播放 AVAudioPlayerNode 时 AVAudioEngine inputNode 的格式发生变化

我将从我制作的一个简单的“游乐场”视图控制器类开始，该类演示了我的问题：

class AudioEnginePlaygroundViewController: UIViewController {
    private var audioEngine: AVAudioEngine!
    private var micTapped = false
    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
        configureAudioSession()
        audioEngine = AVAudioEngine()
    }

    @IBAction func toggleMicTap(_ sender: Any) {
        guard let mic = audioEngine.inputNode else {
            return
        }
        if micTapped {
            mic.removeTap(onBus: 0)
            micTapped = false
            return
        }
        stopAudioPlayback()

        let micFormat = mic.inputFormat(forBus: 0)
        print("installing tap: \(micFormat.sampleRate) -- \(micFormat.channelCount)")
        mic.installTap(onBus: 0, bufferSize: 2048, format: micFormat) { (buffer, when) in
            print("in tap completion")
            let sampleData = UnsafeBufferPointer(start: buffer.floatChannelData![0], count: Int(buffer.frameLength))
        }
        micTapped = true
        startEngine()
    }

    @IBAction func playAudioFile(_ sender: Any) {
        stopAudioPlayback()
        let playerNode = AVAudioPlayerNode()

        let audioUrl = Bundle.main.url(forResource: "test_audio", withExtension: "wav")!
        let audioFile = readableAudioFileFrom(url: audioUrl)
        audioEngine.attach(playerNode)
        audioEngine.connect(playerNode, to: audioEngine.outputNode, format: audioFile.processingFormat)
        startEngine()
        playerNode.scheduleFile(audioFile, at: nil, completionHandler: nil)
        playerNode.play()
    }

    // MARK: Internal Methods

    private func configureAudioSession() {
        do {
            try AVAudioSession.sharedInstance().setCategory(AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord, with: [.mixWithOthers, .defaultToSpeaker])
            try AVAudioSession.sharedInstance().setActive(true)
        } catch { }
    }

    private func readableAudioFileFrom(url: URL) -> AVAudioFile {
        var audioFile: AVAudioFile!
        do {
            try audioFile = AVAudioFile(forReading: url)
        } catch { }
        return audioFile
    }

    private func startEngine() {
        guard !audioEngine.isRunning else {
            return
        }

        do {
            try audioEngine.start()
        } catch { }
    }

    private func stopAudioPlayback() {
        audioEngine.stop()
        audioEngine.reset()
    }
}

上面的 VC 有一个 AVAudioEngine 实例和两个 UIButton 操作：一个用于播放在硬编码 URL 中找到的音频文件，另一个用于切换引擎上点击的安装/删除输入节点.

我的目标是让实时麦克风点击和音频文件播放同时工作，但彼此完全排斥。也就是说，我希望无论麦克风点击的当前状态如何都能够触发播放，反之亦然。如果我在触发音频文件播放之前安装水龙头，一切都会完全按预期工作。但是，如果我先播放音频文件，然后尝试安装 Tap，则会出现以下崩溃：

[avae] AVAEInternal.h:70:_AVAE_Check: required condition is false: [AVAEGraphNode.mm:810:CreateRecordingTap: (IsFormatSampleRateAndChannelCountValid(format))]

这导致我通过上面的日志语句检查麦克风格式的数据安装Tap称呼。果然，当我在播放前安装 Tap 时，我得到的预期采样率为 44100.0，通道数为 1。但是当我先播放音频文件并then安装麦克风水龙头后，我的日志显示采样率为 0，通道数为 2，这给了我上面显示的错误。

我尝试过修改 AVAudioEngine 的启动/重置流程，尝试了 AVAudioSession 的不同类别/模式组合（请参阅我的配置音频会话方法），并尝试手动创建 Tap 格式，如下所示：

let micFormat = mic.inputFormat(forBus: 0)
var trueFormat: AVAudioFormat!
if micFormat.sampleRate == 0 {
    trueFormat = AVAudioFormat(standardFormatWithSampleRate: 44100, channels: 1)
} else {
    trueFormat = micFormat
}
print("installing tap: \(micFormat.sampleRate) -- \(micFormat.channelCount)")
mic.installTap(onBus: 0, bufferSize: 2048, format: trueFormat) { (buffer, when) in
    print("in tap completion")
    let sampleData = UnsafeBufferPointer(start: buffer.floatChannelData![0], count: Int(buffer.frameLength))
}

