OpenAL系列之一 – iPhone上的OpenAL音频
译者注：这是我最喜欢的iPhone OpenAL教程之一，总共有好几篇文章，我会逐步翻译。
随着保密协议的解除，我们可以开始公开讨论iPhone的代码了。我觉得讨论一下我“入侵”iPhone世界以来遇到的问题以及我是如何修复它们的可能是一个不错的话题。
我目前正在编写一个iPhone游戏，它完全是以openGLES为基础并采用OpenAL音频。今天我想谈谈OpenAL
今天我只讨论不到30秒的音频以及音效和短循环音。在iPhone上播放的音频需要正确的格式（或者说audio toolbox可以处理的多种音频格式中的一种，但如果你从正确的格式声音开始，iPhone在播放时就不需要进行处理了）。
所以，打开你的命令行终端输入：
/usr/bin/afconvert -f caff -d LEI16@44100 inputSoundFile.aiff outputSoundFile.caf
你可能会问这到底是在干什么？这是将文件转换为Little-Endian（低地址低字节） 16位，采样率44，100的格式。通常存储为.caf。
好了！我们现在有了正确格式的.caf文件，可以开始做些什么了。
有多种方法在iPhone上播放音频，有一种’简单’的方式，还有有一些’难’的方法……我先快速地讨论一下简单的方式，然后再讨论一下使用OpenAL的’难的方法’。
让iPhone发声的最快（最容易）的方法是使用音频系统服务：
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NSString
* path
=
[
[
NSBundle mainBundle
] pathForResource
:
@
"soundEffect1" ofType
:
@
"caf"
];
NSURL * afUrl = [ NSURL fileURLWithPath :path ]; UInt32 soundID; AudioServicesCreateSystemSoundID ( (CFURLRef )afUrl, &soundID ); AudioServicesPlaySystemSound (soundID ); |
这对于象点击按钮和简单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（比如：游戏）而言，这简直是毫无用处。它确实会立即开始 播放，但若要指定的音效与游戏的特定帧相配合的话，这种方法基本上是没有用处。（我确实曾经使用上述方法实现过我的声音引擎，然而当我将其加载到 iPhone播放声音时，要么声音会晚许多帧，要么干脆整个程序会停顿，等待audio toolbox将音频加载到缓存中，实在太糟糕了）。
为了更好地控制音频，你需要使用OpenAL，audioUnits或audioQueue。
我决定使用OpenAL以便我的代码具有更好的跨平台能力，并且通过学习怎样使用OpenAL，我还可以将这些技术运用在iPhone外的其他平 台。（而且象我这样的代码雇佣兵，我觉得具有OpenAL经验比audioQueue经验更有市场）（另外由于我已经熟悉了openGL，openAL十 分类似，而audio units和audio queue的代码有那么点丑陋）。
所以，这是个超快速的openAL教程，但绝对是实现由openAL产生静态声音的最低要求。
OpenAL实在是十分简单，它由3个实体构成：Listener（听者），Source（音源）和Buffer（缓存）。
Listener就是你。任何可以被Listener“听到”的声音都是来自扬声器。openAL允许你指定Listener相对于Source的位置， 但是本例中我们忽略不计。我们只是针对最基本的静态声音。但是请记住“Listener”的概念，在你处理更复杂的情况时，你可以任意移动此对象。本文中 就不做过多介绍。
Source: 本质上类似与扬声器,它将产生Listener可以“听”到的声音。像Listener一样，你可以通过移动Source来获得groovy位置效应。本文的示例也没有涉及此部分。
Buffer: 就是我们播放的声音。它保存原始的音频数据。
有两个很重要的对象：device（设备）和 context（环境）。Device实际上设播放声音的硬件。而Context是当前所有声音在其中播放的“会话（session）”（你可以将其想象 成包括所有sources和listener的房间。或者声音通过其播放的空气，或其他……这就是Context。）
它们在一起是怎么运作的：（最基本）
1) 获取device
2) 将context关联到device
3) 将数据放入buffer
4) 将buffer链接到一个source
5) 播放source
就这么简单! 假定你的openAL实现对于listener是适当的缺省状态而且你不指定listener和source位置，上述流程工作得很好（在iPhone上就是如此）。
好了，我们看看代码:
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// define these somewhere, like in your .h file
ALCcontext * mContext; ALCdevice * mDevice; // start up openAL - ( void )initOpenAL { // Initialization mDevice = alcOpenDevice ( NULL ); // select the "preferred device" if (mDevice ) { // use the device to make a context mContext =alcCreateContext (mDevice, NULL ); // set my context to the currently active one alcMakeContextCurrent (mContext ); } } |
很容易理解吧。获得“缺省”device，然后用它建立一个Context！完成。
下一步：将数据放入buffer， 这有一点复杂:
首先：打开音频文件
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// get the full path of the file
NSString * fileName = [ [ NSBundle mainBundle ] pathForResource : @ "neatoEffect" ofType : @ "caf" ]; // first, open the file AudioFileID fileID = [self openAudioFile :fileName ]; |
等一下！什么是openAudioFile: 方法？
这里就是:
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// open the audio file
// returns a big audio ID struct - (AudioFileID )openAudioFile : ( NSString * )filePath { AudioFileID outAFID; // use the NSURl instead of a cfurlref cuz it is easier NSURL * afUrl = [ NSURL fileURLWithPath :filePath ]; // do some platform specific stuff.. #if TARGET_OS_IPHONE OSStatus result = AudioFileOpenURL ( (CFURLRef )afUrl, kAudioFileReadPermission, 0, &outAFID ); #else OSStatus result = AudioFileOpenURL ( (CFURLRef )afUrl, fsRdPerm, 0, &outAFID ); #endif if (result != 0 ) NSLog ( @ "cannot openf file: %@",filePath ); return outAFID; } |
这很简单：我们从主资源包获得文件路径，然后将其传递给本方法，本方法检查运行的平台并使用audio toolkit的方法AudioFileOpenURL()来产生一个AudioFileID。
下面做什么？对，从文件中获取实际音频数据。我们要先计算出有多少数据在文件中：
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// find out how big the actual audio data is
UInt32 fileSize = [self audioFileSize :fileID ]; |
我们需要用到的另一个很实用的方法：
