前言

關(guān)于二維碼的有效區(qū)域，在開(kāi)發(fā)中遇到的人可能并不是很多，大多數(shù)情況都是直接用第三方，但是當(dāng)你真正自己去嘗試寫(xiě)的時(shí)候，你會(huì)發(fā)現(xiàn)二維碼的有效區(qū)域是一個(gè)很令人捉摸不定的問(wèn)題，其實(shí)很多基于系統(tǒng)的第三方并沒(méi)有解決這個(gè)問(wèn)題，它們都是全屏掃描。
網(wǎng)上有一些關(guān)于rectOfInterest屬性的解釋?zhuān)墙?jīng)過(guò)我自己的核對(duì)，發(fā)現(xiàn)他們說(shuō)的并不是很精確，甚至可以說(shuō)是錯(cuò)誤的。我覺(jué)得我還是有必要跟大家分享一下，在網(wǎng)上你真的再也找不到這么詳細(xì)的有關(guān)rectOfInterest的解釋。

影響rectOfInterest的因素

rectOfInterest跟2個(gè)屬性息息相關(guān)：一個(gè)是AVCaptureSession(會(huì)話(huà)對(duì)象)的sessionPreset屬性，另一個(gè)是AVCaptureVideoPreviewLayer(預(yù)覽圖層)的videoGravity屬性。在這里，我簡(jiǎn)單講一下這2個(gè)屬性的意義：

sessionPreset屬性

該屬性是設(shè)置圖像音頻等輸出分辨率，大約一共有11個(gè):

// 完整的圖像分辨率輸出，不支持音頻
NSString *const AVCaptureSessionPresetPhoto; 
// 最高分辨率，根據(jù)設(shè)備系統(tǒng)自動(dòng)選擇最高分辨率
NSString *const AVCaptureSessionPresetHigh;
// 中等分辨率，根據(jù)設(shè)備系統(tǒng)自動(dòng)選擇中等分辨率
NSString *const AVCaptureSessionPresetMedium;
// 最低分辨率，根據(jù)設(shè)備系統(tǒng)自動(dòng)選擇最低分辨率
NSString *const AVCaptureSessionPresetLow;
// 以352x288分辨率輸出
NSString *const AVCaptureSessionPreset352x288;
// 以640x480分辨率輸出
NSString *const AVCaptureSessionPreset640x480;
// 以1280x720分辨率輸出
NSString *const AVCaptureSessionPreset1280x720;
// 以1920x1080分辨率輸出
NSString *const AVCaptureSessionPreset1920x1080;
// 以960x540分辨率輸出
NSString *const AVCaptureSessionPresetiFrame960x540;
// 以1280x720分辨率輸出
NSString *const AVCaptureSessionPresetiFrame1280x720;
// 不去控制音頻與視頻輸出設(shè)置，而是通過(guò)已連接的捕獲設(shè)備的 activeFormat 來(lái)反過(guò)來(lái)控制 capture session 的輸出質(zhì)量等級(jí)
NSString *const AVCaptureSessionPresetInputPriority;

videoGravity屬性

該屬性共有3個(gè)值:如果你不了解，我建議你先去熟悉一下UIView的contentMode屬性，光了解沒(méi)有用，必須知道它的原理以及計(jì)算方式

// 保持原始比例，自適應(yīng)最小的bounds，不足的會(huì)有留白；類(lèi)似于UIView的contentMode屬性的UIViewContentModeScaleAspectFit.
AVLayerVideoGravityResizeAspect；

// 保持原始比例，填充整個(gè)bounds，多余的會(huì)被剪掉，類(lèi)似于UIView的contentMode屬性的UIViewContentModeScaleAspectFill.
AVLayerVideoGravityResizeAspectFill；

// 拉伸直到填充整個(gè)bounds，類(lèi)似于UIView的contentMode屬性的UIViewContentModeScaleToFill.
AVLayerVideoGravityResize

正題

一般的，掃描區(qū)域就是預(yù)覽視圖previewLayer的frame對(duì)應(yīng)的矩形框，一般是設(shè)置全屏。如果我們想要設(shè)置一個(gè)有效區(qū)域怎么辦，如同支付寶、微信等將掃碼區(qū)域限制在一個(gè)小正方形內(nèi)。這就要用到輸出流AVCaptureMetadataOutput的一個(gè)rectOfInterest屬性。

rectOfInterest默認(rèn)為(0,0,1,1);

大家應(yīng)該提出質(zhì)疑：為什么寬高才為1？這也太小了吧，然而這個(gè)區(qū)域卻是全屏。這是腫么肥四呢？聰明的你應(yīng)該猜到了，rectOfInterest肯定是經(jīng)過(guò)某種轉(zhuǎn)化而來(lái)，而且x，y, w, h的范圍均在0～1之間。究竟是如何轉(zhuǎn)化的，且聽(tīng)我慢慢說(shuō)給你聽(tīng)：
假如在手機(jī)屏幕中，我想限制有效掃描區(qū)域在矩形框(10,10,100,100)內(nèi)，是不是這樣設(shè)置:

metadataOutput.rectOfInterest = CGRectMake(10, 10, 100, 100);

