AVFoundation音视频采集（一）

AVFoundation主要类介绍

• 捕捉会话：AVCaptureSession

  • 是捕捉场景的中心枢纽

• 捕捉设备：AVCaptureDevice

  1. 定义了很多方法，让开发者控制ios设备上的摄像头。可以独立调整和锁定摄像头的焦距、曝光、白平衡。对焦和曝光可以基于特定的兴趣点进行设置，使其在应用中实现点击对焦、点击曝光的功能。还可以让你控制设备的LED作为拍照的闪光灯或手电筒的使用
  2. 每当修改摄像头设备时，一定要先测试修改动作是否能被设备支持。并不是所有的摄像头都支持所有功能，例如牵制摄像头就不支持对焦操作，因为它和目标距离一般在一臂之长的距离。但大部分后置摄像头是可以支持全尺寸对焦。尝试应用一个不被支持的动作，会导致异常崩溃。所以修改摄像头设备前，需要判断是否支持

• 捕捉设备输入：AVCaptureDeviceInput

  1. 包括前置摄像头/后置摄像头/麦克风等

• 捕捉设备输出：AVCaptureOutput抽象类

  1. AVCaptureStillImageOutput 静态图片输出
  2. AVCaputureMovieFileOutput 录制文件输出
  3. AVCaputureAudioDataOutput音频输出
  4. AVCaputureVideoDataOutput视频输出

• 捕捉链接: AVCaptureConnection

• 捕捉预览: AVCaptureVideoPreviewLayer

AVCaptureSession初始化

• 简要文本说明
  1.初始化
  2.设置分辨率
  3. 配置输入设备（一定要转换为AVCaptureDeviceInput）
  4. 配置输入设备（音频视频）
  5. 配饰输出（静态图片输出，视频文件输出）

在为session添加输入输出时，注意一定判断能否添加，因为摄像头并不属于任何一个APP，它属于公共设备，当另外一个APP占有该摄像头等输入输出设备时，直接添加会导致程序错误

• 初始化流程
  AVCaptureSession初始化流程
• 初始化代码

- (BOOL)setupSession:(NSError **)error {

    
    //创建捕捉会话。AVCaptureSession 是捕捉场景的中心枢纽
    self.captureSession = [[AVCaptureSession alloc]init];
    
    /*
     AVCaptureSessionPresetHigh
     AVCaptureSessionPresetMedium
     AVCaptureSessionPresetLow
     AVCaptureSessionPreset640x480
     AVCaptureSessionPreset1280x720
     AVCaptureSessionPresetPhoto
     */
    //设置图像的分辨率
    self.captureSession.sessionPreset = AVCaptureSessionPresetHigh;
    
    //拿到默认视频捕捉设备 iOS系统返回后置摄像头
    AVCaptureDevice *videoDevice = [AVCaptureDevice defaultDeviceWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
    
    //将捕捉设备封装成AVCaptureDeviceInput
    //注意：为会话添加捕捉设备，必须将设备封装成AVCaptureDeviceInput对象
    AVCaptureDeviceInput *videoInput = [AVCaptureDeviceInput deviceInputWithDevice:videoDevice error:error];
    
    //判断videoInput是否有效
    if (videoInput)
    {
        //canAddInput：测试是否能被添加到会话中
        if ([self.captureSession canAddInput:videoInput])
        {
            //将videoInput 添加到 captureSession中
            [self.captureSession addInput:videoInput];
            self.activeVideoInput = videoInput;
        }
    }else
    {
        return NO;
    }
    
    //选择默认音频捕捉设备 即返回一个内置麦克风
    AVCaptureDevice *audioDevice = [AVCaptureDevice defaultDeviceWithMediaType:AVMediaTypeAudio];
    
    //为这个设备创建一个捕捉设备输入
    AVCaptureDeviceInput *audioInput = [AVCaptureDeviceInput deviceInputWithDevice:audioDevice error:error];
   
    //判断audioInput是否有效
    if (audioInput) {
        
        //canAddInput：测试是否能被添加到会话中
        if ([self.captureSession canAddInput:audioInput])
        {
            //将audioInput 添加到 captureSession中
            [self.captureSession addInput:audioInput];
        }
    }else
    {
        return NO;
    }

