iOS自定义相机随笔

1.架构图

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2.AVCaptureDevice

AVCaptureDevice *audioDevice = [AVCaptureDevice defaultDeviceWithMediaType:AVMediaTypeAudio];
//拿到默认视频捕捉设备，iOS默认返回后摄像头
AVCaptureDevice *videoDevice = [AVCaptureDevice defaultDeviceWithMediaType:AVMediaTypeVideo];

• 1 AVCaptureDevice表示提供实时输入媒体数据(如视频和音频)的物理设备。
• 2 AVCaptureDevice的每个实例对应于一个设备，例如摄像机或麦克风。无法直接创建AVCaptureDevice的实例。还可以使用 AVCaptureDeviceDiscoverySession 获得所有当前可用设备的数组。通过给定媒体类型，设备可以提供的一个或多个媒体流。应用程序可以使用AVCaptureDeviceDiscoverySession来搜索匹配所需条件的设备，也可以使用 +[AVCaptureDevice defaultDeviceWithDeviceType:mediaType:position:]来获得对匹配所需条件的默认设备的引用。
• 3 AVCaptureDevice的实例可用于为AVCaptureSession提供媒体数据，方法是使用该设备创建AVCaptureDeviceInput并将其添加到捕获会话中。

3.AVCaptureDeviceInput

//将捕捉的设备封装成 AVCaptureDeviceInput
AVCaptureDeviceInput *videoInput = [AVCaptureDeviceInput deviceInputWithDevice:videoDevice error:error];

• 1 AVCaptureDeviceInput是AVCaptureInput的一个具体子类，它提供了一个用于从AVCaptureDevice捕获媒体的接口。
• 2 AVCaptureDeviceInput实例是AVCaptureSession的输入源，它提供了系统设备(AVCaptureDevice实例)的媒体数据，

4.AVCaptureSession

//初始化
self.captureSession = [[AVCaptureSession alloc] init];
self.captureSession.sessionPreset = AVCaptureSessionPresetHigh;
//添加视频输入设备
if ([self.captureSession canAddInput:videoInput])
    [self.captureSession addInput:videoInput];
    self.activeVideoInput = videoInput;
}
//添加音频输入设备 
if ([self.captureSession canAddInput:audioInput]) {
    [self.captureSession addInput:audioInput];
}

//AVCaptureVideoDataOutput实例，输出视频
self.videoOutput = [[AVCaptureVideoDataOutput alloc] init];
self.videoOutput.videoSettings = @{(id)kCVPixelBufferPixelFormatTypeKey : [NSNumber numberWithInt:kCVPixelFormatType_420YpCbCr8BiPlanarVideoRange]};
[self.videoOutput setSampleBufferDelegate:self queue:self.videoDataOutQueue];
if ([self.captureSession canAddOutput:self.videoOutput]) {
    [self.captureSession addOutput:self.videoOutput];
}

//AVCaptureAudioDataOutput实例，输出音频
self.audioOutput = [[AVCaptureAudioDataOutput alloc] init];
[self.audioOutput setSampleBufferDelegate:self queue:self.videoDataOutQueue];
if ([self.captureSession canAddOutput:self.audioOutput]) {
    [self.captureSession addOutput:self.audioOutput];
}

//关于AVCaptureSession对性能有一定影响，因此要放在自建的串行队列中
- (void)startSession {
    if (![self.captureSession isRunning]) {
        dispatch_async(self.videoQueue, ^{
            [self.captureSession startRunning];
        });
    }
    
}

- (void)stopSession {
    if ([self.captureSession isRunning]) {
        dispatch_async(self.videoQueue, ^{
            [self.captureSession stopRunning];
        });
    }
}

    

• 1 AVCaptureSession是AVFoundation捕获类的核心
• 2 要执行实时捕获，客户机可以实例化AVCaptureSession并添加适当的AVCaptureInputs，如AVCaptureDeviceInput和Outputs，如AVCaptureMovieFileOutput。[AVCaptureSession startRunning]启动从输入到输出的数据流，[AVCaptureSession stopRunning]停止数据流。客户端可以设置sessionPreset属性来定制输出的质量级别或比特率。

5.AVCaptureVideoPreviewLayer

//THPreviewView.h
@interface THPreviewView : UIView

@property (strong, nonatomic) AVCaptureSession *session;

@end

//THPreviewView.m
@implementation THPreviewView

- (id)initWithFrame:(CGRect)frame {
    self = [super initWithFrame:frame];
    if (self) {
        [self setupView];
    }
    return self;
}

- (id)initWithCoder:(NSCoder *)coder {
    self = [super initWithCoder:coder];
    if (self) {
        [self setupView];
    }
    return self;
}
/**
直接使用Layer初始化，并添加到UIView上时，
由于Layer隐式动画的存在,
在通过动画修改视图frame时会有影响，
通过重写+ (Class)layerClass则可以避免这种情况
*/
+ (Class)layerClass {
    return [AVCaptureVideoPreviewLayer class];
}

- (AVCaptureSession*)session {
    return [(AVCaptureVideoPreviewLayer*)self.layer session];
}

- (void)setSession:(AVCaptureSession *)session {
    [(AVCaptureVideoPreviewLayer*)self.layer setSession:session];
}
@end

