AVFoundation 中關(guān)于高幀率的支持

????在 高幀率捕捉是開發(fā)者在一些場(chǎng)景中希望使用的技術(shù)。蘋果公司并沒有單獨(dú)推出這一個(gè)功能，而是通過 AV Foundation 框架為這個(gè)功能給出了強(qiáng)大的支撐。

• 捕捉： 支持每秒 60 幀 (fps) 的完整 720p（1280 x 720 像素）分辨率，包括視頻穩(wěn)定和支持啟動(dòng) droppable P-frames （H.264 編碼的特性 )，即使在較慢和較舊的硬件上也可以流暢地播放電影。
• 播放： AVPlayer 已經(jīng)支持以多種播放幀率播放資源內(nèi)容，增強(qiáng)了對(duì)慢速和快速播放的音頻支持，AVPlayerItem 有一個(gè) audioTimePitchAlgorithm 可以允許以較慢或較快的速度設(shè)置算法。
• 編輯：全面支持可變組合成中執(zhí)行縮放編輯。
• 導(dǎo)出：AV Foundation 提供了保存原始幀率的功能，所以 60 fps 影片可以被導(dǎo)出，或者將電影轉(zhuǎn)換為任意較慢的幀速率，例如每秒 30 幀。

高幀率捕捉概述

????使用高幀率捕捉的首先要獲取到設(shè)備的最高質(zhì)量格式，找到它相關(guān)的幀時(shí)長(zhǎng)，之后手動(dòng)設(shè)置捕捉設(shè)備的格式和幀時(shí)長(zhǎng)。AVCaptureDeviceFormat 類確定設(shè)備的捕獲能力。此類具有返回支持的媒體類型、幀速率、視野、最大縮放系數(shù)、是否支持視頻穩(wěn)定等的方法，其具有一個(gè) videoSupportedFrameRateRanges 屬性，包含了一個(gè) AVFrameRateRange 對(duì)象數(shù)組，其中帶有格式所支持的最小幀率、最大幀率和時(shí)長(zhǎng)信息。

支持高幀率捕捉

由于查找設(shè)備最大幀率的過程較為麻煩，通過給 AVCaptureDevice 添加分類的方法來實(shí)現(xiàn)，開啟高幀率率捕捉的功能：

1. 新增分類聲明兩個(gè)方法 - (BOOL)supportsHighFrameRateCapture 判斷當(dāng)前設(shè)備是否支持高幀率捕捉和 - (BOOL)enableMaxFrameRateCapture;開啟高幀率捕捉
2. 實(shí)現(xiàn) findHighestQualityOfService 遍歷所有的捕捉設(shè)備的支持 formats，并對(duì)每一個(gè)元素獲取相應(yīng)的 codeType，這里篩選出 kCVPixelFormatType_420YpCbCr8BiPlanarVideoRange 格式，接著遍歷 AVFrameRateRange 對(duì)象數(shù)組，獲取最大的 AVFrameRateRange，最終找到提供的最高的format 和幀率并將其存儲(chǔ)起來。
3. 實(shí)現(xiàn) supportsHighFrameRateCapture，若最大幀率大于 30 fps，則支持高幀率；
4. 實(shí)現(xiàn) enableMaxFrameRateCapture，修改捕捉設(shè)備的 format 、最小幀時(shí)長(zhǎng) activeVideoMinFrameDuration 和最大幀時(shí)長(zhǎng)activeVideoMaxFrameDuration

@interface AVCaptureDevice (QualityOfService)

- (BOOL)supportsHighFrameRateCapture;
- (BOOL)enableMaxFrameRateCapture;

@end
const void* kMaxFormat = &kMaxFormat;
const void* kMaxFrameRateRange = &kMaxFrameRateRange;
@implementation AVCaptureDevice (QualityOfService)

- (void)setMaxFormat:(AVCaptureDeviceFormat *)maxFormat{
    objc_setAssociatedObject(self, kMaxFormat, maxFormat, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN);
}

- (AVCaptureDeviceFormat *)maxFormat{
    return objc_getAssociatedObject(self, &kMaxFormat);
}

- (void)setMaxFrameRateRange:(AVFrameRateRange*)maxFrameRateRange{
    objc_setAssociatedObject(self, kMaxFrameRateRange, maxFrameRateRange, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN);
}

- (AVFrameRateRange *)maxFrameRateRange{
    return objc_getAssociatedObject(self, &kMaxFrameRateRange);
}

- (BOOL)supportsHighFrameRateCapture {
    if (![self hasMediaType:AVMediaTypeVideo]) {                            // 1
        return NO;
    }
    return [self isHighFrameRate];              // 2
}

- (BOOL)enableMaxFrameRateCapture{

    if (![self isHighFrameRate]) {                                             // 1
        
        return NO;
    }

    if ([self lockForConfiguration:nil]) {                                // 2

        CMTime minFrameDuration = [self maxFrameRateRange].minFrameDuration;

        self.activeFormat = [self maxFormat];                                     // 3
        self.activeVideoMinFrameDuration = minFrameDuration;                // 4
        self.activeVideoMaxFrameDuration = minFrameDuration;

        [self unlockForConfiguration];
        return YES;
    }
    return NO;
}

- (void)findHighestQualityOfService {

    AVCaptureDeviceFormat *maxFormat = nil;
    AVFrameRateRange *maxFrameRateRange = nil;

    for (AVCaptureDeviceFormat *format in self.formats) {

        FourCharCode codecType =                                           
            CMVideoFormatDescriptionGetCodecType(format.formatDescription);

        if (codecType == kCVPixelFormatType_420YpCbCr8BiPlanarVideoRange) { 

            NSArray *frameRateRanges = format.videoSupportedFrameRateRanges;

            for (AVFrameRateRange *range in frameRateRanges) {              
                if (range.maxFrameRate > maxFrameRateRange.maxFrameRate) {
                    maxFormat = format;
                    maxFrameRateRange = range;
                }
            }
        }
    }

    [self setMaxFormat:maxFormat];
    [self setMaxFrameRateRange:maxFrameRateRange];


}

- (BOOL)isHighFrameRate {
    AVFrameRateRange *frameRateRange = [self maxFrameRateRange]
    if(!frameRateRange){
       [self findHighestQualityOfService];
    }
    return [self maxFrameRateRange].maxFrameRate > 30.0f;
}

@end