Klasa ta pozwala na odtwarzanie sygnału dźwiękowego przy danej częstotliwości, a wraz z danej amplitudzie. Używa AudioQueues z AudioToolbox.framework. To tylko szkic, wiele rzeczy powinno zostać dopracowanych, ale mechanizm tworzenia sygnału działa.
Użycie jest bardzo proste, jeśli widzisz @interface.
#import <AudioToolbox/AudioToolbox.h>
#define TONE_SAMPLERATE 44100.
@interface Tone : NSObject {
AudioQueueRef queue;
AudioQueueBufferRef buffer;
BOOL rebuildBuffer;
}
@property (nonatomic, assign) NSUInteger frequency;
@property (nonatomic, assign) CGFloat dB;
- (void)play;
- (void)pause;
@end
@implementation Tone
@synthesize dB=_dB,frequency=_frequency;
void handleBuffer(void *inUserData,
AudioQueueRef inAQ,
AudioQueueBufferRef inBuffer);
#pragma mark - Initialization and deallocation -
- (id)init
{
if ((self=[super init])) {
_dB=0.;
_frequency=440;
rebuildBuffer=YES;
// TO DO: handle AudioQueueXYZ's failures!!
// create a descriptor containing a LPCM, mono, float format
AudioStreamBasicDescription desc;
desc.mSampleRate=TONE_SAMPLERATE;
desc.mFormatID=kAudioFormatLinearPCM;
desc.mFormatFlags=kLinearPCMFormatFlagIsFloat;
desc.mBytesPerPacket=sizeof(float);
desc.mFramesPerPacket=1;
desc.mBytesPerFrame=sizeof(float);
desc.mChannelsPerFrame=1;
desc.mBitsPerChannel=8*sizeof(float);
// create a new queue
AudioQueueNewOutput(&desc,
&handleBuffer,
self,
CFRunLoopGetCurrent(),
kCFRunLoopCommonModes,
0,
&queue);
// and its buffer, ready to hold 1" of data
AudioQueueAllocateBuffer(queue,
sizeof(float)*TONE_SAMPLERATE,
&buffer);
// create the buffer and enqueue it
handleBuffer(self, queue, buffer);
}
return self;
}
- (void)dealloc
{
AudioQueueStop(queue, YES);
AudioQueueFreeBuffer(queue, buffer);
AudioQueueDispose(queue, YES);
[super dealloc];
}
#pragma mark - Main function -
void handleBuffer(void *inUserData,
AudioQueueRef inAQ,
AudioQueueBufferRef inBuffer) {
// this function takes care of building the buffer and enqueuing it.
// cast inUserData type to Tone
Tone *tone=(Tone *)inUserData;
// check if the buffer must be rebuilt
if (tone->rebuildBuffer) {
// precompute some useful qtys
float *data=inBuffer->mAudioData;
NSUInteger max=inBuffer->mAudioDataBytesCapacity/sizeof(float);
// multiplying the argument by 2pi changes the period of the cosine
// function to 1s (instead of 2pi). then we must divide by the sample
// rate to get TONE_SAMPLERATE samples in one period.
CGFloat unit=2.*M_PI/TONE_SAMPLERATE;
// this is the amplitude converted from dB to a linear scale
CGFloat amplitude=pow(10., tone.dB*.05);
// loop and simply set data[i] to the value of cos(...)
for (NSUInteger i=0; i<max; ++i)
data[i]=(float)(amplitude*cos(unit*(CGFloat)(tone.frequency*i)));
// inform the queue that we have filled the buffer
inBuffer->mAudioDataByteSize=sizeof(float)*max;
// and set flag
tone->rebuildBuffer=NO;
}
// reenqueue the buffer
AudioQueueEnqueueBuffer(inAQ,
inBuffer,
0,
NULL);
/* TO DO: the transition between two adjacent buffers (the same one actually)
generates a "tick", even if the adjacent buffers represent a continuous signal.
maybe using two buffers instead of one would fix it.
*/
}
#pragma - Properties and methods -
- (void)play
{
// generate an AudioTimeStamp with "0" simply!
// (copied from FillOutAudioTimeStampWithSampleTime)
AudioTimeStamp time;
time.mSampleTime=0.;
time.mRateScalar=0.;
time.mWordClockTime=0.;
memset(&time.mSMPTETime, 0, sizeof(SMPTETime));
time.mFlags = kAudioTimeStampSampleTimeValid;
// TO DO: maybe it could be useful to check AudioQueueStart's return value
AudioQueueStart(queue, &time);
}
- (void)pause
{
// TO DO: maybe it could be useful to check AudioQueuePause's return value
AudioQueuePause(queue);
}
- (void)setFrequency:(NSUInteger)frequency
{
if (_frequency!=frequency) {
_frequency=frequency;
// we need to update the buffer (as soon as it stops playing)
rebuildBuffer=YES;
}
}
- (void)setDB:(CGFloat)dB
{
if (dB!=_dB) {
_dB=dB;
// we need to update the buffer (as soon as it stops playing)
rebuildBuffer=YES;
}
}
@end
klasa wytwarza cos fali wahliwie na danej częstotliwości (całkowitej amplitudy * cos (2pi * częstotliwość T *)); cała praca jest wykonywana przez void handleBuffer(...), używając AudioQueue z liniowym formatem PCM, mono, float @ 44.1kHz. Aby zmienić kształt sygnału, możesz po prostu zmienić tę linię. Na przykład, następujący kod będzie produkować kwadratową fali:
float x = fmodf(unit*(CGFloat)(tone.frequency*i), 2 * M_PI);
data[i] = amplitude * (x > M_PI ? -1.0 : 1.0);
dla pływających częstotliwości momencie, należy wziąć pod uwagę, że nie ma necessarely liczbą całkowitą od drgań w jednej sekundzie danych audio, więc sygnał reprezentowany jest nieciągły na styku dwóch buforów i wytwarza dziwny "tyk". Na przykład można ustawić mniej próbek, aby połączenie znajdowało się na końcu okresu sygnału.
- Jak zauważył Paul R., najpierw należy skalibrować sprzęt, aby uzyskać niezawodną konwersję między wartością ustawioną w implementacji a dźwiękiem wytwarzanym przez urządzenie.W rzeczywistości próbki zmiennoprzecinkowe generowane w tym kodzie są w zakresie od -1 do 1, więc właśnie przekonwertowałem wartość amplitudy na dB (20 * log_10 (amplituda)).
- Zobacz komentarze dotyczące innych szczegółów w implementacji i "znanych ograniczeń" (wszystkie te "DO ZROBIENIA"). Zastosowane funkcje są dobrze udokumentowane przez firmę Apple w ich odnośnikach.
Decybele (dB) służą do wyrażenia współczynnika * pomiędzy dwiema wielkościami. Prawdopodobnie masz na myśli 'dB SPL' (dB Poziom ciśnienia akustycznego), czyli ludzie zwykle mają na myśli, kiedy mówią o tym, jak głośno jest dźwięk w decybelach. Aby wygenerować dźwięk o danej amplitudzie dB SPL, musisz jednak w jakiś sposób skalibrować sprzęt. –
Ja też potrzebuję tego samego ..... muszę utworzyć sygnał dźwiękowy asper i decybel .... patrzę na .. –