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AVFoundation 開發(fā)

當(dāng)接到拍照或者視頻錄制需求的時(shí)候，很多同學(xué)會(huì)選擇UIImagePickerController因?yàn)樗庋b的非常好，幾個(gè)簡單的設(shè)置就可以開始使用。但是同MPMoviePlayerController一樣，由于它的高度封裝性，它的適用性就比較差，比如以下幾個(gè)場景：

自定義拍照界面，相信我無論P(yáng)D還是UED他們一定會(huì)要求你改掉系統(tǒng)原生界面的
為了使拍出來的照片或者視頻更鮮亮，可以使用Torch硬件。但是用ImagePicker就無法控制了，要看系統(tǒng)娘的心情。
UIImagePickerController還有一個(gè)比較磨人的問題，就是當(dāng)照相機(jī)控制器被壓入棧的時(shí)候是不會(huì)關(guān)閉的，如果我們有一些后續(xù)操作如圖片編輯、打標(biāo)，這個(gè)時(shí)候取景框是一直工作的，對內(nèi)存和電量都是極大的浪費(fèi)。甚至?xí)?dǎo)致memory warning。
有時(shí)候我們需要的不是一個(gè)全屏的取景框，需要的可能只是一個(gè)區(qū)域，比如在相冊列表中，加入一個(gè)實(shí)時(shí)取景框區(qū)域表示拍照。

這個(gè)時(shí)候我們就需要使用AVFoundation進(jìn)行視頻流的獲取。

AVFoundation框架簡介

AVFoundation是基于CoreAudio CoreMedia CoreAnimation的庫，提供一組Objective-C接口，所以支持ARC，不需要程序員管理引用計(jì)數(shù)。他提供了必要的服務(wù)以便于程序員可以在iOS、OS X上進(jìn)行基于時(shí)間的視頻音頻開發(fā)工作?？梢苑奖愕膶uickTime影片和MPEG-4等媒體格式文件進(jìn)行播放、拍攝、編輯和編碼工作。
上文的AVPlayer和AVQueuePlayer也屬于AVFoundation框架。

AVFoundation工作模型

AVCaptureSession：

媒體捕獲會(huì)話，負(fù)責(zé)將輸入的音頻、視頻數(shù)據(jù)輸出到輸出設(shè)備中。一個(gè)AVCaptureSession可以有多個(gè)輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。實(shí)際上是在輸入源和輸出源之間充當(dāng)中介者。

AVCaptureDevice：

捕獲視頻、音頻信息的設(shè)備，如攝像頭、麥克風(fēng)。通過該對象可以對物理設(shè)備進(jìn)行功能設(shè)置，如對焦、曝光、白平衡、閃光燈、火炬

AVCaptureDeviceInput：

輸入源，這個(gè)對象需要跟AVCaptureDevice對象綁定，并添加到AVCaptureSession工作。

AVCaptureOutput：

輸出源，用于接受輸出的多媒體數(shù)據(jù)或文件。主要子類有：

AVCaptureVideoDataOutput 獲取視頻數(shù)據(jù)
AVCaptureAudioDataOutput 獲取音頻數(shù)據(jù)
AVCaptureStillImageOutput 獲取靜態(tài)圖片數(shù)據(jù)
AVCaptureFileOutput 獲取多媒體文件
AVCaptureMovieFileOutput 獲取視頻文件，是AVCaptureFileOutput的子類。
AVCaptureAudioFileOutput 獲取音頻文件，是AVCaptureFileOutput的子類。

AVCaptureConnection:

當(dāng)把輸入源和輸出源添加到AVCaptureSession之后AVCaptureSession就會(huì)在所有相符的輸入源和輸出源之間建立連接。通過連接可以調(diào)整視頻的方向，視頻錄制時(shí)的穩(wěn)定模式，音量等屬性

