AVFoundation框架解析看这里（4）- CMTime

前言

AVFoundation框架是ios中很重要的框架，所有与视频音频相关的软硬件控制都在这个框架里面，接下来这几篇就主要对这个框架进行介绍和讲解。
便于读者查阅这个AVFoundation框架系列，在此提供目录直通车。
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本章导读

CMTime是贯彻整个iOS音视频开发的基本数据结构，因此我们有必要在单独拿出来，详细介绍。本章主要介绍CMTime和CMTimeRange，为后面的视频操作奠定基础。

CMTime

通常我们认为时间的呈现格式应该是浮点数据，我们一般使用NSTimeInterval，实际上它是简单的双精度double类型，只是typedef了一下，但是由于浮点型数据计算很容易导致精度的丢失，在一些要求高精度的应用场景显然不适合，于是苹果在Core Media框架中定义了CMTime数据类型作为时间的格式，结构如下：

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)
}

• CMTimeValue
  64位有符号整型变量

public typealias CMTimeValue = Int64

• CMTimeScale
  32位有符号整型变量

public typealias CMTimeScale = Int32

• CMTimeEpoch
  64位有符号整型变量

public typealias CMTimeEpoch = Int64

• CMTimeFlags
  CMTimeFlags是一个位掩码用以表示时间的指定状态，比如判断数据是否有效、不确定或是否出现舍入值等。

显然，CMTime定义是一个C语言的结构体，专门用来表示影片时间的类别。CMTime是以分数的形式表示时间，value表示分子，timescale表示分母。

CMTime创建

• public func CMTimeMake(value: Int64, timescale: Int32) -> CMTime
  value表示当前第几帧，timescale表示每秒钟多少帧，播放时间为value/timescale，例如创建一个代表5s的CMTime表达式有下面几种不同的方式：

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

在处理视频内容时常见的时间刻度为600，这是大部分常用视频帧率24FPS、25FPS、30FPS的公倍数。音频数据常见的时间刻度就是采样率，比如44 100(44.1kHZ)或48 000(kHZ)。

• public func CMTimeMakeWithSeconds(_ seconds: Float64, preferredTimescale: Int32) -> CMTime
  seconds表示当时的时间，单位为s，preferredTimescale表示时间精度。
  其中，preferredTimeScale为时间尺度。

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

表示每秒帧率为600，当前时间为3s。

CMTime计算

• 相加 CMTimeAdd
• 相减 CMTimeSubtract
• 想乘 CMTimeMultiply
• 比较大小 CMTimeCompare

CMTimeRange

Core Media框架里时间范围的数据类型。

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

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

start表示时间的起点的CMTime值，duratin表示时间范围的持续时长的CMTime值。一般使用CMTimeRangeMake和CMTimeRangeFromTimeToTime创建如下：

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

CMTimeRange的计算：

        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)
        
        //时间范围是否包含某个时间点
        let isContainTime = range1.containsTime(start2)          //true
        //时间范围是否包含另一个时间范围
        let isContainRange = range1.containsTimeRange(range2)    //false
        //两个时间范围取交集
        let intersectionRange = CMTimeRangeGetIntersection(range1, otherRange: range2)
        //两个时间范围取合集
        let unionRange = CMTimeRangeGetUnion(range1, otherRange: range2)