• 1 用于预览AVCaptureSession的可视输出的CoreAnimation Layer子类。
• 2 AVCaptureVideoPreviewLayer实例是CALayer的子类，因此适合作为图形界面的一部分插入到层层次结构中。创建一个AVCaptureVideoPreviewLayer实例，使用+layerWithSession:或-initWithSession:预览捕获会话。使用@“videoGravity”属性，可以影响相对于层边界如何查看内容。在某些硬件配置中，可以使用@“orientation”和@“mirror”来操作层的方向。

5.1 videoGravity属性

//THPreviewView.m
- (void)setupView {
[(AVCaptureVideoPreviewLayer *)self.layer setVideoGravity:AVLayerVideoGravityResizeAspectFill];
}

• 1 定义视频如何在AVCaptureVideoPreviewLayer边界矩形内显示
• 2 选项有AVLayerVideoGravityResize, AVLayerVideoGravityResizeAspect和AVLayerVideoGravityResizeAspectFill。AVLayerVideoGravityResizeAspect是默认的。见< AVFoundation / AVAnimation.h>来描述这些选项。

6. AVCaptureVideoDataOutput/AVCaptureAudioDataOutput

初始化代码见第4部分

• 1 AVCaptureVideoDataOutput是AVCaptureOutput的一个具体子类，可用于处理捕获视频的未压缩或压缩帧。
• 2 AVCaptureVideoDataOutput的实例生成适合使用其他媒体api进行处理的视频帧。应用程序可以使用captureOutput:didOutputSampleBuffer:fromConnection: delegate方法访问帧。

7 AVCaptureStillImageOutput

//AVCaptureStillImageOutput实例，从摄像头捕捉静态图片
self.imageOutput = [[AVCaptureStillImageOutput alloc] init];
self.imageOutput.outputSettings = @{AVVideoCodecKey: AVVideoCodecJPEG};
if ([self.captureSession canAddOutput:self.imageOutput]) {
    [self.captureSession addOutput:self.imageOutput];
}

//拍照
- (void)captureStillImage {
    AVCaptureConnection *connection = [self.imageOutput connectionWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
    if (connection.isVideoOrientationSupported) {
    //根据当前设备的横竖屏方向，给connection设置合适的方向来使图片按正确的方向展示
        connection.videoOrientation = [self currentVideoOrientation];
    }
    id handler = ^(CMSampleBufferRef sampleBuffer, NSError *error) {
        if (sampleBuffer != NULL) {
            NSData *imageData = [AVCaptureStillImageOutput jpegStillImageNSDataRepresentation:sampleBuffer];
            UIImage *image = [UIImage imageWithData:imageData];
            [self writeImageToAssetsLibrary:image];
        }else {
            NSLog(@"NUll sampleBuffer");
        }
    };
    [self.imageOutput captureStillImageAsynchronouslyFromConnection:connection completionHandler:handler];
}

• 1 AVCaptureStillImageOutput是AVCaptureOutput的一个具体子类，可以使用它来捕获高质量的静态图像和附带的元数据。
• 2 AVCaptureStillImageOutput的实例可以根据需要从实时捕获源捕获高质量快照。客户端可以使用captureStillImageAsynchronouslyFromConnection:completionHandler:方法请求当前时间的静态图像。客户端还可以配置静态图像输出，以生成特定图像格式的静态图像。

8 AVCaptureMovieFileOutput

//初始化
self.movieOutput = [[AVCaptureMovieFileOutput alloc] init];
if ([self.captureSession canAddOutput:self.movieOutput]) {
    [self.captureSession addOutput:self.movieOutput];
}


//拍视频
AVCaptureConnection *videoConnection = [self.movieOutput connectionWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
if ([videoConnection isVideoOrientationSupported]) {
    videoConnection.videoOrientation = [self currentVideoOrientation];
}
if ([videoConnection isVideoStabilizationSupported]) {
    videoConnection.enablesVideoStabilizationWhenAvailable = YES;
}
AVCaptureDevice *device = [self activeCamera];
if (device.isSmoothAutoFocusEnabled) {
    NSError *error;
    if ([device lockForConfiguration:&error]) {
        device.smoothAutoFocusEnabled = YES;
        [device unlockForConfiguration];
    }else {
        [self.delegate deviceConfigurationFailedWithError:error];
    }
}
//通过[NSURL fileURLWithPath:filePath]创建沙盒中的URL
self.outputURL = [self uniqueURL];
[self.movieOutput startRecordingToOutputFileURL:self.outputURL recordingDelegate:self];


//AVCaptureFileOutputRecordingDelegate
- (void)captureOutput:(AVCaptureFileOutput *)captureOutput
didFinishRecordingToOutputFileAtURL:(NSURL *)outputFileURL
      fromConnections:(NSArray *)connections
                error:(NSError *)error {
    if (error) {
        [self.delegate mediaCaptureFailedWithError:error];
    }else {
        //拍摄结束时根据outputFileURL将视频写入相册
        [self writeVideoToAssetsLibrary:[self.outputURL copy]];
    }
    self.outputURL = nil;
}

• 1 AVCaptureMovieFileOutput是AVCaptureFileOutput的一个具体子类，它将捕获的媒体写入QuickTime电影文件。
• 2 AVCaptureMovieFileOutput实现AVCaptureFileOutput声明的完整文件记录接口，用于将媒体数据写入QuickTime电影文件。此外，AVCaptureMovieFileOutput的实例允许客户端配置特定于QuickTime文件格式的选项，包括允许客户端向每个文件写入元数据集合，为每个track(轨道)指定媒体编码选项(Mac OS X)，以及指定写入电影片段的时间间隔。

相关链接

AV Foundation之视频捕捉
iOS-AVFoundation自定义相机详解