AVFoundation 拍照/錄制視頻

首先介紹下實現(xiàn)拍照和錄制視頻需要用到的類：

  • AVCaptureVideoPreviewLayer：捕獲視頻預(yù)覽層。
  • AVCaptureSession：捕獲會話類。
  • AVCaptureDevice：捕獲設(shè)備類。
  • AVCaptureDeviceInput：捕獲設(shè)備輸入類。
  • AVCapturePhotoOutput：捕獲照片輸出類。
  • AVCaptureMovieFileOutput：捕獲電影文件輸出類。
  • AVCaptureConnection：捕獲連接類。
  • AVCapturePhotoSettings：捕獲照片設(shè)置類。
  • AVAsset：資產(chǎn)類。
  • AVAssetImageGenerator：資產(chǎn)圖片生成器類。

首先來看下AVCaptureSession初始化的流程：

AVCaptureSession初始化配置

通過該流程圖可以看出，AVCaptureSession的初始化配置需要：
1、視頻輸入設(shè)備 。
2、音頻輸入設(shè)備。
3、照片輸出對象 。
3、電影文件輸出對象。

看核心代碼：

- (BOOL)setupSession:(NSError **)error {
    self.captureSession = [[AVCaptureSession alloc] init];
    self.captureSession.sessionPreset = AVCaptureSessionPresetHigh;
    //視頻輸入設(shè)備
    AVCaptureDevice *videoDevice = [AVCaptureDevice defaultDeviceWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
    AVCaptureDeviceInput *videoDeviceInput = [[AVCaptureDeviceInput alloc] initWithDevice:videoDevice error:error];
    if (videoDeviceInput) {
        if ([self.captureSession canAddInput:videoDeviceInput]) {
            [self.captureSession addInput:videoDeviceInput];
            self.activeVideoInput = videoDeviceInput;
        } else {
            return NO;
        }
    } else {
        return NO;
    }
    
    //音頻輸入設(shè)備
    AVCaptureDevice *audioDevice = [AVCaptureDevice defaultDeviceWithMediaType:AVMediaTypeAudio];
    AVCaptureDeviceInput *audioDeviceInput = [[AVCaptureDeviceInput alloc] initWithDevice:audioDevice error:error];
    if (audioDeviceInput) {
        if ([self.captureSession canAddInput:audioDeviceInput]) {
            [self.captureSession addInput:audioDeviceInput];
        } else {
            return NO;
        }
    } else {
        return NO;
    }
    
    //從實例攝像頭中捕捉靜態(tài)圖片
    self.photoOutput = [[AVCapturePhotoOutput alloc] init];
    if ([self.captureSession canAddOutput:self.photoOutput]) {
        [self.captureSession addOutput:self.photoOutput];
    }
    
    
    //用于將電影錄制到文件系統(tǒng)
    self.movieOutput = [[AVCaptureMovieFileOutput alloc] init];
    if ([self.captureSession canAddOutput:self.movieOutput]) {
        [self.captureSession addOutput:self.movieOutput];
    } 
    self.videoQueue = dispatch_queue_create("CQCamera.Video.Queue", NULL);
    return YES;
}

這段代碼最后我們還創(chuàng)建了個全局的串行隊列videoQueue，在后面開始捕獲和錄制時需要使用。

從上圖中我們還看到，在AVCaptureSession初始化配置結(jié)束后又做了兩個操作。
1、我們將AVCaptureVideoPreviewLayer的session設(shè)置為AVCaptureSession。

[(AVCaptureVideoPreviewLayer*)self.layer setSession:session];
  • 將捕捉數(shù)據(jù)直接輸出到圖層中，并確保與會話狀態(tài)同步。

2、開始捕獲

- (void)startSession {
    if (![self.captureSession isRunning]) {
        dispatch_async(self.videoQueue, ^{
          [self.captureSession startRunning];
        });
    }
}

