流程。

在上述六成中从获得设备信息到初始化听众都属于初始化阶段，我们可以某个类的初始化方法或者构造方法中国年处理，如视图控制器的viewDidLoad方法中的。

初始化完成之后就可以进行播放等操作了。不再使用之后一定要释放内存，包括释放声源、释放缓存、释放环境和关闭设备等处理。

//释放内存
-(void)cleanUpOpenAL
{
    // 释放声源
    alDeleteSources(1, &sourceID);

    // 释放缓存
    alDeleteBuffers(1, &bufferID);

    // 释放环境
    alcDestroyContext(mContext);

    // 关闭设备
    alcCloseDevice(mDevice);
}

经过细化的初始化缓存过程

5.5.5 实例：使用OpenAL播放音效

#import "ViewController.h"

#import 
#import 
#import 

@interface ViewController ()
{
    ALCcontext* mContext;
    ALCdevice* mDevice;
    NSUInteger sourceID;
    NSUInteger bufferID;
    BOOL isPlaying;
    BOOL isLoop;
}

@property (retain, nonatomic) IBOutlet UIButton *btnPlay;

- (IBAction)play:(id)sender;
- (IBAction)switchLoop:(id)sender;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];

    isPlaying = NO;     // init playing status

    [self initOpenAL];

    [self initBuffer];

    // 从OpenAL中获得声源id
    alGenSources(1, &sourceID);

    // 将缓冲区和声源绑定
    alSourcei(sourceID, AL_BUFFER, bufferID);
    // 设置基本声源基本属性
    alSourcef(sourceID, AL_PITCH, 1.0f); //设置音高
    alSourcef(sourceID, AL_GAIN, 1.0f);  //设置音量

}


- (void)dealloc {
    // 释放内存
    [self cleanUpOpenAL];
}


- (IBAction)play:(id)sender {

    if(!isPlaying)
    {
        alSourcePlay(sourceID);
        if (isLoop) {
            isPlaying = YES;
            [_btnPlay setTitle:@"停止" forState:UIControlStateNormal];
        }
    } else {
        alSourceStop(sourceID);
        isPlaying = NO;
        [_btnPlay setTitle:@"播放" forState:UIControlStateNormal];
    }

}

- (IBAction)switchLoop:(id)sender {
    UISwitch* sw = (UISwitch*) sender;
    isLoop = sw.on;
    if (isLoop) {
        alSourcei(sourceID, AL_LOOPING, AL_TRUE);
    } else {
        alSourcei(sourceID, AL_LOOPING, AL_FALSE);
        alSourceStop(sourceID);
        isPlaying = NO;
        [_btnPlay setTitle:@"播放" forState:UIControlStateNormal];
    }

}

//初始化OpenAL
-(void)initOpenAL
{
    // 获得设备
    mDevice = alcOpenDevice(NULL);
    if (mDevice) {
        // 使用设备创建一个环境对象
        mContext=alcCreateContext(mDevice,NULL);
        // set my context to the currently active one
        alcMakeContextCurrent(mContext);
    }
}

//初始化缓冲区
-(void)initBuffer
{
    // 获得文件的完整路径
    NSString* fileName = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"BeepGMC500" ofType:@"wav"];
    // 打开文件
    AudioFileID fileID = [self openAudioFile:fileName];

    // 获得实际音频文件大小
    UInt32 fileSize = [self audioFileSize:fileID];

    // 开辟音频内存数据空间
    unsigned char * outData = malloc(fileSize);

    // 读取文件到内存中
    OSStatus result = noErr;
    result = AudioFileReadBytes(fileID, false, 0, &fileSize, outData);
    //关闭文件
    AudioFileClose(fileID);
    //返回结果为 0 说明成功
    if (result != 0) {
        NSLog(@"cannot load effect: %@", fileName);
    }

    // 从OpenAL中获得缓冲区id
    alGenBuffers(1, &bufferID);

    // 内存中音频数据复制到缓冲区
    alBufferData(bufferID, AL_FORMAT_STEREO16, outData, fileSize, 44100);

    // 清除内存中音频数据
    if (outData) {
        free(outData);
        outData = NULL;
    }
}

//打开一个声音文件，并且得到了它的id
-(AudioFileID)openAudioFile:(NSString*)filePath
{
    AudioFileID outAFID;
    NSURL * afUrl = [NSURL fileURLWithPath:filePath];

    OSStatus result = AudioFileOpenURL((CFURLRef)CFBridgingRetain(afUrl),
                                       kAudioFileReadPermission, 0, &outAFID);
    if (result != 0) NSLog(@"cannot openf file: %@",filePath);
    return outAFID;
}

//计算数据的大小
-(UInt32)audioFileSize:(AudioFileID)fileDescriptor
{
    UInt64 outDataSize = 0;
    UInt32 thePropSize = sizeof(UInt64);
    OSStatus result = AudioFileGetProperty(fileDescriptor,
                                           kAudioFilePropertyAudioDataByteCount, &thePropSize, &outDataSize);
    if(result != 0) NSLog(@"cannot find file size");
    return (UInt32)outDataSize;
}

//释放内存
-(void)cleanUpOpenAL
{
    // 释放声源
    alDeleteSources(1, &sourceID);

    // 释放缓存
    alDeleteBuffers(1, &bufferID);

    // 释放环境
    alcDestroyContext(mContext);

    // 关闭设备
    alcCloseDevice(mDevice);
}

@end