AVFoundation架構解析看這裡（4）- CMTime

前言

AVFoundation
架構是ios中很重要的架構，所有與視訊音頻相關的軟硬體控制都在這個架構裡面，接下來這幾篇就主要對這個架構進行介紹和講解。

便于讀者查閱這個AVFoundation架構系列，在此提供目錄直通車。

AVFoundation架構解析目錄

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本章導讀

CMTime是貫徹整個iOS音視訊開發的基本資料結構，是以我們有必要在單獨拿出來，詳細介紹。本章主要介紹CMTime和CMTimeRange，為後面的視訊操作奠定基礎。

CMTime

通常我們認為時間的呈現格式應該是浮點資料，我們一般使用NSTimeInterval，實際上它是簡單的雙精度double類型，隻是typedef了一下，但是由于浮點型資料計算很容易導緻精度的丢失，在一些要求高精度的應用場景顯然不适合，于是蘋果在Core Media架構中定義了CMTime資料類型作為時間的格式，結構如下：

public struct CMTime {
    public var value: CMTimeValue
    public var timescale: CMTimeScale 
    public var flags: CMTimeFlags 
    public var epoch: CMTimeEpoch

    public init()
    public init(value: CMTimeValue, timescale: CMTimeScale, flags: CMTimeFlags, epoch: CMTimeEpoch)
}

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CMTimeValue

64位有符号整型變量

public typealias CMTimeValue = Int64

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CMTimeScale

32位有符号整型變量

public typealias CMTimeScale = Int32

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CMTimeEpoch

64位有符号整型變量

public typealias CMTimeEpoch = Int64

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CMTimeFlags

CMTimeFlags是一個位掩碼用以表示時間的指定狀态，比如判斷資料是否有效、不确定或是否出現舍入值等。

顯然，CMTime定義是一個C語言的結構體，專門用來表示影片時間的類别。CMTime是以分數的形式表示時間，value表示分子，timescale表示分母。

CMTime建立

public func CMTimeMake(value: Int64, timescale: Int32) -> CMTime

value表示目前第幾幀，timescale表示每秒鐘多少幀，播放時間為value/timescale，例如建立一個代表5s的CMTime表達式有下面幾種不同的方式：

let time1 = CMTimeMake(value: 5, timescale: 1)
let time2 = CMTimeMake(value: 3000, timescale: 600)
let time3 = CMTimeMake(value: 5000, timescale: 1000)

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在處理視訊内容時常見的時間刻度為600，這是大部分常用視訊幀率24FPS、25FPS、30FPS的公倍數。音頻資料常見的時間刻度就是采樣率，比如44 100(44.1kHZ)或48 000(kHZ)。

public func CMTimeMakeWithSeconds(_ seconds: Float64, preferredTimescale: Int32) -> CMTime

seconds表示當時的時間，機關為s，preferredTimescale表示時間精度。

其中，preferredTimeScale為時間尺度。

let seconds: Float64 = 3
        let preferredTimeScale: Int32 = 600
        let time = CMTimeMakeWithSeconds(seconds, preferredTimescale: preferredTimeScale)

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表示每秒幀率為600，目前時間為3s。

CMTime計算

相加 CMTimeAdd
相減 CMTimeSubtract
想乘 CMTimeMultiply
比較大小 CMTimeCompare

CMTimeRange

Core Media架構裡時間範圍的資料類型。

public struct CMTimeRange {
    public var start: CMTime
    public var duration: CMTime

    public init()
    public init(start: CMTime, duration: CMTime)
}

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start表示時間的起點的CMTime值，duratin表示時間範圍的持續時長的CMTime值。一般使用CMTimeRangeMake和CMTimeRangeFromTimeToTime建立如下：

let time1 = CMTimeRangeMake(start: startTime, duration: durationTime)
let time2 = CMTimeRangeFromTimeToTime(start: startTime, end: endTime)

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CMTimeRange的計算：

let start1 = CMTime.zero
        let end1 = CMTimeMake(value: 5, timescale: 1)
        
        let start2 = CMTimeMake(value: 2, timescale: 1)
        let end2 = CMTimeMake(value: 5, timescale: 1)
        
        let range1 = CMTimeRangeFromTimeToTime(start: start1, end: end1)
        let range2 = CMTimeRangeFromTimeToTime(start: start2, end: end2)
        
        //時間範圍是否包含某個時間點
        let isContainTime = range1.containsTime(start2)          //true
        //時間範圍是否包含另一個時間範圍
        let isContainRange = range1.containsTimeRange(range2)    //false
        //兩個時間範圍取交集
        let intersectionRange = CMTimeRangeGetIntersection(range1, otherRange: range2)
        //兩個時間範圍取合集
        let unionRange = CMTimeRangeGetUnion(range1, otherRange: range2)

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