這樣對(duì)嗎？肯定不對(duì)咯，因?yàn)檫€沒(méi)有轉(zhuǎn)化為0~1的范圍內(nèi)呢。
好的，我們一起來(lái)轉(zhuǎn)化一下，由于圖像都是顯示在預(yù)覽視圖previewLayer中，所以自然是通過(guò)previewLayer的frame來(lái)轉(zhuǎn)化.

假設(shè)previewLayer的frame為全屏，記為:
preViewRect = CGRectMake(0,0,kScreenW,kScreenH);
有效掃描區(qū)域?yàn)?validRect =  CGRectMake(x, y, w, h);
轉(zhuǎn)化后：
rectOfInterest = (x / kScreenW, y / kScreenH, w / kScreenW, h / kScreenH)

到此，轉(zhuǎn)化結(jié)束！就這樣完了嗎？還早著呢！

我問(wèn)大家一個(gè)問(wèn)題：矩形框rectOfInterest=(0,0,1,1)應(yīng)該在屏幕的哪個(gè)位置？
大家應(yīng)該會(huì)回答在屏幕的左上方，沒(méi)錯(cuò)，不僅是你，就連官方文檔的解釋都是這樣說(shuō)的，官方文檔說(shuō)：

rectOfInterest中的origin如果為(0,0)，表示在圖像的左上方；如果為(1,1)，表示 在未經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)的圖像的右下方。這很符合我們的想象。

好。如果按照我們的想象或者官方文檔所說(shuō)，我們?cè)O(shè)置的有效區(qū)域:(10 ,10 , 100 ,100)應(yīng)該會(huì)偏左上方。然而，結(jié)果并非如此，顯示結(jié)果是這樣的:

紅色矩形框代表掃碼區(qū)域

17298B562720FB2280DC530FD12022EA.jpg

有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)，顯示結(jié)果和我們想的完全相反，偏右上角，也就是說(shuō)：

核心句子:

實(shí)際顯示在我們?nèi)庋劭吹降钠聊恢械淖鴺?biāo)原點(diǎn)，應(yīng)該是在右上角,這就好比是小明在照鏡子，假如小明真人的左臉頰有一顆痣，那么在鏡子中，痣應(yīng)該是在右臉頰。我們所想的rectOfInterest，都是鏡中的rectOfInterest。

既然我們已經(jīng)知道了坐標(biāo)原點(diǎn)，那么我們想讓掃描區(qū)域(10 ,10 , 100 ,100)顯示在左上方，就不是難事了。

17298B562720FB2280DC530FD12022EA.jpg

如上圖：左邊紅色矩形框就是我們實(shí)際要的掃描區(qū)域所在位置，最關(guān)鍵是要求出圖中藍(lán)點(diǎn)相對(duì)原點(diǎn)(右上角)的坐標(biāo)。

藍(lán)點(diǎn)的坐標(biāo)(相對(duì)右上角)為:
x = (kScreenW-(100+10)) / kScreenW;
y = 10 / kScreenH; 

// 除以kScreenW和kScreenH是轉(zhuǎn)化比例

// 由此，我們可以推導(dǎo)出一個(gè)轉(zhuǎn)化公式:

設(shè) 有效區(qū)域?yàn)?validRect = CGRectMake(x, y, w, h);
預(yù)覽圖層的frame為
preViewRect = CGRectMake(0, 0, kScreenW, kScreenH);
那么
rectOfInterest = CGRectMake((kScreenW-(w+x)) / kScreenW, y / kScreenH, w / kScreenW, h / kScreenH);

到了這里，離成功似乎很近了，但是很遺憾，漫長(zhǎng)的路才剛起步!用此公式代入計(jì)算，發(fā)現(xiàn)掃碼區(qū)域完全不對(duì)，好桑心，為什么會(huì)這樣？于是猜想： AVCapture輸出的圖片大小都是橫著的，而iPhone的屏幕是豎著的，那么我把它旋轉(zhuǎn)90°呢：
旋轉(zhuǎn)90°也就意味著x與y互換，w和h互換，即：rectOfInterest的x, y, w , h 應(yīng)該對(duì)應(yīng)y, x , h, w；轉(zhuǎn)換如下:

有一定正確性的轉(zhuǎn)化公式：

設(shè) 有效區(qū)域?yàn)?validRect = CGRectMake(x, y, w, h);
預(yù)覽圖層的frame為
preViewRect = CGRectMake(0, 0, kScreenW, kScreenH);
那么
rectOfInterest = CGRectMake(y / kScreenH, (kScreenW-(w+x)) / kScreenW, h / kScreenH, w / kScreenW);