下面看下如何將捕獲的內(nèi)容生產(chǎn)圖片。

一、拍照

同樣先看流程圖：


AVCapturePhotoOutput

很明顯拍照我們需要使用AVCapturePhotoOutput 捕獲照片輸出對象。

看代碼：

- (void)captureStillImage {
    AVCaptureConnection *connection = [self.photoOutput connectionWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
    if (connection.isVideoOrientationSupported) {
          connection.videoOrientation = [self currentVideoOrientation];
      }
    self.photoSettings = [AVCapturePhotoSettings photoSettingsWithFormat:@{AVVideoCodecKey:AVVideoCodecTypeJPEG}];
    [self.photoOutput capturePhotoWithSettings:self.photoSettings delegate:self];
}
  • 拍照時我們需要拿到捕獲連接對象（AVCaptureConnection），設(shè)置視頻的方向，否則在橫豎屏切換時會出現(xiàn)問題。
  • 在代理方法中我們利用捕獲連接對象（AVCaptureConnection）調(diào)用fileDataRepresentation方法獲取二進(jìn)制圖片。

獲取到圖片后需要利用Photos庫將圖片保存到相冊。

Photos

將圖片保存到相冊我們首先要判斷是否有權(quán)限，這個需要在plist文件中配置在這就不多說了。

下面我們來看下將圖片添加到指定相冊的流程:

  • 第一步：添加圖片到【相機(jī)膠卷】。
    1.1: UIImageWriteToSavedPhotosAlbum函數(shù)
    1.2: AssetsLibrary框架(已過期,一般不用了)
    1.3: Photos框架(推薦)

  • 第二步：擁有一個【自定義相冊】
    2.1: AssetsLibrary框架
    2.2: Photos框架(推薦)

  • 第三步：將剛才添加到【相機(jī)膠卷】的圖片，引用（添加）到【自定義相冊】
    3.1: AssetsLibrary框架
    3.2: Photos框架(推薦)

Photos框架相關(guān)類須知：
1、PHAsset：一個PHAsset對象代表一張圖片或者一個視頻文件。
負(fù)責(zé)查詢一堆的圖片或者視頻文件（PHAsset對象）。

2、PHAssetCollection：一個PHAssetCollection對象代表一個相冊。
負(fù)責(zé)查詢一堆的相冊（PHAssetCollection對象）。

3、PHAssetChangeRequest： 負(fù)責(zé)執(zhí)行對PHAsset(照片或視頻)的【增刪改】操作。
這個類只能放在-[PHPhotoLibrary performChanges:completionHandler:]或者 -[PHPhotoLibrary performChangesAndWait:error:]方法的block中使用。

4、PHAssetCollectionChangeRequest：負(fù)責(zé)執(zhí)行對PHAssetCollection(相冊)的【增刪改】操作。
這個類只能放在-[PHPhotoLibrary performChanges:completionHandler:] 或者 -[PHPhotoLibrary performChangesAndWait:error:]方法的block中使用。

  • 保存圖片到 相機(jī)膠卷：
+ (PHFetchResult<PHAsset *> *)savePhoto:(UIImage *)image {
    __block NSString *createdAssetId = nil;
    // Synchronously 同步執(zhí)行操作
    NSError *error;
    [[PHPhotoLibrary sharedPhotoLibrary] performChangesAndWait:^{
        createdAssetId = [PHAssetChangeRequest creationRequestForAssetFromImage:image].placeholderForCreatedAsset.localIdentifier;
    } error:&error];
    if (error == nil) {
        NSLog(@"保存成功");
    } else {
        NSLog(@"保存圖片Error: %@", error.localizedDescription);
        return nil;
    }
//    // Asynchronously 異步執(zhí)行操作
//    [[PHPhotoLibrary sharedPhotoLibrary] performChanges:^{
//        [PHAssetChangeRequest creationRequestForAssetFromImage:image];
//    } completionHandler:^(BOOL success, NSError * _Nullable error) {
//        if (success) {
//            NSLog(@"保存成功");
//        } else {
//            NSLog(@"保存圖片Error: %@", error.localizedDescription);
//        }
//    }];
    
    //PHAsset：查詢圖片/視屏
    PHFetchOptions *options = nil;
    PHFetchResult<PHAsset *> *createdAssets = [PHAsset fetchAssetsWithLocalIdentifiers:@[createdAssetId] options:options];
    return createdAssets;
}
  • 獲取指定相冊:
+ (PHAssetCollection *)getAlbumWithTitle:(NSString *)title {
    __block PHAssetCollection *createdCollection = nil;// 已經(jīng)創(chuàng)建的自定義相冊
    //PHAssetCollection: 查詢所有的自定義相冊
    PHFetchResult<PHAssetCollection *> *collections = [PHAssetCollection fetchAssetCollectionsWithType:PHAssetCollectionTypeAlbum subtype:PHAssetCollectionSubtypeAlbumRegular options:nil];
    [collections enumerateObjectsUsingBlock:^(PHAssetCollection * _Nonnull collection, NSUInteger idx, BOOL * _Nonnull stop) {
        if ([collection.localizedTitle isEqualToString:title]) {
            createdCollection = collection;
            *stop = YES;
        }
    }];