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// find the audio portion of the file
// return the size in bytes - (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; } |
它使用了一个神秘的方法AudioFileGetProperty()来计算出文件中有多少数据并将其放入outDataSize变量。太棒了, 下一步！
现在我们已准备好将数据从文件复制到openAL缓存中：
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// this is where the audio data will live for the moment
unsigned char * outData = malloc (fileSize ); // this where we actually get the bytes from the file and put them // into the data buffer OSStatus result = noErr; result = AudioFileReadBytes (fileID, false, 0, &fileSize, outData ); AudioFileClose (fileID ); //close the file if (result != 0 ) NSLog ( @ "cannot load effect: %@",fileName ); NSUInteger bufferID; // grab a buffer ID from openAL alGenBuffers (1, &bufferID ); // jam the audio data into the new buffer alBufferData (bufferID,AL_FORMAT_STEREO16,outData,fileSize,44100 ); // save the buffer so I can release it later [bufferStorageArray addObject : [ NSNumber numberWithUnsignedInteger :bufferID ] ]; |
好了，上面我们做了很多事情（实际上，并不多）。分配一下空间给数据，使用audio toolkit中的AudioFileReadBytes()函数从文件中读取字节到分配好的内存块中。然后调用alGenBuffers()产生一个有 效的bufferID，再调用alBufferData()加载数据块到openAL buffer的缓存中。
这里我硬编码了格式和频率等数据。如果你是像文章开始介绍的那样使用afconvert命令生成的音频文件，那么你已经知道它们的格式和采样率了。 然而，如果你想要支持各种音频格式和频率， 你最好要构建一个类似于audioFileSize:的方法，但使用kAudioFilePropertyDataFormat获取格式然后转换为适当的 AL_FORMAT,，而获得频率可能更复杂些（译者注：常用的频率无非就是22050，44100，48000几种了）。我太懒了所以只确定我使用的文 件格式正确就可以了。
下面我将此ID放入一个NSArray以备参考，你可以以后随时使用。
好，我们现在准备好了缓存区。是将它连到source的时候了。
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NSUInteger sourceID;
// grab a source ID from openAL alGenSources (1, &sourceID ); // attach the buffer to the source alSourcei (sourceID, AL_BUFFER, bufferID ); // set some basic source prefs alSourcef (sourceID, AL_PITCH, 1.0f ); alSourcef (sourceID, AL_GAIN, 1.0f ); if (loops ) alSourcei (sourceID, AL_LOOPING, AL_TRUE ); // store this for future use [soundDictionary setObject : [ NSNumber numberWithUnsignedInt :sourceID ] forKey : @ "neatoSound" ]; // clean up the buffer if (outData) { free (outData ); outData = NULL; } |
像缓存一样，我们也需要从openAL获取一个有效的sourceID。一旦我们获得了sourceID我们就可以将source和缓存联系起来 了。最后我们还要进行一些缓存基本设定。如果我们想循环播放，还要设定AL_LOOPING为true。 缺省时，播放是不循环的，所以忽略它就好。然后我将此ID存入到字典数据结构中，以便可以根据名称查找ID。
最后，清除临时内存。
大功即将告成！现在我们只剩下播放功能了：
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// the main method: grab the sound ID from the library
// and start the source playing - ( void )playSound : ( NSString * )soundKey { NSNumber * numVal = [soundDictionary objectForKey :soundKey ]; if (numVal == nil ) return; NSUInteger sourceID = [numVal unsignedIntValue ]; alSourcePlay (sourceID ); } |
就是它了， alSourcePlay()…… 很简单吧。如果声音不循环，那么它将会自然停止。如果是循环的，你可能需要停止它：
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(
void
)stopSound
:
(
NSString
*
)soundKey
{ NSNumber * numVal = [soundDictionary objectForKey :soundKey ]; if (numVal == nil ) return; NSUInteger sourceID = [numVal unsignedIntValue ]; alSourceStop (sourceID ); } |
以上基本上就是使用openAL在iPhone播放声音的最快速和简单的方法（至少我是这样认为的）。
最后，我们要做些清理工作：
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-
(
void
)cleanUpOpenAL
:
(
id
)sender
{ // delete the sources for ( NSNumber * sourceNumber in [soundDictionary allValues ] ) { NSUInteger sourceID = [sourceNumber unsignedIntegerValue ]; alDeleteSources (1, &sourceID ); } [soundDictionary removeAllObjects ]; // delete the buffers for ( NSNumber * bufferNumber in bufferStorageArray ) { NSUInteger bufferID = [bufferNumber unsignedIntegerValue ]; alDeleteBuffers (1, &bufferID ); } [bufferStorageArray removeAllObjects ]; // destroy the context alcDestroyContext (mContext ); // close the device alcCloseDevice (mDevice ); } |
注意：在实际应用中你可能有不只一个source（我的每个buffer都有一个source，但我只有8组声音所以不会有什么问题）。而可以使用 的source数目是有上限的。我不知道iPhone上的实际数字，但可能是16或32之类。（译者注：我有一个应用程序使用了30个source，没有 什么问题）。处理此类问题的方法是加载你的缓存，然后动态分配给下一个可用的source（即没有正在进行播放的source）。
参考资料： openAL programmers guide。