深入理解 AudioUnit(二) ~ Mixing Unit & Effect Unit & Converter Unit

CF_ENUM(UInt32) {
    kAudioUnitSubType_MultiChannelMixing  = 'mcmx',
    kAudioUnitSubType_MatrixMixing        = 'mxmx',
    kAudioUnitSubType_SpatialMixing       = '3dem',
};

UInt32 mixer_input_buses_num = 2;
AudioUnitSetProperty(export_mixer_unit_,
    kAudioUnitProperty_ElementCount,
    kAudioUnitScope_Input,
    0, &mixer_input_buses_num, sizeof(mixer_input_buses_num));

// mixer 有 n 个 bus 的话, bus number 从 0 开始 到 n-1
// 我们定义第一个 bus: bus 0 接吉他, 定义一个常量
constexpr UInt32 kMixerGuitarInputElementNumber = 0;
// 我们定义 bus 1 接架子鼓
constexpr UInt32 kMixerDrumKitInputElementNumber = 1;
...

AudioUnitSetProperty(export_mixer_unit_,
    kAudioUnitProperty_StreamFormat,
    kAudioUnitScope_Input,
    kMixerGuitarInputElementNumber,
    &format_, sizeof(AudioStreamBasicDescription));

AudioUnitSetProperty(export_mixer_unit_,
    kAudioUnitProperty_StreamFormat,
    kAudioUnitScope_Input,
    kMixerDrumKitInputElementNumber,
    &format_, sizeof(AudioStreamBasicDescription));

// 设置两个 input bus/element
numbuses = 2;
printf("set input bus count %u\n", (unsigned int)numbuses);
result = AudioUnitSetProperty(	mixer,
                        kAudioUnitProperty_ElementCount,
                        kAudioUnitScope_Input,
                        0,
                        &numbuses,
                        sizeof(UInt32) );

// 设置一个 output bus/element
numbuses = 1;
printf("set output bus count %u\n", (unsigned int)numbuses);
result = AudioUnitSetProperty(	mixer,
                        kAudioUnitProperty_ElementCount,
                        kAudioUnitScope_Output,
                        0,
                        &numbuses,
                        sizeof(UInt32) );

for (int i=0; i<2; ++i) {
    ...
    // 每个 input format 的 channel 都是 2
    desc.ChangeNumberChannels(2, false);
    desc.mSampleRate = kGraphSampleRate;

    printf(">> set input format for bus %d\n", i);
    desc.Print();
    result = AudioUnitSetProperty(	mixer,
                            kAudioUnitProperty_StreamFormat,
                            kAudioUnitScope_Input,
                            i,
                            &desc,
                            sizeof(desc) );
}
result = AudioUnitGetProperty(	mixer,
                        kAudioUnitProperty_StreamFormat,
                        kAudioUnitScope_Output,
                        0,
                        &desc,
                        &size );

// output format 的 channel 设置为 5
desc.ChangeNumberChannels(5, false);
desc.mSampleRate = kGraphSampleRate;
result = AudioUnitSetProperty(	mixer,
                        kAudioUnitProperty_StreamFormat,
                        kAudioUnitScope_Output,
                        0,
                        &desc,
                        sizeof(desc) );

UInt32 dims[2];
UInt32 theSize =  sizeof(UInt32) * 2;
OSStatus result = AudioUnitGetProperty(matrixMixing,
    kAudioUnitProperty_MatrixDimensions,
    kAudioUnitScope_Global, 0, dims, &theSize);
// dims[2] = [4, 5];

UInt32 dims[2];
...
UInt32 theSize = ((dims[0] + 1) * (dims[1] + 1)) * sizeof(Float32);
Float32 *theVols	= static_cast<Float32*>(malloc(theSize));

AudioUnitGetProperty (au, kAudioUnitProperty_MatrixLevels,
                        kAudioUnitScope_Global, 0, theVols, &theSize);

- (IBAction)setInputVolume:(id)sender {
    // Input Volume 是常规方式, 设置对应 Input Bus number, 以及 Input Scope 的 kMatrixMixerParam_Volume 值
    UInt32 inputNum = [sender tag] / 100 - 1;
    AudioUnitSetParameter(mixer, kMatrixMixerParam_Volume, kAudioUnitScope_Input, inputNum, [sender doubleValue] * .01, 0);
}

