如何使用连接到 AVAudioEngine 混音器的节点同时播放缓冲区中的多个声音

Question

我正在为 iOS 制作一个基本的音乐应用程序，按下音符会播放相应的声音。我正在尝试让存储在缓冲区中的多个声音以最小的延迟同时播放。但是，我每次只能播放一种声音。

我最初使用多个 AVAudioPlayer 对象设置声音，为每个播放器分配一个声音。虽然它确实同时播放多个声音，但它似乎无法同时启动两个声音（似乎它会在第一个声音启动后稍微延迟第二个声音）。此外，如果我以非常快的速度按下音符，引擎似乎无法跟上，并且在我按下后面的音符后，后面的声音就会很好地开始。

我正在尝试解决这个问题，从我所做的研究来看，使用 AVAudioEngine 播放声音似乎是最好的方法，我可以在缓冲区数组中设置声音，然后让它们播放从这些缓冲区中。

class ViewController: UIViewController
{
    // Main Audio Engine and it's corresponding mixer
    var audioEngine: AVAudioEngine = AVAudioEngine()
    var mainMixer = AVAudioMixerNode()

    // One AVAudioPlayerNode per note
    var audioFilePlayer: [AVAudioPlayerNode] = Array(repeating: AVAudioPlayerNode(), count: 7)

    // Array of filepaths
    let noteFilePath: [String] = [
    Bundle.main.path(forResource: "note1", ofType: "wav")!, 
    Bundle.main.path(forResource: "note2", ofType: "wav")!, 
    Bundle.main.path(forResource: "note3", ofType: "wav")!]

    // Array to store the note URLs
    var noteFileURL = [URL]()

    // One audio file per note
    var noteAudioFile = [AVAudioFile]()

    // One audio buffer per note
    var noteAudioFileBuffer = [AVAudioPCMBuffer]()

    override func viewDidLoad()
    {
        super.viewDidLoad()
        do
        {

            // For each note, read the note URL into an AVAudioFile,
            // setup the AVAudioPCMBuffer using data read from the file,
            // and read the AVAudioFile into the corresponding buffer
            for i in 0...2
            {
                noteFileURL.append(URL(fileURLWithPath: noteFilePath[i]))

                // Read the corresponding url into the audio file
                try noteAudioFile.append(AVAudioFile(forReading: noteFileURL[i]))

                // Read data from the audio file, and store it in the correct buffer
                let noteAudioFormat = noteAudioFile[i].processingFormat

                let noteAudioFrameCount = UInt32(noteAudioFile[i].length)

                noteAudioFileBuffer.append(AVAudioPCMBuffer(pcmFormat: noteAudioFormat, frameCapacity: noteAudioFrameCount)!)

                // Read the audio file into the buffer
                try noteAudioFile[i].read(into: noteAudioFileBuffer[i])
            }

           mainMixer = audioEngine.mainMixerNode

            // For each note, attach the corresponding node to the audioEngine, and connect the node to the audioEngine's mixer.
            for i in 0...2
            {
                audioEngine.attach(audioFilePlayer[i])

                audioEngine.connect(audioFilePlayer[i], to: mainMixer, fromBus: 0, toBus: i, format: noteAudioFileBuffer[i].format)
            }

            // Start the audio engine
            try audioEngine.start()

            // Setup the audio session to play sound in the app, and activate the audio session
            try AVAudioSession.sharedInstance().setCategory(AVAudioSession.Category.soloAmbient)
            try AVAudioSession.sharedInstance().setMode(AVAudioSession.Mode.default)
            try AVAudioSession.sharedInstance().setActive(true)            
        }
        catch let error
        {
            print(error.localizedDescription)
        }
    }

    func playSound(senderTag: Int)
    {
        let sound: Int = senderTag - 1

        // Set up the corresponding audio player to play its sound.
        audioFilePlayer[sound].scheduleBuffer(noteAudioFileBuffer[sound], at: nil, options: .interrupts, completionHandler: nil)
        audioFilePlayer[sound].play()

    }

每个声音的播放不应中断其他声音，仅在再次播放声音时中断其自身的声音。然而，尽管设置了多个缓冲区和播放器，并将每个缓冲区和播放器分配给音频引擎混音器上自己的总线，但播放一种声音仍然会阻止任何其他声音的播放。

此外，虽然省略 .interrupts 确实可以防止声音停止其他声音，但在当前正在播放的声音完成之前，这些声音不会播放。这意味着，如果我播放note1，然后播放note2，然后播放note3，则note1将播放，而note2仅在note1结束后播放，而note3仅在note2结束后播放。

编辑：我能够让audioFilePlayer再次重置到开头，而无需在playSound函数中使用以下代码使用中断。

if audioFilePlayer[sound].isPlaying == true
        {
            audioFilePlayer[sound].stop()
        }
        audioFilePlayer[sound].scheduleBuffer(noteAudioFileBuffer[sound], at: nil, completionHandler: nil)
        audioFilePlayer[sound].play()

这仍然让我弄清楚如何同时播放这些声音，因为播放另一个声音仍然会停止当前播放的声音。

编辑2：我找到了问题的解决方案。我的回答如下。

Answer 1

事实证明，使用 .interrupt 选项并不是问题（事实上，根据我的经验，这实际上是重新启动正在播放的声音的最佳方式，因为重新启动期间没有明显的暂停，与停止（）函数）。阻止多个声音同时播放的实际问题是这行特定的代码。

// One AVAudioPlayerNode per note
    var audioFilePlayer: [AVAudioPlayerNode] = Array(repeating: AVAudioPlayerNode(), count: 7)

这里发生的情况是，数组的每个项目都被分配了完全相同的 AVAudioPlayerNode 值，因此它们都有效地共享相同的 AVAudioPlayerNode。因此，AVAudioPlayerNode 函数影响数组中的所有项目，而不仅仅是指定的项目。为了解决这个问题并给每个项目一个不同的 AVAudioPlayerNode 值，我最终更改了上面的行，使其以 AVAudioPlayerNode 类型的空数组开始。

// One AVAudioPlayerNode per note
    var audioFilePlayer = [AVAudioPlayerNode]()

然后，我添加了一个新行，在 viewDidLoad() 函数的第二个 for 循环内部的开头添加一个新的 AVAudioPlayerNode 到该数组。

// For each note, attach the corresponding node to the audioEngine, and connect the node to the audioEngine's mixer.
for i in 0...6
{
    audioFilePlayer.append(AVAudioPlayerNode())
    // audioEngine code
}

这为数组中的每个项目提供了不同的 AVAudioPlayerNode 值。播放声音或重新启动声音不再中断当前正在播放的其他声音。我现在可以同时演奏任何音符，并且在按下音符和播放之间没有任何明显的延迟。