    //AVCaptureStillImageOutput 实例 从摄像头捕捉静态图片
    self.imageOutput = [[AVCaptureStillImageOutput alloc]init];
    
    //配置字典：希望捕捉到JPEG格式的图片
    self.imageOutput.outputSettings = @{AVVideoCodecKey:AVVideoCodecJPEG};
    
    //输出连接 判断是否可用，可用则添加到输出连接中去
    if ([self.captureSession canAddOutput:self.imageOutput])
    {
        [self.captureSession addOutput:self.imageOutput];
        
    }
    
    
    //创建一个AVCaptureMovieFileOutput 实例，用于将Quick Time 电影录制到文件系统
    self.movieOutput = [[AVCaptureMovieFileOutput alloc]init];
    
    //输出连接 判断是否可用，可用则添加到输出连接中去
    if ([self.captureSession canAddOutput:self.movieOutput])
    {
        [self.captureSession addOutput:self.movieOutput];
    }
    
    
    self.videoQueue = dispatch_queue_create("cc.VideoQueue", NULL);
    
    return YES;
}

• 开始会话

- (void)startSession {

    //检查是否处于运行状态
    if (![self.captureSession isRunning])
    {
        //使用同步调用会损耗一定的时间，则用异步的方式处理
        dispatch_async(self.videoQueue, ^{
            [self.captureSession startRunning];
        });
        
    }
}

• 结束会话

- (void)stopSession {
    //检查是否处于运行状态
    if ([self.captureSession isRunning])
    {
        //使用异步方式，停止运行
        dispatch_async(self.videoQueue, ^{
            [self.captureSession stopRunning];
        });
    }
}

• 配置摄像头支持的方法

- (AVCaptureDevice *)cameraWithPosition:(AVCaptureDevicePosition)position {
    
    //获取可用视频设备
    NSArray *devicess = [AVCaptureDevice devicesWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
    
    //遍历可用的视频设备 并返回position 参数值
    for (AVCaptureDevice *device in devicess)
    {
        if (device.position == position) {
            return device;
        }
    }
    return nil;
    
}

- (AVCaptureDevice *)activeCamera {

    //返回当前捕捉会话对应的摄像头的device 属性
    return self.activeVideoInput.device;
}

//返回当前未激活的摄像头
- (AVCaptureDevice *)inactiveCamera {

    //通过查找当前激活摄像头的反向摄像头获得，如果设备只有1个摄像头，则返回nil
       AVCaptureDevice *device = nil;
      if (self.cameraCount > 1)
      {
          if ([self activeCamera].position == AVCaptureDevicePositionBack) {
               device = [self cameraWithPosition:AVCaptureDevicePositionFront];
         }else
         {
             device = [self cameraWithPosition:AVCaptureDevicePositionBack];
         }
     }

    return device;
    

}

//判断是否有超过1个摄像头可用
- (BOOL)canSwitchCameras {

    
    return self.cameraCount > 1;
}

//可用视频捕捉设备的数量
- (NSUInteger)cameraCount {

     return [[AVCaptureDevice devicesWithMediaType:AVMediaTypeVideo] count];
    
}

//切换摄像头
- (BOOL)switchCameras {

    //判断是否有多个摄像头
    if (![self canSwitchCameras])
    {
        return NO;
    }
    
    //获取当前设备的反向设备
    NSError *error;
    AVCaptureDevice *videoDevice = [self inactiveCamera];
    
    
    //将输入设备封装成AVCaptureDeviceInput
    AVCaptureDeviceInput *videoInput = [AVCaptureDeviceInput deviceInputWithDevice:videoDevice error:&error];
    
    //判断videoInput 是否为nil
    if (videoInput)
    {
        //标注原配置变化开始
        [self.captureSession beginConfiguration];
        
        //将捕捉会话中，原本的捕捉输入设备移除
        [self.captureSession removeInput:self.activeVideoInput];
        
        //判断新的设备是否能加入
        if ([self.captureSession canAddInput:videoInput])
        {
            //能加入成功，则将videoInput 作为新的视频捕捉设备
            [self.captureSession addInput:videoInput];
            