- (IBAction)setOutputVolume:(id)sender {
    // Output Volume 也是常规方式, 设置对应 Output Bus number, 以及 Output Scope 的 kMatrixMixerParam_Volume 值
    UInt32 outputNum = [sender tag] % 100 - 1;
    AudioUnitSetParameter(mixer, kMatrixMixerParam_Volume, kAudioUnitScope_Output, outputNum, [sender doubleValue] * .01, 0);
}

- (IBAction)setMasterVolume:(id)sender {
    // MasterVolume 这里开始不一样了, 需要操作在 0xFFFFFFFF 这个 bus number, 以及 Global Scope 上.
    AudioUnitSetParameter(mixer, kMatrixMixerParam_Volume, kAudioUnitScope_Global, 0xFFFFFFFF, [sender doubleValue] * .01, 0);
}

- (IBAction)setMatrixVolume:(id)sender {
    UInt32 inputNum = [sender tag] / 100 - 1;
    UInt32 outputNum = [sender tag] % 100 - 1;

    // 设置 CrossPoint 音量的值也不太寻常, 也是在 Global Scope 上, 对应的 element 是个计算出来的 UInt32 位值,
    // 高 16 位来自于 Input Bus Number, 低 16 位表示 Output Bus Number.
    // 这部分没有找到任何的文档说明, 如果不看到这块源码, 不太可能知道怎么设置, kind of tricky..
    UInt32 element = (inputNum << 16) | (outputNum & 0x0000FFFF);
    AudioUnitSetParameter(mixer, kMatrixMixerParam_Volume, kAudioUnitScope_Global, element, [sender doubleValue] * .01, 0);
}

CF_ENUM(UInt32) {
    kAudioUnitSubType_PeakLimiter       = 'lmtr',  //
    kAudioUnitSubType_DynamicsProcessor = 'dcmp',  // 动态的压缩器和扩张器
    kAudioUnitSubType_LowPassFilter     = 'lpas',  // 低通, 设置频率上限, 丢掉高于该频率的部分
    kAudioUnitSubType_HighPassFilter    = 'hpas',  // 高通, 设置频率下限, 丢掉低于该频率的部分
    kAudioUnitSubType_BandPassFilter    = 'bpas',  // 带通, 设置频率范围, 丢掉该范围以外的频率
    kAudioUnitSubType_HighShelfFilter   = 'hshf',  // 实现高音控制
    kAudioUnitSubType_LowShelfFilter    = 'lshf',  // 实现低音控制
    kAudioUnitSubType_ParametricEQ      = 'pmeq',  // 参数 EQ
    kAudioUnitSubType_Distortion        = 'dist',  // 失真
    kAudioUnitSubType_Delay             = 'dely',  // 延迟
    kAudioUnitSubType_SampleDelay       = 'sdly',  // 延迟 (一定数量的采样数)
    kAudioUnitSubType_NBandEQ           = 'nbeq',  // EQ, 根据 band(频率范围) 设置 EQ
    kAudioUnitSubType_Reverb2           = 'rvb2'   // 实现混响效果
};

CF_ENUM(UInt32) {
    kAudioUnitSubType_AUConverter        = 'conv',
    kAudioUnitSubType_Varispeed          = 'vari',
    kAudioUnitSubType_DeferredRenderer   = 'defr',
    kAudioUnitSubType_Splitter           = 'splt',
    kAudioUnitSubType_MultiSplitter      = 'mspl',
    kAudioUnitSubType_Merger             = 'merg',
    kAudioUnitSubType_NewTimePitch       = 'nutp',
    kAudioUnitSubType_AUiPodTimeOther    = 'ipto',
    kAudioUnitSubType_RoundTripAAC       = 'raac',
};

CF_ENUM(UInt32) {
    kAudioUnitSubType_ScheduledSoundPlayer   = 'sspl',
    kAudioUnitSubType_AudioFilePlayer        = 'afpl'
};