// 這個(gè)公式上升了一個(gè)級(jí)別，有了一定的正確性，但是它太“死”了，不夠靈活，也就是說(shuō)，假如我隨意更換設(shè)備，隨意修改sessionPreset和videoGravity屬性的話(huà)，此公式計(jì)算出來(lái)的掃描區(qū)域是不準(zhǔn)確的。這下該怎么辦，我差點(diǎn)就要放棄了，到這里就結(jié)束算了，但是心里總感覺(jué)有點(diǎn)希望，于是徹夜都在想這個(gè)問(wèn)題。
大家還記得我開(kāi)篇講的sessionPreset和videoGravity屬性吧，在這里，這倆屬性就要閃亮登場(chǎng)了。

核心句子:

rectOfInterest是相對(duì)圖像大小的比例，而不是相對(duì)設(shè)備或者預(yù)覽圖層AVCaptureVideoPreviewLayer的比例

既然是相對(duì)圖像，由于圖像的輸出有多種模式，這些模式通過(guò)AVCaptureVideoPreviewLayer的videoGravity屬性設(shè)置，如AVLayerVideoGravityResizeAspectFill；由于這些模式的設(shè)置，導(dǎo)致圖像會(huì)被裁減、留白或者拉伸，所以我們計(jì)算出來(lái)的結(jié)果是相對(duì)圖像而言的，我們需要將其轉(zhuǎn)化到預(yù)覽圖層AVCaptureVideoPreviewLayer上來(lái)。所以我開(kāi)始要求大家去熟悉一下UIView的contentMode模式。
我不廢話(huà)了，我直接上轉(zhuǎn)化過(guò)程，我將其封裝成了一個(gè)方法.

最終的萬(wàn)能轉(zhuǎn)化公式:(本文核心)

// 該方法中，_preViewLayer指的是AVCaptureVideoPreviewLayer的實(shí)例對(duì)象，_session是會(huì)話(huà)對(duì)象，_metadataOutput是掃碼輸出流
- (void)coverToMetadataOutputRectOfInterestForRect:(CGRect)cropRect {
    CGSize size = _previewLayer.bounds.size;
    CGFloat p1 = size.height/size.width;
    CGFloat p2 = 0.0;

    if ([_session.sessionPreset isEqualToString:AVCaptureSessionPreset1920x1080]) {
        p2 = 1920./1080.;
    }
    else if ([_session.sessionPreset isEqualToString:AVCaptureSessionPreset352x288]) {
        p2 = 352./288.;
    }
    else if ([_session.sessionPreset isEqualToString:AVCaptureSessionPreset1280x720]) {
        p2 = 1280./720.;
    }
    else if ([_session.sessionPreset isEqualToString:AVCaptureSessionPresetiFrame960x540]) {
        p2 = 960./540.;
    }
    else if ([_session.sessionPreset isEqualToString:AVCaptureSessionPresetiFrame1280x720]) {
        p2 = 1280./720.;
    }
    else if ([_session.sessionPreset isEqualToString:AVCaptureSessionPresetHigh]) {
        p2 = 1920./1080.;
    }
    else if ([_session.sessionPreset isEqualToString:AVCaptureSessionPresetMedium]) {
        p2 = 480./360.;
    }
    else if ([_session.sessionPreset isEqualToString:AVCaptureSessionPresetLow]) {
        p2 = 192./144.;
    }
    else if ([_session.sessionPreset isEqualToString:AVCaptureSessionPresetPhoto]) { // 暫時(shí)未查到具體分辨率，但是可以推導(dǎo)出分辨率的比例為4/3
         p2 = 4./3.;
    }
    else if ([_session.sessionPreset isEqualToString:AVCaptureSessionPresetInputPriority]) {
        p2 = 1920./1080.;
    }
    else if (@available(iOS 9.0, *)) {
        if ([_session.sessionPreset isEqualToString:AVCaptureSessionPreset3840x2160]) {
            p2 = 3840./2160.;
        }
    } else {
        