AVCaptureVideoPreviewLayer：

呈現(xiàn)捕獲的視頻流的層，是CALayer子類。用于實(shí)時(shí)取景，這個(gè)層上呈現(xiàn)的效果就是最后實(shí)際輸出的效果。PreviewLayer創(chuàng)建的時(shí)候必須綁定一個(gè)AVCaptureSession對象。

視頻流捕獲編程步驟

視頻流捕獲初始化

1、獲取照相機(jī)訪問權(quán)限
2、創(chuàng)建session
3、設(shè)置session
4、添加輸入源到session
5、添加輸出源到session
6、設(shè)置預(yù)覽layer

視頻流捕獲啟動(dòng)

1、啟動(dòng)session
2、停止session

攝像設(shè)備設(shè)置

1、設(shè)置曝光
2、設(shè)置對焦
3、設(shè)置白平衡
4、設(shè)置火炬

多媒體文件輸出

1、圖片輸出
2、視頻輸出
3、音頻輸出
4、音頻視頻混合文件movie輸出

下面將詳細(xì)介紹視頻流捕獲的編程工作

視頻流的創(chuàng)建和啟動(dòng)

無論是拍照還是錄制視頻都需要?jiǎng)?chuàng)建和啟動(dòng)視頻流。創(chuàng)建和啟動(dòng)視頻

1、獲取照相機(jī)訪問權(quán)限

iOS6.x以及之前的iOS版本（包括iOS6），應(yīng)用都可以獲取照相機(jī)不需要用戶授權(quán)，可以直接進(jìn)行視頻流的初始化和獲取工作。
iOS7.0開始，APP第一次使用照相機(jī)的時(shí)候需要用戶授權(quán)，所以要先進(jìn)行權(quán)限判斷，如果沒有權(quán)限需要獲取照相機(jī)訪問權(quán)限。

    //iOS7之后的版本需要照相機(jī)訪問權(quán)限
    if (IsIOS7AndHigher && self.isDeviceAuthorized == NO)
    {
        NSString *mediaType = AVMediaTypeVideo;
        @weakify(self);
        self.handlerBlock = ^(BOOL granted) {
            @strongify(self);
            self.isDeviceAuthorized = granted;
            if (granted)
            {
                [self initAndRunCameraDeviceWithPosition:self.devicePosition];
            }
            else
            {
                [self startRunningDidFinish:NO];
            }
        };
        //獲取權(quán)限
        [AVCaptureDevice requestAccessForMediaType:mediaType completionHandler:self.handlerBlock];
    }
    else //iOS7之前的版本直接進(jìn)行初始化工作
    {
        self.isDeviceAuthorized = YES;
        [self initAndRunCameraDeviceWithPosition:self.devicePosition];
    }

2、創(chuàng)建session

AVCaptureSession *session = [[AVCaptureSession alloc] init];

3、設(shè)置session

因?yàn)閟ession是可以重用的，所以在設(shè)置之前必須確保是stop的。

//設(shè)置session
if (self.session)
{
    [self.session stopRunning];
}
self.session = session;
        
//設(shè)置session呈現(xiàn)的尺寸
[self setSessionPresent];

//設(shè)置會(huì)話呈現(xiàn)的取景尺寸
- (void)setSessionPresent
{
    if (self.model == CICameraCaptureModelVideo)
    {
        switch (self.qualityType) {
            case CICameraDeviceVideoQualityTypeHigh:
                [self.session setSessionPreset:AVCaptureSessionPresetHigh];
                break;
            case CICameraDeviceVideoQualityTypeMedium:
                [self.session setSessionPreset:AVCaptureSessionPresetMedium];
            case CICameraDeviceVideoQualityTypeLow:
                [self.session setSessionPreset:AVCaptureSessionPresetLow];
            default:
                break;
        }
    }
    else
    {
        [self.session setSessionPreset:AVCaptureSessionPresetPhoto];
    }
}