    if (!createdCollection) { // 沒有創(chuàng)建過相冊
        __block NSString *createdCollectionId = nil;
        [[PHPhotoLibrary sharedPhotoLibrary] performChangesAndWait:^{
            //PHAssetCollectionChangeRequest：【增】相冊
            createdCollectionId = [PHAssetCollectionChangeRequest creationRequestForAssetCollectionWithTitle:title].placeholderForCreatedAssetCollection.localIdentifier;
        } error:nil];
        
        //PHAssetCollection：【查】出相冊
        createdCollection = [PHAssetCollection fetchAssetCollectionsWithLocalIdentifiers:@[createdCollectionId] options:nil].firstObject;
    }
    
    return createdCollection;
}
  • 保存圖片到 指定相冊：
+ (BOOL)addAssetsToAlbumWithAssets:(id<NSFastEnumeration>)assets withAlbum:(PHAssetCollection *)assetCollection {
    // 將剛才添加到【相機(jī)膠卷】的圖片，引用（添加）到【自定義相冊】
    NSError *errorCollection = nil;
    [[PHPhotoLibrary sharedPhotoLibrary] performChangesAndWait:^{
        PHAssetCollectionChangeRequest *request = [PHAssetCollectionChangeRequest changeRequestForAssetCollection:assetCollection];
        // 自定義相冊封面默認(rèn)保存第一張圖,所以使用以下方法把最新保存照片設(shè)為封面
        [request insertAssets:assets atIndexes:[NSIndexSet indexSetWithIndex:0]];
    } error:&errorCollection];
    
    // 保存結(jié)果
    if (errorCollection) {
        NSLog(@"保存到指定 相冊 失??！");
        return NO;
    } else {
        NSLog(@"保存到指定 相冊 成功！");
        return YES;
    }
}

二、錄頻

看下錄頻的操作：


AVCaptureMovieFileOutput

錄頻核心代碼：

- (void)startRecording {
    if (self.isRecording) return;
    AVCaptureDevice *device = [self activeCamera];
    //平滑對焦，減緩攝像頭對焦速度。移動拍攝時，攝像頭會嘗試快速對焦
    if (device.isSmoothAutoFocusEnabled) {
        NSError *error;
        if ([device lockForConfiguration:&error]) {
            device.smoothAutoFocusEnabled = YES;
            [device unlockForConfiguration];
        } else {
            [self.delegate deviceConfigurationFailedWithError:error];
        }
    }
    
    AVCaptureConnection *connection = [self.movieOutput connectionWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
    if (connection.isVideoOrientationSupported) {
        connection.videoOrientation = [self currentVideoOrientation];
    }
    //判斷是否支持視頻穩(wěn)定。提高視頻的質(zhì)量。
    if (connection.isVideoStabilizationSupported) {
        connection.preferredVideoStabilizationMode = AVCaptureVideoStabilizationModeAuto;
    }
    
    self.outputURL = [self uniqueURL];
    [self.movieOutput startRecordingToOutputFileURL:self.outputURL recordingDelegate:self];
}
  • 1、我們首先需要拿到設(shè)置AVCaptureSession是創(chuàng)建的 視頻捕獲設(shè)備輸入(AVCaptureDeviceInput)，然后取出設(shè)備(AVCaptureDevice)，配置設(shè)備的平滑對焦屬性。
  • 2、然后同樣需要拿到捕獲連接對象（AVCaptureConnection），設(shè)置視頻的方向，否則在橫豎屏切換時會出現(xiàn)問題。并且需要設(shè)置preferredVideoStabilizationMode屬性提高視頻的質(zhì)量。
  • 3、調(diào)用startRecordingToOutputFileURL:recordingDelegate:方法開始錄屏。
  • 4、停止錄屏。
  • 5、錄屏結(jié)束后在代理方法中獲取到我們的視頻地址。

