如何从聚合 CoreAudio 设备中排除输入或输出通道？

Posted 2023-02-25

【中文标题】如何从聚合 CoreAudio 设备中排除输入或输出通道？

【英文标题】：How to exclude input or output channels from an aggregate CoreAudio device?

【发布时间】：2020-02-28 05:00:11

【问题描述】：

我有一个基于 CoreAudio 的 MacOS/X 程序，它允许用户选择一个输入音频设备和一个输出音频设备，并且（如果用户没有为两个输入选择相同的设备和输出）我的程序创建了一个私有聚合音频设备，并使用它来接收音频音频，处理它，然后将其发送出去进行播放。

这一切都很好，但有一个小问题 - 如果所选输入设备也有一些与其硬件相关的输出，这些输出显示为聚合设备输出通道的一部分，这不是我想要的行为。同样，如果选定的输出设备也有一些与其硬件关联的输入，这些输入将在聚合设备的输入中显示为输入通道，这也是我不想要的。

我的问题是，有没有办法告诉 CoreAudio 不要在我正在构建的聚合设备中包含子设备的输入或输出？ （我的后备解决方案是修改我的音频渲染回调以忽略不需要的音频通道，但这似乎不太优雅，所以我很好奇是否有更好的方法来处理它）

如果相关，我创建聚合设备的函数如下：

// This code was adapted from the example code at :  https://web.archive.org/web/20140716012404/http://daveaddey.com/?p=51
ConstCoreAudioDeviceRef CoreAudioDevice :: CreateAggregateDevice(const ConstCoreAudioDeviceInfoRef & inputCadi, const ConstCoreAudioDeviceInfoRef & outputCadi, bool require96kHz, int32 optRequiredBufferSizeFrames)

   OSStatus osErr = noErr;
   UInt32 outSize;
   Boolean outWritable;

   //-----------------------
   // Start to create a new aggregate by getting the base audio hardware plugin
   //-----------------------

   osErr = AudioHardwareGetPropertyInfo(kAudioHardwarePropertyPlugInForBundleID, &outSize, &outWritable);
   if (osErr != noErr) return ConstCoreAudioDeviceRef();

   AudioValueTranslation pluginAVT;

   CFStringRef inBundleRef = CFSTR("com.apple.audio.CoreAudio");
   AudioObjectID pluginID;

   pluginAVT.mInputData      = &inBundleRef;
   pluginAVT.mInputDataSize  = sizeof(inBundleRef);
   pluginAVT.mOutputData     = &pluginID;
   pluginAVT.mOutputDataSize = sizeof(pluginID);

   osErr = AudioHardwareGetProperty(kAudioHardwarePropertyPlugInForBundleID, &outSize, &pluginAVT);
   if (osErr != noErr) return ConstCoreAudioDeviceRef();

   //-----------------------
   // Create a CFDictionary for our aggregate device
   //-----------------------

   CFMutableDictionaryRef aggDeviceDict = CFDictionaryCreateMutable(NULL, 0, &kCFTypeDictionaryKeyCallBacks, &kCFTypeDictionaryValueCallBacks);

   CFStringRef aggregateDeviceNameRef = CFSTR("My Aggregate Device");
   CFStringRef aggregateDeviceUIDRef  = CFSTR("com.mycomapany.myaggregatedevice");

   // add the name of the device to the dictionary
   CFDictionaryAddValue(aggDeviceDict, CFSTR(kAudioAggregateDeviceNameKey), aggregateDeviceNameRef);

   // add our choice of UID for the aggregate device to the dictionary
   CFDictionaryAddValue(aggDeviceDict, CFSTR(kAudioAggregateDeviceUIDKey), aggregateDeviceUIDRef);

   if (IsDebugFlagEnabled("public_cad_device") == false)
   
      // make it private so that we don't have the user messing with it
      int value = 1;
      CFDictionaryAddValue(aggDeviceDict, CFSTR(kAudioAggregateDeviceIsPrivateKey), CFNumberCreate(NULL, kCFNumberIntType, &value));
   

   //-----------------------
   // Create a CFMutableArray for our sub-device list
   //-----------------------

   // we need to append the UID for each device to a CFMutableArray, so create one here
   CFMutableArrayRef subDevicesArray = CFArrayCreateMutable(NULL, 0, &kCFTypeArrayCallBacks);

   // add the sub-devices to our aggregate device
   const CFStringRef  inputDeviceUID =  inputCadi()->GetPersistentUID().ToCFStringRef();
   const CFStringRef outputDeviceUID = outputCadi()->GetPersistentUID().ToCFStringRef();
   CFArrayAppendValue(subDevicesArray,  inputDeviceUID);
   CFArrayAppendValue(subDevicesArray, outputDeviceUID);

   //-----------------------
   // Feed the dictionary to the plugin, to create a blank aggregate device
   //-----------------------

   AudioObjectPropertyAddress pluginAOPA;
   pluginAOPA.mSelector = kAudioPlugInCreateAggregateDevice;
   pluginAOPA.mScope    = kAudioObjectPropertyScopeGlobal;
   pluginAOPA.mElement  = kAudioObjectPropertyElementMaster;
   UInt32 outDataSize;

   osErr = AudioObjectGetPropertyDataSize(pluginID, &pluginAOPA, 0, NULL, &outDataSize);
   if (osErr != noErr) return ConstCoreAudioDeviceRef();

