实时获取macOS输出设备音频缓冲区

Question

我正在尝试在macOS上“拦截”当前选定的输出音频设备，因此我基本上有一个通过监听器，可以监视当前正在输出的音频流而不影响它。

我希望实时将这些数据复制到环形缓冲区，以便我可以对其进行单独操作。

苹果文档和过时的SO答案的组合使我困惑，是否需要编写hacky内核扩展程序，可以利用CoreAudio进行此操作，还是需要与HAL接口？

如果可能的话，我想用Swift来工作。

非常感谢

(附：我一直在查看这个和这个)

- Darius

Answer 1

我不了解内核扩展——它们使用特殊的“呼叫我们”签名证书或关闭SIP的必要性会阻碍非正式探索。

但是，您可以使用CoreAudio和HAL AudioServer插件的组合来实现您想要的功能，而且您甚至不需要编写插件自己，有几个开源版本可供选择。

CoreAudio没有提供一种从输出设备录制（或“窃听”）的方法——您只能从输入设备录制，因此解决此问题的方法是创建一个虚拟的“通过”设备（AudioServerPlugin），不与任何硬件相关联，将输出复制到输入，然后将该通过设备设置为默认输出并从其输入进行录制。我使用开源AudioServer插件如BackgroundMusic和BlackHole [TODO：添加更多]来完成这项工作。

为了从生成的设备中录制音频，您可以简单地向其添加一个AudioDeviceIOProc回调，或将该设备设置为kAudioUnitSubType_HALOutputAudioUnit的kAudioOutputUnitProperty_CurrentDevice。

上述虚拟直通设备方法存在两个问题:

1. 您听不到输出声音，因为它被直通设备消耗掉了。 2. 更改默认输出设备将切换到您的设备，直通将变得无声。

如果第一种方法是问题，则简单的解决方法是创建一个包含直通设备和实际输出设备（请参见截图）的多输出设备，并将其设置为默认输出设备。音量控件停止工作，但仍然可以在Audio MIDI Setup.app中更改实际输出设备的音量。

对于第二个问题，您可以在默认输出设备上添加一个监听器，并在更改时更新上面的多输出设备。

你可以使用Swift完成上述大部分操作，但是对于从缓冲区交付回调中存储环形缓冲区，你需要使用C或其他能够遵守实时音频规则（无锁，无内存分配等）的语言。你可以尝试使用AVAudioEngine来进行点击操作，但如果我没记错的话，更改输入设备会是一场痛苦的经历。

- Rhythmic Fistman

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这是一个非常全面的概述，谢谢。那么这个怎么样：

1. 在程序启动时检测当前默认输出设备。
2. 以编程方式将当前默认输出设备更改为虚拟AU，它只是原始默认输出设备的代理。
3. 将监听器绑定到输出设备更改事件并更改代理委托的内容
4. 始终在程序运行时强制输出设备为代理（无论何时更改）。 我的另一种选择是使用Blackhole，并让用户选择特定应用程序作为音频源，例如Spotify或Skype等？

- Darius

没错。你确定黑洞可以从单个应用程序重新路由音频吗？这听起来更像是RA的回送。 - Rhythmic Fistman

是的，说得对。我安装了Loopback，所以在我的脑海中混淆了这两个东西！ - Darius

如果您有回环测试，可以将其设备配置为仅具有一个来源：应用程序，并使用答案中的方法从设备录制。我在答案中没有提到回环测试。我相信它使用完全不同的方法。 - Rhythmic Fistman

是的，我不能在解决方案中使用Loopback的原因主要是我想将这个应用程序分发给其他用户，并且无法保证他们会拥有Loopback或设置它的知识。不过，我仍在考虑你所写的内容，因为使用多输出设备可能会有一个很好的折衷方案。 - Darius