錄屏結(jié)束后我們可能需要獲取視頻的某一幀圖片，用來顯示到UI上?？聪虏僮鞑襟E：


流程圖很簡單，看下代碼：

//生成視頻縮略圖
- (void)generateThumbnailForVideoAtURL:(NSURL *)videoURL {
    dispatch_async(self.videoQueue, ^{
        AVAsset *asset = [AVAsset assetWithURL:videoURL];
        AVAssetImageGenerator *imageGenerator = [AVAssetImageGenerator assetImageGeneratorWithAsset:asset];
        //設(shè)置maximumSize 寬為100，高為0 根據(jù)視頻的寬高比來計算圖片的高度
        imageGenerator.maximumSize = CGSizeMake(100.0, 0.0);
        //捕捉視頻縮略圖會考慮視頻的變化（如視頻的方向變化），如果不設(shè)置，縮略圖的方向可能出錯.
        imageGenerator.appliesPreferredTrackTransform = YES;
        NSError *error;
        CGImageRef imageRef = [imageGenerator copyCGImageAtTime:kCMTimeZero actualTime:NULL error:&error];
        if (imageRef == nil) {
            NSLog(@"imageRefError: %@", error);
        }
        UIImage *image = [UIImage imageWithCGImage:imageRef];
        CGImageRelease(imageRef);
    });
}

到此我們的拍照和錄屏的核心功能已經(jīng)實現(xiàn)了。下面介紹一下跟拍照錄屏相關(guān)的一些功能：切換攝像頭、聚焦、曝光、閃光燈、手電筒。

切換攝像頭

我們現(xiàn)在的手機(jī)設(shè)備一般都有前置和后置攝像頭，所以我們這里就是對前置和后置攝像頭的切換。

- (BOOL)switchCameras {
    AVCaptureDevice *currentDevice = [self activeCamera];
    AVCaptureDevice *device;
    if (currentDevice.position == AVCaptureDevicePositionBack) {
        device = [self cameraWithPosition:AVCaptureDevicePositionFront];
    } else {
        device = [self cameraWithPosition:AVCaptureDevicePositionBack];
    }
    if (device == nil) { return NO; }
    
    NSError *error;
    AVCaptureDeviceInput *deviceInput = [AVCaptureDeviceInput deviceInputWithDevice:device error:&error];
    if (deviceInput) {
        [self.captureSession beginConfiguration];
        [self.captureSession removeInput:self.activeVideoInput];
        if ([self.captureSession canAddInput:deviceInput]) {
            [self.captureSession addInput:deviceInput];
            self.activeVideoInput = deviceInput;
        } else {
            [self.captureSession addInput:self.activeVideoInput];
        }
        //配置完成后. 會分批的將所有變更整合在一起。
        [self.captureSession commitConfiguration];
        return YES;
    } else {
        [self.delegate deviceConfigurationFailedWithError:error];
        return NO;
    }
}
  • 1、先拿到攝像頭設(shè)備device。
  • 2、將攝像頭包裝到AVCaptureDeviceInput類型的對象中。
  • 3、一定要先調(diào)用beginConfiguration方法，準(zhǔn)備配置。
  • 4、removeInput:移除原來的捕獲設(shè)備輸入對象（`AVCaptureDeviceInput ）。
  • 5、判斷能否添加canAddInput:新的捕獲設(shè)備輸入對象（`AVCaptureDeviceInput ）。
  • 6、如果可以就添加addInput:，設(shè)置為當(dāng)前正在使用的捕獲設(shè)備輸入對象。
  • 7、如果不可以添加，再將原來的捕獲設(shè)備輸入對象（`AVCaptureDeviceInput ）添加進(jìn)去。
  • 8、最后調(diào)用commitConfiguration方法，分批的將所有變更整合在一起。