            //将获得设备 改为 videoInput
            self.activeVideoInput = videoInput;
        }else
        {
            //如果新设备，无法加入。则将原本的视频捕捉设备重新加入到捕捉会话中
            [self.captureSession addInput:self.activeVideoInput];
        }
        
        //配置完成后， AVCaptureSession commitConfiguration 会分批的将所有变更整合在一起。
        [self.captureSession commitConfiguration];
    }else
    {
        //创建AVCaptureDeviceInput 出现错误，则通知委托来处理该错误
        [self.delegate deviceConfigurationFailedWithError:error];
        return NO;
    }
    
    
    
    return YES;
}

/*
    AVCapture Device 定义了很多方法，让开发者控制ios设备上的摄像头。可以独立调整和锁定摄像头的焦距、曝光、白平衡。对焦和曝光可以基于特定的兴趣点进行设置，使其在应用中实现点击对焦、点击曝光的功能。
    还可以让你控制设备的LED作为拍照的闪光灯或手电筒的使用
    
    每当修改摄像头设备时，一定要先测试修改动作是否能被设备支持。并不是所有的摄像头都支持所有功能，例如牵制摄像头就不支持对焦操作，因为它和目标距离一般在一臂之长的距离。但大部分后置摄像头是可以支持全尺寸对焦。尝试应用一个不被支持的动作，会导致异常崩溃。所以修改摄像头设备前，需要判断是否支持
 
 
 */


#pragma mark - Focus Methods 点击聚焦方法的实现

- (BOOL)cameraSupportsTapToFocus {
    
    //询问激活中的摄像头是否支持兴趣点对焦
    return [[self activeCamera]isFocusPointOfInterestSupported];
}

- (void)focusAtPoint:(CGPoint)point {
    
    AVCaptureDevice *device = [self activeCamera];
    
    //是否支持兴趣点对焦 & 是否自动对焦模式
    if (device.isFocusPointOfInterestSupported && [device isFocusModeSupported:AVCaptureFocusModeAutoFocus]) {
        
        NSError *error;
        //锁定设备准备配置，如果获得了锁
        if ([device lockForConfiguration:&error]) {
            
            //将focusPointOfInterest属性设置CGPoint
            device.focusPointOfInterest = point;
            
            //focusMode 设置为AVCaptureFocusModeAutoFocus
            device.focusMode = AVCaptureFocusModeAutoFocus;
            
            //释放该锁定
            [device unlockForConfiguration];
        }else{
            //错误时，则返回给错误处理代理
            [self.delegate deviceConfigurationFailedWithError:error];
        }
        
    }
    
}

#pragma mark - Exposure Methods   点击曝光的方法实现

- (BOOL)cameraSupportsTapToExpose {
    
    //询问设备是否支持对一个兴趣点进行曝光
    return [[self activeCamera] isExposurePointOfInterestSupported];
}

static const NSString *THCameraAdjustingExposureContext;

- (void)exposeAtPoint:(CGPoint)point {

    
    AVCaptureDevice *device = [self activeCamera];
    
    AVCaptureExposureMode exposureMode =AVCaptureExposureModeContinuousAutoExposure;
    
    //判断是否支持 AVCaptureExposureModeContinuousAutoExposure 模式
    if (device.isExposurePointOfInterestSupported && [device isExposureModeSupported:exposureMode]) {
        
        [device isExposureModeSupported:exposureMode];
        
        NSError *error;
        
        //锁定设备准备配置
        if ([device lockForConfiguration:&error])
        {
            //配置期望值
            device.exposurePointOfInterest = point;
            device.exposureMode = exposureMode;
            
            //判断设备是否支持锁定曝光的模式。
            if ([device isExposureModeSupported:AVCaptureExposureModeLocked]) {
                
                //支持，则使用kvo确定设备的adjustingExposure属性的状态。
                [device addObserver:self forKeyPath:@"adjustingExposure" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:&THCameraAdjustingExposureContext];
                
            }
            
            //释放该锁定
            [device unlockForConfiguration];
            
        }else
        {
            [self.delegate deviceConfigurationFailedWithError:error];
        }
        
        
    }
    
}

由于文章太长， 相关源代码会在接下来的文章中给出