AVAudioEngineを使ってみる #Swift

iOS8からAVAudioEngineの登場により、CoreAudioがもっと使いやすくなりました。
今回はSwiftとPlaygroundを用いて音で遊んでみたいと思います。

最初に使用するクラスについて軽く説明です。

AVAudioEngine
AVAudioNodeを管理するクラス
AVAudioEngineに対してAVAudioNodeをattachすることで入力にエフェクトなどをかけることができます。
AVAudioNode
音の生成、処理、入出力のための抽象クラス
エフェクトなどはAVAudioUnitEffectクラスを使用しますが、これらもAVAudioNodeのサブクラスです。

基本的には上記の２つクラスが元となっているようです。

では、簡単にマイク入力にエフェクトをかけてみましょう。

まず適当なPlaygroundを作成します。

このときPlatformはMac OSにしてください。
iOSにしてしまうと入力nodeの生成ができません。

ではとりあえず下のコードを一気に貼り付けてしまってください。
これでマイク入力にdelayとreverbがかかります。

import AVFoundation
import XCPlayground
XCPSetExecutionShouldContinueIndefinitely(continueIndefinitely: true)

var engine = AVAudioEngine()

//effectNodeの用意
var delay = AVAudioUnitDelay()
var reverb = AVAudioUnitReverb()

var input = engine.inputNode
var output = engine.outputNode
var format = input.inputFormatForBus(0)
var error:NSError?

//delayの設定
delay.delayTime = 1.5
delay.feedback = 20

//reverbの設定
reverb.loadFactoryPreset(.LargeRoom2)
reverb.wetDryMix = 80

//engineにdelayとreverbを追加
engine.attachNode(delay)
engine.attachNode(reverb)

//effectをつなぐ順番を指定　入力 -> delay -> reverb -> 出力
engine.connect(input, to: delay, format: format)
engine.connect(delay, to: reverb, format: format)
engine.connect(reverb, to: output, format: format)

// engineを実行
engine.startAndReturnError(&error)

比較的簡単そうに見えますよね。
特にエフェクトを繋いでいく部分はギターのエフェクターを繋いでいくような感覚ですね。

マイクの入力はAVAudioEngine生成時に確保してくれるようです。

次は任意のオーディオファイルを再生してみます。
これもPlaygroundでやりたかったのですが、Playgroundでファイルの読み込みがうまくできなかったのでCocoaAppliationで実装します。

CocoaApplicationテンプレートからプロジェクトを作ります。

import Cocoa
import AVFoundation

class ViewController: NSViewController {

    var engine = AVAudioEngine()
    //playerNodeの準備
    var player = AVAudioPlayerNode()
    //revebNodeの準備
    var reverb = AVAudioUnitReverb()

    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
        self.playAudio()
    }

    func playAudio() {
        var fileUrl = NSURL(fileURLWithPath: "/Users/Muukii/Desktop/sample.m4a")
        // オーディオファイルの読み込み
        var audioFile = AVAudioFile(forReading: fileUrl!, error: nil)

        if let file = audioFile {
            // reverbの設定
            reverb.loadFactoryPreset(.LargeHall2)

            // AudioEngineにnodeを設定
            engine.attachNode(player)
            engine.attachNode(reverb)

            engine.connect(player, to: reverb, format: file.processingFormat)
            engine.connect(reverb, to: engine.outputNode, format: file.processingFormat)

            engine.startAndReturnError(nil)

            // playerにオーディオファイルを設定
            self.player.scheduleFile(file, atTime: nil, completionHandler: { () -> Void in
                // 再生が終了すると呼ばれる
                println("Completion")
                })

                // 再生開始
                self.player.play()
            }
        }
    }

これで実行すると指定したファイルが再生されます。
ファイルフォーマットはwav,mp3,aacあたりなら大体再生できそうです。

簡単なサンプルはこれで以上となります。

今回エフェクトはDelayとReverbを使用しましたが、他には
- AVAudioUnitDistortion
- AVAudioUnitEQ

など用意されています。全部で４種類なのでまだちょっと少ないですね。
AVAudioUnitEffectのサブクラスを作ることで独自のエフェクトは作れそうですが、
結局のところ内部ではCoreAudioが使用されているようで、
エフェクト処理はC,C++で書く必要がありそうです。

ただ、今までは音にエフェクトをかけるにはCoreAudioを直接使う必要がありましたが、
AVAudioEngineの登場によりObjective-C,Swiftで簡単に記述できるようになったのは素晴らしいと思います。
今後のAPI追加にも期待したいと思います。