    }
    if ([_previewLayer.videoGravity isEqualToString:AVLayerVideoGravityResize]) {
        _metadataOutput.rectOfInterest = CGRectMake((cropRect.origin.y)/size.height,(size.width-(cropRect.size.width+cropRect.origin.x))/size.width, cropRect.size.height/size.height,cropRect.size.width/size.width);
    } else if ([_previewLayer.videoGravity isEqualToString:AVLayerVideoGravityResizeAspectFill]) {
        if (p1 < p2) {
            CGFloat fixHeight = size.width * p2;
            CGFloat fixPadding = (fixHeight - size.height)/2;
            _metadataOutput.rectOfInterest = CGRectMake((cropRect.origin.y + fixPadding)/fixHeight,
                                                        (size.width-(cropRect.size.width+cropRect.origin.x))/size.width,
                                                        cropRect.size.height/fixHeight,
                                                        cropRect.size.width/size.width);
        } else {
            CGFloat fixWidth = size.height * (1/p2);
            CGFloat fixPadding = (fixWidth - size.width)/2;
            _metadataOutput.rectOfInterest = CGRectMake(cropRect.origin.y/size.height,
                                                        (size.width-(cropRect.size.width+cropRect.origin.x)+fixPadding)/fixWidth,
                                                        cropRect.size.height/size.height,
                                                        cropRect.size.width/fixWidth);
        }
    } else if ([_previewLayer.videoGravity isEqualToString:AVLayerVideoGravityResizeAspect]) {
        if (p1 > p2) {
            CGFloat fixHeight = size.width * p2;
            CGFloat fixPadding = (fixHeight - size.height)/2;
            _metadataOutput.rectOfInterest = CGRectMake((cropRect.origin.y + fixPadding)/fixHeight,
                                                        (size.width-(cropRect.size.width+cropRect.origin.x))/size.width,
                                                        cropRect.size.height/fixHeight,
                                                        cropRect.size.width/size.width);
        } else {
            CGFloat fixWidth = size.height * (1/p2);
            CGFloat fixPadding = (fixWidth - size.width)/2;
            _metadataOutput.rectOfInterest = CGRectMake(cropRect.origin.y/size.height,
                                                        (size.width-(cropRect.size.width+cropRect.origin.x)+fixPadding)/fixWidth,
                                                        cropRect.size.height/size.height,
                                                        cropRect.size.width/fixWidth);
        }
    }
}

上面那個(gè)公式就是最終的轉(zhuǎn)化公式，有一點(diǎn)要聲明一下，當(dāng)開(kāi)發(fā)者設(shè)置輸出分辨率為AVCaptureSessionPresetHigh、AVCaptureSessionPresetMedium、AVCaptureSessionPresetLow、AVCaptureSessionPresetPhoto等不確定性分辨率時(shí)，我都是默認(rèn)給了一個(gè)對(duì)應(yīng)的明確的分辨率，例如AVCaptureSessionPresetHigh我計(jì)算時(shí)采用的是1920x1080，因?yàn)槲覝y(cè)試時(shí)是采用的iPhone6s，其他機(jī)型未必是這個(gè)分辨率，所以當(dāng)分辨率取決于設(shè)備時(shí)，你自己需要根據(jù)設(shè)備的不同去修改一下。本人沒(méi)有那么多真機(jī)，所以我無(wú)法給出通用的答案。

metadataOutputRectOfInterestForRect方法

我想有人肯定一直在懷疑，為什么不用系統(tǒng)自帶的metadataOutputRectOfInterestForRect方法，這個(gè)方法就是我上面那個(gè)公式的功能啊，甚至更權(quán)威。但是，試了就知道，metadataOutputRectOfInterestForRect在輸入流格式發(fā)生變化之前設(shè)置是無(wú)效的，你需要監(jiān)聽(tīng)一個(gè)通知：AVCaptureInputPortFormatDescriptionDidChangeNotification，在通知方法中調(diào)用metadataOutputRectOfInterestForRect才起作用，或者你開(kāi)啟掃碼startRunning之后再設(shè)置也行，這些做法確實(shí)也能計(jì)算出掃碼有效區(qū)域，但是會(huì)卡頓，開(kāi)啟掃描之后，總是會(huì)卡一下，才開(kāi)始掃描，這非常影響用戶(hù)體驗(yàn)，所以不建議使用。

作者寄語(yǔ)

你可以用我的公式和采用系統(tǒng)的metadataOutputRectOfInterestForRect方法的轉(zhuǎn)化結(jié)果對(duì)比一下，你會(huì)發(fā)現(xiàn)結(jié)果的差距非常微妙，只有零點(diǎn)零零幾的誤差

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iOS 二維碼有效區(qū)域rectOfInterest詳解

iOS 二維碼有效區(qū)域rectOfInterest詳解

前言

影響rectOfInterest的因素

sessionPreset屬性

videoGravity屬性

正題

紅色矩形框代表掃碼區(qū)域

核心句子:

有一定正確性的轉(zhuǎn)化公式：

核心句子:

最終的萬(wàn)能轉(zhuǎn)化公式:(本文核心)

metadataOutputRectOfInterestForRect方法

作者寄語(yǔ)

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iOS 二維碼有效區(qū)域rectOfInterest詳解

前言

影響rectOfInterest的因素

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videoGravity屬性

正題

紅色矩形框代表掃碼區(qū)域

核心句子:

有一定正確性的轉(zhuǎn)化公式：

核心句子:

最終的萬(wàn)能轉(zhuǎn)化公式:(本文核心)

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