4、添加輸入源到session

//設(shè)備輸入添加到會(huì)話
- (BOOL)addDeviceInputToSession:(AVCaptureDevicePosition)position
{
    NSArray *devices = [AVCaptureDevice devicesWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
    AVCaptureDevice *videoDevice = [devices firstObject];
    
    for (AVCaptureDevice *device in devices)
    {
        if ([device position] == position)
        {
            videoDevice = device;
            break;
        }
    }
    
    NSError *error = nil;

    //添加視頻輸入
    AVCaptureDeviceInput *videoDeviceInput = [AVCaptureDeviceInput deviceInputWithDevice:videoDevice error:&error];
    
    if (error)
    {
        NSLog(@"獲取視頻輸入錯(cuò)誤：%@", error.localizedDescription);
        return NO;
    }
    
    if ([self.session canAddInput:videoDeviceInput])
    {
        [self.session addInput:videoDeviceInput];
        [self setVideoDeviceInput:videoDeviceInput];
    }
    
    //添加音頻輸入
    if (self.model == CICameraCaptureModelVideo && self.needRecordAudio)
    {
        AVCaptureDevice *audioDevice = [[AVCaptureDevice devicesWithMediaType:AVMediaTypeAudio] firstObject];
        AVCaptureDeviceInput *audioDeviceInput = [AVCaptureDeviceInput deviceInputWithDevice:audioDevice error:&error];
        
        if (error)
        {
            NSLog(@"獲取音頻輸入錯(cuò)誤：%@", error.localizedDescription);
            return NO;
        }
        
        if ([self.session canAddInput:audioDeviceInput])
        {
            [self.session addInput:audioDeviceInput];
        }
    }
    
    return YES;
}

5、添加輸出源到session

- (void)addDeviceOutputToSession
{

    if (self.model == CICameraCaptureModelPhoto) //獲取靜態(tài)圖片
    {
        AVCaptureStillImageOutput *stillImageOutput = [[AVCaptureStillImageOutput alloc] init];
        if ([self.session canAddOutput:stillImageOutput])
        {
            [stillImageOutput setOutputSettings:@{AVVideoCodecKey : AVVideoCodecJPEG}];
            [self.session addOutput:stillImageOutput];
            [self setStillImageOutput:stillImageOutput];
        }
        
        [self setDeviceModeWithFocusPoint:CGPointMake(0.5, 0.5)];
    }
    else if (self.model == CICameraCaptureModelVideo) //獲取視頻流
    {
        AVCaptureMovieFileOutput *movieFileOutput = [[AVCaptureMovieFileOutput alloc] init];
        if ([self.session canAddOutput:movieFileOutput])
        {
            [self.session addOutput:movieFileOutput];
            
            AVCaptureConnection *videoConnection = [movieFileOutput connectionWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
            self.movieFileOutput = movieFileOutput;
            if ([videoConnection isVideoStabilizationSupported]) {
                videoConnection.preferredVideoStabilizationMode = AVCaptureVideoStabilizationModeAuto;
            }
        }
        
    }
}

6、設(shè)置預(yù)覽layer

- (void)setupPreview
{
    UIView *preview = [self.dataSource cameraDeviceVideoPreview];
    
    AVCaptureVideoPreviewLayer *previewLayer = [AVCaptureVideoPreviewLayer layerWithSession:self.session];
    previewLayer.frame = preview.bounds;
    previewLayer.videoGravity = AVLayerVideoGravityResizeAspectFill;
    
    WeakSelf
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        StrongSelf
        [strongSelf.previewLayer removeFromSuperlayer];
        strongSelf.previewLayer = previewLayer;
        [preview.layer insertSublayer:strongSelf.previewLayer atIndex:0];
    });
    
}

7、啟動(dòng)session

啟動(dòng)session之后預(yù)覽界面就會(huì)有畫面呈現(xiàn)，因?yàn)閱?dòng)是個(gè)比較耗時(shí)的操作，所以一般會(huì)加入過渡動(dòng)畫

[self.session startRunning];