   AudioDeviceID outAggregateDevice;
   osErr = AudioObjectGetPropertyData(pluginID, &pluginAOPA, sizeof(aggDeviceDict), &aggDeviceDict, &outDataSize, &outAggregateDevice);
   if (osErr != noErr) return ConstCoreAudioDeviceRef();

   //-----------------------
   // Set the sub-device list
   //-----------------------

   pluginAOPA.mSelector = kAudioAggregateDevicePropertyFullSubDeviceList;
   pluginAOPA.mScope    = kAudioObjectPropertyScopeGlobal;
   pluginAOPA.mElement  = kAudioObjectPropertyElementMaster;
   outDataSize = sizeof(CFMutableArrayRef);
   osErr = AudioObjectSetPropertyData(outAggregateDevice, &pluginAOPA, 0, NULL, outDataSize, &subDevicesArray);
   if (osErr != noErr) return ConstCoreAudioDeviceRef();

   //-----------------------
   // Set the master device
   //-----------------------

   // set the master device manually (this is the device which will act as the master clock for the aggregate device)
   // pass in the UID of the device you want to use
   pluginAOPA.mSelector = kAudioAggregateDevicePropertyMasterSubDevice;
   pluginAOPA.mScope    = kAudioObjectPropertyScopeGlobal;
   pluginAOPA.mElement  = kAudioObjectPropertyElementMaster;

   outDataSize = sizeof(outputDeviceUID);
   osErr = AudioObjectSetPropertyData(outAggregateDevice, &pluginAOPA, 0, NULL, outDataSize, &outputDeviceUID);
   if (osErr != noErr) return ConstCoreAudioDeviceRef();

   //-----------------------
   // Clean up
   //-----------------------

   // release the CF objects we have created - we don't need them any more
   CFRelease(aggDeviceDict);
   CFRelease(subDevicesArray);

   // release the device UID CFStringRefs
   CFRelease(inputDeviceUID);
   CFRelease(outputDeviceUID);

   ConstCoreAudioDeviceInfoRef infoRef = CoreAudioDeviceInfo::GetAudioDeviceInfo(outAggregateDevice);
   if (infoRef())
   
      ConstCoreAudioDeviceRef ret(new CoreAudioDevice(infoRef, true));
      return ((ret())&&(SetupSimpleCoreAudioDeviceAux(ret()->GetDeviceInfo(), require96kHz, optRequiredBufferSizeFrames, false).IsOK())) ? ret : ConstCoreAudioDeviceRef();
   
   else return ConstCoreAudioDeviceRef();

【参考方案1】：

有一些方法可以处理通道映射（您基本上是在描述），但我怀疑在您的情况下这是否是“更好”的方法。

使用音频单元的 AudioToolbox 框架涵盖了此类功能。尤其是 kAudioUnitSubType_HALOutput AudioUnit (AUComponent.h) 在这种情况下很有趣。

使用这种类型的 AudioUnit，您可以以指定的通道格式向特定音频设备发送和接收音频。当所需的频道布局与设备的频道布局不匹配时，您可以进行频道映射。

要了解一些技术细节，请查看： https://developer.apple.com/library/archive/technotes/tn2091/_index.html

请注意，很多 AudioToolbox 正在被 AVAudioEngine 取代。

因此，在您的情况下，我认为通过忽略您不需要的样本来进行手动通道映射会更容易。 另外，我不确定 CoreAudio 是否提供“许可”输出缓冲区。一定要考虑自己让他们沉默。

编辑

查看 AudioHardware.h 中的文档，似乎有一种方法可以启用和禁用特定 IOProc 的流。 当 OS X 创建一个聚合时，它将不同子设备的所有通道放在不同的流中，因此在您的情况下，您应该能够禁用包含输出设备输入的流，反之亦然禁用包含输入设备的输出。

为此，请查看 AudioHardware.h 中的 AudioHardwareIOProcStreamUsage 和 kAudioDevicePropertyIOProcStreamUsage

我发现 Apple 的 HALLab 实用程序在查找实际流方面非常有用。 （https://developer.apple.com/download/more/ 并搜索“Xcode 音频工具”）

【讨论】：

不使用 AudioUnits（而是直接使用音频设备）时，Apple 的频道映射功能是否有效？

AFAIK 不是通道映射，但是似乎有一种方法可以禁用每个 IOProc 设备的特定流。请查看我的更新答案。

FWIW 我让kAudioDevicePropertyIOProcStreamUsage 功能正常工作，并确认它确实禁用了您告诉它禁用的音频子流的接收和传输；然而，有趣的是，这些流并没有从呈现给呈现回调的 AudioBufferLists 中删除。 （即它们的缓冲区仍然呈现给回调，但它们现在被忽略了）。因此，使用该选项并不能简化我的渲染回调代码，尽管它可能使事情变得更有效率（我不确定，我没有测量前后查看）

不过，我没有看到 NULL 缓冲区指针 -- 缓冲区指针仍然是一个非 NULL 指针，但它指向的音频字节没有被使用。

为了后代，我在上面评论中提到的代码可在此链接中找到：***.com/a/67837755/131930