这给了我一个类似但不同的错误：

[avae] AVAEInternal.h:70:_AVAE_Check: required condition is false: [AVAudioIONodeImpl.mm:896:SetOutputFormat: (IsFormatSampleRateAndChannelCountValid(hwFormat))]

我看不出麦克风的格式数据会根据是否播放 AVAudioPlayerNode 而变化的任何原因。

经过一番搜索，我发现了问题所在。问题出在音频引擎上输入节点单例。来自文档：

当首次访问 inputNode 时，音频引擎会按需创建一个单例。要接收输入，请从输入音频节点的输出连接另一个音频节点，或在其上创建录音水龙头。

再加上我遇到的格式问题的参考：

检查输入节点的输入格式（特别是硬件格式）是否有非零采样率和通道数，以查看输入是否已启用。

在我的 Playground 类中，触发音频文件播放的流程永远不会访问引擎的输入节点在创建“活动链”之前：

audioEngine.connect(playerNode, to: audioEngine.outputNode, format: audioFile.processingFormat)

看来你必须访问 AVAudioEngine 的输入节点如果您希望引擎在内部配置自身以进行输入，请在 start() 之前进行。即使停止（）和重置（）引擎也不会导致访问输入节点重新配置引擎。 （我怀疑通过手动打破活动链断开节点调用将允许内部重新配置，但我还不确定）。

因此，从代码角度来看，修复很简单：只需在实例化后立即访问引擎的输入节点，以便将引擎配置为音频输入。这是文件播放和麦克风点击一起工作的整个课程：

import UIKit

class AudioEnginePlaygroundViewController: UIViewController {
    private var audioEngine: AVAudioEngine!
    private var mic: AVAudioInputNode!
    private var micTapped = false

    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
        configureAudioSession()
        audioEngine = AVAudioEngine()
        mic = audioEngine.inputNode!
    }

    @IBAction func toggleMicTap(_ sender: Any) {
        if micTapped {
            mic.removeTap(onBus: 0)
            micTapped = false
            return
        }

        let micFormat = mic.inputFormat(forBus: 0)
        mic.installTap(onBus: 0, bufferSize: 2048, format: micFormat) { (buffer, when) in
            let sampleData = UnsafeBufferPointer(start: buffer.floatChannelData![0], count: Int(buffer.frameLength))
        }
        micTapped = true
        startEngine()
    }

    @IBAction func playAudioFile(_ sender: Any) {
        stopAudioPlayback()
        let playerNode = AVAudioPlayerNode()

        let audioUrl = Bundle.main.url(forResource: "test_audio", withExtension: "wav")!
        let audioFile = readableAudioFileFrom(url: audioUrl)
        audioEngine.attach(playerNode)
        audioEngine.connect(playerNode, to: audioEngine.outputNode, format: audioFile.processingFormat)
        startEngine()
        playerNode.scheduleFile(audioFile, at: nil, completionHandler: nil)
        playerNode.play()
    }

    // MARK: Internal Methods

    private func configureAudioSession() {
        do {
            try AVAudioSession.sharedInstance().setCategory(AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord, with: [.mixWithOthers, .defaultToSpeaker])
            try AVAudioSession.sharedInstance().setActive(true)
        } catch { }
    }

    private func readableAudioFileFrom(url: URL) -> AVAudioFile {
        var audioFile: AVAudioFile!
        do {
            try audioFile = AVAudioFile(forReading: url)
        } catch { }
        return audioFile
    }

    private func startEngine() {
        guard !audioEngine.isRunning else {
            return
        }

        do {
            try audioEngine.start()
        } catch { }
    }

    private func stopAudioPlayback() {
        audioEngine.stop()
        audioEngine.reset()
    }
}