8、停止session

當(dāng)不需要實(shí)時(shí)取景的時(shí)候可以關(guān)閉session，比如拍照視圖被壓入視圖棧下面，當(dāng)拍照視圖從新到視圖棧頂端的時(shí)候可以再將session start。這樣既不會(huì)對內(nèi)存和電量造成不良影響，也不需要視頻流重新初始化。

[self.session stopRunning];

到此為止一個(gè)視頻流的創(chuàng)建和啟動(dòng)已經(jīng)完成了。當(dāng)然我們最重要捕獲視頻流，所以要進(jìn)行視頻流的捕獲。在此之前，為了獲得更好的效果，我們還要進(jìn)行一些設(shè)置，如設(shè)置對焦、曝光、白平衡和火炬，以便我們能得到更好的拍攝效果。

攝像設(shè)備的設(shè)置

切換攝像頭

- (void)changeDevicePosition
{
    if (self.isDeviceAuthorized)
    {
        AVCaptureDevice *currentVideoDevice = [self.videoDeviceInput device];
        AVCaptureDevicePosition preferredPosition = AVCaptureDevicePositionUnspecified;
        AVCaptureDevicePosition currentPosition = [currentVideoDevice position];
        
        switch (currentPosition)
        {
            case AVCaptureDevicePositionUnspecified:
                preferredPosition = AVCaptureDevicePositionBack;
                break;
            case AVCaptureDevicePositionBack:
                preferredPosition = AVCaptureDevicePositionFront;
                break;
            case AVCaptureDevicePositionFront:
                preferredPosition = AVCaptureDevicePositionBack;
                break;
        }
        
        self.devicePosition = preferredPosition;
        [self startDevice];
    }
}

設(shè)置對焦、曝光、白平衡、火炬（torch）

對這些設(shè)備狀態(tài)的設(shè)定可以在session啟動(dòng)之后。在設(shè)置之前一定要鎖定，lockForConfiguration：。設(shè)置完后，調(diào)用unlockForConfiguration解除鎖定?；鹁媸茿pple一個(gè)獨(dú)特的功能，它會(huì)為攝像頭提供一個(gè)LED光源，光源的亮度是可以調(diào)節(jié)的，相比閃光燈，torch可以提供持續(xù)的光源，對在黑夜錄制清晰的視頻幫助巨大。

+ (void)setDevice:(AVCaptureDevice *)device deviceMode:(CICameraDeviceMode *)mode
{
    NSError *error = nil;
    if ([device lockForConfiguration:&error])
    {
        //對焦
        if ([device isFocusPointOfInterestSupported] && [device isFocusModeSupported:mode.focusMode])
        {
            [device setFocusMode:mode.focusMode];
            [device setFocusPointOfInterest:mode.focusPoint];
        }
        
        //曝光
        if ([device isExposurePointOfInterestSupported] && [device isExposureModeSupported:mode.exposureMode])
        {
            [device setExposureMode:mode.exposureMode];
            [device setExposurePointOfInterest:mode.exposurePoint];
        }
        
        //白平衡
        if ([device isWhiteBalanceModeSupported:mode.whiteBalanceMode])
        {
            [device setWhiteBalanceMode:mode.whiteBalanceMode];
        }
        
        //火炬
        if ([device hasTorch] && [device isTorchModeSupported:mode.torchMode])
        {
            [device setTorchMode:mode.torchMode];
        }
        
        [device setSubjectAreaChangeMonitoringEnabled:mode.monitorSubjectAreaChange];
        [device unlockForConfiguration];
    }
    else
    {
        NSLog(@"%@", error);
    }
}

視頻流輸出文件

獲取靜態(tài)圖片

輸出時(shí)注意connection的方向設(shè)置

    if (self.isDeviceAuthorized && self.session.isRunning)
    {
        @weakify(self)
        dispatch_async([self sessionQueue], ^{
            @strongify(self)
            