獲取前置或后置攝像頭的代碼：

- (AVCaptureDevice *)cameraWithPosition:(AVCaptureDevicePosition)position {
       //AVCaptureDeviceTypeBuiltIn Microphone:話筒
        //AVCaptureDeviceTypeBuiltIn WideAngleCamera:廣角照相機(jī)
        //AVCaptureDeviceTypeBuiltIn TelephotoCamera:長焦照相機(jī)
        //AVCaptureDeviceTypeBuiltIn UltraWideCamera:超寬攝影機(jī)
        //AVCaptureDeviceTypeBuiltIn DualCamera:雙攝像頭
        //AVCaptureDeviceTypeBuiltIn DualWideCamera:雙寬攝像頭
        //AVCaptureDeviceTypeBuiltIn TripleCamera:三重攝影機(jī)
        //AVCaptureDeviceTypeBuiltIn TrueDepthCamera:真深度照相機(jī)
        //AVCaptureDeviceTypeBuiltIn DuoCamera:雙后置攝像頭
        NSArray<AVCaptureDeviceType> *deviceTypes =@[
        AVCaptureDeviceTypeBuiltInMicrophone,
        AVCaptureDeviceTypeBuiltInTelephotoCamera,
        AVCaptureDeviceTypeBuiltInWideAngleCamera,
        AVCaptureDeviceTypeBuiltInDualCamera
        ];
    AVCaptureDeviceDiscoverySession *deviceDiscoverySession = [AVCaptureDeviceDiscoverySession discoverySessionWithDeviceTypes:deviceTypes mediaType:AVMediaTypeVideo position:position];
    return deviceDiscoverySession.devices.firstObject;
}

聚焦 & 曝光

  • 聚焦
- (void)focusAtPoint:(CGPoint)point {
    AVCaptureDevice *device = [self activeCamera];
    //是否支持興趣點聚焦 和 自動聚焦
    if (device.isFocusPointOfInterestSupported && [device isFocusModeSupported:AVCaptureFocusModeAutoFocus]) {
        NSError *error;
        if ([device lockForConfiguration:&error]) {//鎖定設(shè)備
            device.focusPointOfInterest = point;//聚焦點
            device.focusMode = AVCaptureFocusModeAutoFocus;//設(shè)置為自動聚焦
            [device unlockForConfiguration];//解鎖設(shè)備
        } 
    }
}
  • 曝光
- (void)exposeAtPoint:(CGPoint)point {
    AVCaptureDevice *device = [self activeCamera];
    AVCaptureExposureMode exposureMode = AVCaptureExposureModeContinuousAutoExposure;
    //是否支持興趣點曝光 和 持續(xù)自動曝光。
    if (device.isExposurePointOfInterestSupported && [device isExposureModeSupported:exposureMode]) {
        NSError *error;
        if ([device lockForConfiguration:&error]) {
            //配置期望值
            device.exposurePointOfInterest = point;
            device.exposureMode = exposureMode;
            //判斷設(shè)備是否支持鎖定曝光的模式。
            if ([device isExposureModeSupported:AVCaptureExposureModeLocked]) {
                
                //支持，則使用kvo確定設(shè)備的adjustingExposure屬性的狀態(tài)。
                [device addObserver:self forKeyPath:@"adjustingExposure" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:&THCameraAdjustingExposureContext];
            }
            [device unlockForConfiguration];
        } 
    }
}

這里曝光用到了kvo進(jìn)行監(jiān)聽屬性的狀態(tài)：

- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath
                      ofObject:(id)object
                        change:(NSDictionary *)change
                       context:(void *)context {
    if (context == &THCameraAdjustingExposureContext) {
        AVCaptureDevice *device = (AVCaptureDevice *)object;
        //判斷設(shè)備是否不再調(diào)整曝光等級，
        //確認(rèn)設(shè)備的exposureMode是否可以設(shè)置為AVCaptureExposureModeLocked
        if(!device.isAdjustingExposure && [device isExposureModeSupported:AVCaptureExposureModeLocked]) {
            //移除作為adjustingExposure 的self，就不會得到后續(xù)變更的通知
            [object removeObserver:self forKeyPath:@"adjustingExposure" context:&THCameraAdjustingExposureContext];
            dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
                NSError *error;
                if ([device lockForConfiguration:&error]) {
                    //修改exposureMode
                    device.exposureMode = AVCaptureExposureModeLocked;
                    [device unlockForConfiguration];
                } 
            });
        }
    } else {
        [super observeValueForKeyPath:keyPath ofObject:object change:change context:context];
    } 
}

閃光燈 & 手電筒

  • 閃光燈
- (void)setFlashMode:(AVCaptureFlashMode)flashMode {
    if ([self.photoOutput.supportedFlashModes containsObject:@(flashMode)]) {
        self.photoSettings.flashMode = flashMode;
    }
}
  • 手電筒
- (void)setTorchMode:(AVCaptureTorchMode)torchMode {
    AVCaptureDevice *device = [self activeCamera];
    if ([device isTorchModeSupported:torchMode]) {
        NSError *error;
        if ([device lockForConfiguration:&error]) {
            device.torchMode = torchMode;
            [device unlockForConfiguration];
        } 
    }
}
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