            AVCaptureConnection *videoConnection = [[self stillImageOutput] connectionWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
            
            if ([videoConnection isVideoOrientationSupported]) {
                [videoConnection setVideoOrientation:[self videoOrientation:[UIDevice currentDevice].orientation]];
            }
            
            [[self stillImageOutput] captureStillImageAsynchronouslyFromConnection:videoConnection completionHandler:^(CMSampleBufferRef imageDataSampleBuffer, NSError *error) {
                
                UIImage *image = nil;
                if (imageDataSampleBuffer)
                {
                    NSData *imageData = [AVCaptureStillImageOutput jpegStillImageNSDataRepresentation:imageDataSampleBuffer];
                    
                    if (imageData)
                    {
                        image = [[UIImage alloc] initWithData:imageData];
                    }
                }
                
                if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(snapStillImageDidFinish:)])
                {
                    [self.delegate snapStillImageDidFinish:image];
                }
            }];
        });
    }

獲取視頻

開始獲取視頻流

視頻的方向在這個(gè)時(shí)候設(shè)置，在拍攝期間不能更改。
視頻的保存路徑也在這個(gè)時(shí)機(jī)決定。

- (void)startRecordingWithFilePath:(NSString *)filePath
{
    if (self.isDeviceAuthorized && self.session.isRunning && filePath.length) {
        WeakSelf
        dispatch_async([self sessionQueue], ^{
            StrongSelf
            
            AVCaptureConnection *videoConnection = [strongSelf.movieFileOutput connectionWithMediaType:AVMediaTypeAudio];
            
            videoConnection.videoOrientation = [strongSelf videoOrientation:[UIDevice currentDevice].orientation];
            
            NSURL *fileURL = [NSURL fileURLWithPath:filePath];
            
            [strongSelf.movieFileOutput startRecordingToOutputFileURL:fileURL recordingDelegate:self];
            
            strongSelf.isRecording = YES;
            
        });
    }
}

結(jié)束獲取視頻流

通過AVCaptureMovieFileOutput可以獲得一個(gè)完整的音視頻混合movie文件

- (void)stopRecording
{
    WeakSelf
    dispatch_async([self sessionQueue], ^{
        StrongSelf
        if ([strongSelf.movieFileOutput isRecording])
        {
            [strongSelf.movieFileOutput stopRecording];
            strongSelf.isRecording = NO;
        }
    });
}

視頻錄制delegate

視頻錄制相關(guān)的代理，可以查看AVCaptureFileOutputRecordingDelegate文件。比較常用的是，開始錄制回調(diào)和錄制完成回調(diào)

- (void)captureOutput:(AVCaptureFileOutput *)captureOutput didStartRecordingToOutputFileAtURL:(NSURL *)fileURL fromConnections:(NSArray *)connections
{
    if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(videoRecordDidStarted:)]) {
        [self.delegate videoRecordDidStarted:fileURL];
    }
}

- (void)captureOutput:(AVCaptureFileOutput *)captureOutput didFinishRecordingToOutputFileAtURL:(NSURL *)outputFileURL fromConnections:(NSArray *)connections error:(NSError *)error
{
    if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(videoRecordDidFinished:)] && !error && outputFileURL)
    {
        [self.delegate videoRecordDidFinished:outputFileURL];
    }
}

獲取照片和獲取視頻的異同

無論是拍照還是錄制視頻都需要?jiǎng)?chuàng)建和啟動(dòng)視頻流。上面已經(jīng)說的很清楚了。不同點(diǎn)只有以下幾點(diǎn)：

無論獲取照片還是獲取視頻，都需要預(yù)覽，所以都需要視頻輸入設(shè)備和相應(yīng)的視頻輸入源。通過 [ [AVCaptureDevice devicesWithMediaType:AVMediaTypeVideo] firstObject];獲取視頻輸入設(shè)備-攝像頭
視頻需要音頻，所以比照片要多一個(gè)輸入設(shè)備。通過[[AVCaptureDevice devicesWithMediaType:AVMediaTypeAudio] firstObject]獲得音頻輸入設(shè)備-麥克風(fēng)。
照片的輸出設(shè)備同視頻不同，照片的輸出對象AVCaptureStillImageOutput，視頻的輸出對象是AVCaptureMovieFileOutput。
照片輸出后可以直接將照片對象的指針傳給調(diào)用方使用，視頻只能將視頻文件的地址傳給調(diào)用方。

CameraDeviceFramework

這個(gè)framework已經(jīng)將視頻流捕獲、攝像頭設(shè)置、視頻獲取封裝，并配有Demo。
gitlab地址：http://gitlab.alibaba-inc.com/xunfeng.zy/CameraDeviceFramework

最后介紹一下UIImagePickerController的開發(fā)

UIImagePickerController支持拍照和視頻錄制，還可以用來選取照片。
用UIImagePickerController拍照或者錄制視頻有以下幾個(gè)步驟：

1、創(chuàng)建UIImagePickerController對象。

2、設(shè)置源類型sourceType，類型有：

UIImagePickerControllerSourceTypePhotoLibrary：照片庫
，默認(rèn)值。
UIImagePickerControllerSourceTypeCamera：攝像頭
UIImagePickerControllerSourceTypeSavedPhotosAlbum：相冊

3、設(shè)置媒體類型mediaType。類型有：

kUTTypeImage：照片
kUTTypeVideo：無聲視頻
kUTTypeMovie：有聲視頻

4、指定工作模式，類型有：

UIImagePickerControllerCameraCaptureModePhoto：拍照模式
UIImagePickerControllerCameraCaptureModeVideo：視頻模式

5、設(shè)置視頻質(zhì)量videoQuality，如果是拍照則忽略

UIImagePickerControllerQualityTypeHigh
UIImagePickerControllerQualityTypeMedium
UIImagePickerControllerQualityTypeLow
也可以按照尺寸選擇，其實(shí)在部分機(jī)型下High同1280x720是等價(jià)的。
UIImagePickerControllerQualityTypeIFrame1280x720
UIImagePickerControllerQualityTypeIFrame960x540
UIImagePickerControllerQualityType640x480

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iOS視頻流開發(fā)（3）— 錄制

AVFoundation 開發(fā)

AVFoundation框架簡介

AVFoundation工作模型

AVCaptureSession：

AVCaptureDevice：

AVCaptureDeviceInput：

AVCaptureOutput：

AVCaptureConnection:

AVCaptureVideoPreviewLayer：

視頻流捕獲編程步驟

視頻流捕獲初始化

視頻流捕獲啟動(dòng)

攝像設(shè)備設(shè)置

多媒體文件輸出

視頻流的創(chuàng)建和啟動(dòng)

1、獲取照相機(jī)訪問權(quán)限

2、創(chuàng)建session

3、設(shè)置session

4、添加輸入源到session

5、添加輸出源到session

6、設(shè)置預(yù)覽layer

7、啟動(dòng)session

8、停止session

攝像設(shè)備的設(shè)置

切換攝像頭

設(shè)置對焦、曝光、白平衡、火炬（torch）

視頻流輸出文件

獲取靜態(tài)圖片

獲取視頻

開始獲取視頻流

結(jié)束獲取視頻流

視頻錄制delegate

獲取照片和獲取視頻的異同

CameraDeviceFramework

最后介紹一下UIImagePickerController的開發(fā)

1、創(chuàng)建UIImagePickerController對象。

2、設(shè)置源類型sourceType，類型有：

3、設(shè)置媒體類型mediaType。類型有：

4、指定工作模式，類型有：

5、設(shè)置視頻質(zhì)量videoQuality，如果是拍照則忽略

6、設(shè)置攝像頭、閃光燈

7、展示UIImagePickerController

8、視頻錄制完成后在代理方法中處理視頻并保存。照片同理

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