iOS-镜头采集(Camera capture & AVCaptureSession)

iPhone 手机在图片拍照和视频录制方面有很强大的功能，小编认为如果很好使用 iPhone 拍摄出很好照片 & 录制很有趣的视频。本章将详细讲解 AVCaptureSession ，并最后给出 FYCameraKit 项目Demo。
下面小编为大家讲解 iOS 拍照和视频录制功能实现，下图是镜头采集需要的类：

总体介绍

在整个镜头采集过程小编把整个过程比作我们常见发电过程：均是通过特定的步骤实现得到最后的产物。下面👇做详细解释：

AVCaptureSession (发电机)

AVCaptureSession ：作为音视频捕捉会话，把镜头和麦克风捕捉到的音视频源输出到设备中。
提示：可以有多个输入和输出。

AVCaptureDevice (发电设备)

AVCaptureDevice：输入设备，包括：摄像头和麦克风。可以通过设置一些参数来调节设备采集效果（例如：曝光，白平衡和聚焦等）。

AVCaptureInput (水风能源)

AVCaptureInput：输入数据管理对象，经过 AVCaptureDevice 实现初始化，然后添加到 AVCaptureSession (发电机) 中进行相应的输出。
子类：AVCaptureDeviceInput、AVCaptureScreenInput和AVCaptureMetadataInput。

AVCaptureOutput (电力)

AVCaptureOut：数据输出管理，通过 AVCaptureSession 中输出。可以通过相关的协议实对应的数据输出。
子类：AVCaptureFileOutput、AVCapturePhotoOutput、AVCaptureStillImageOutput、AVCaptureVideoDataOutput、AVCaptureAudioDataOutput、AVCaptureAudioPreviewOutput、AVCaptureDepthDataOutput和AVCaptureMetadataOutput。

AVCaptureVideoPreviewLayer (发电预览)

AVCaptureVideoPreviewLayer：可以支持在拍摄过程中进行相关的预览，只需要在初始时实现对应的 AVCaptureSession 即可。

视频录制

下面展示在苹果官方开发文档给出的图：

视频录制总概

• 创建 AVCaptureSession 对象
• 使用 AVCaptureDevice 静态方法获取设备常使用设备，例如：拍照和录像需要的摄像头，录音所需的麦克风
• 利用输入设备 AVCaptureDevice 初始化 AVCaptureDeviceInput 对象
• 初始化输出数据管理对象，拍照进行初始化 AVCaptureStillImageOutput 对象，拍照初始化 AVCaptureMovieFileOutput 对象
• 将数据输入对象 AVCaptureDeviceInput 和数据输出对象 AVCaptureDeviceOutput 添加到媒体会话管理对象 AVCaptureSession 中
• 创建预览的图层 AVCaptureVideoPreviewLayer 指定媒体会话，添加图层到容器，调用 AVCaptureSession 中的 StartRunning 方法开始捕捉
• 将捕捉到内容保存到指定文件中

详解镜头采集类

AVCaptureSession

小编查看 AVCaptureSession.h文件看到，在镜头采集的过程中有两种实现方式。

• 使用系统 AVCaptureSession自动配置输入和输出
• 手动配置输入和输出之间的对应关系

（1） AVCaptureSession 初始化

• 使用AVCaptureSession 自动配置输入和输出之间对应关系

AVCaptureSession *captureSession = [[AVCaptureSession alloc] init];
AVCaptureDevice *audioCaptureDevice = [AVCaptureDevice defaultDeviceWithMediaType:AVMediaTypeAudio];
NSError *error = nil;
AVCaptureDeviceInput *audioInput = [AVCaptureDeviceInput deviceInputWithDevice:audioCaptureDevice error:&error];
[captureSession beginConfiguration];
if (audioInput) {
    
}else {
    //// Handle the failure.
    [captureSession commitConfiguration];
}
if ([captureSession canAddInput:audioInput]) {
    [captureSession addInput:audioInput];
}else {
    // Handle the failure.
    [captureSession commitConfiguration];
}

上面代码是 AVCaptureSession 进行初始化并且实现初始化麦克风进行相关音频录制，并添加到 AVCaptureSession中。
beginConfiguration & commitConfiguration 在进行配置 AVCaptureSession 的相关属性值时需要对这两个函数调用，并且这两个函数是成对出现。

• 手动配置 AVCaptureSession 输入和输出之间对应关系

AVCaptureSession *session = [[AVCaptureSession alloc] init];
    
    [session beginConfiguration];
    NSError *error = nil;
    AVCaptureDevice *videoDevice = [AVCaptureDevice defaultDeviceWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
    AVCaptureDeviceInput *videoInput = [AVCaptureDeviceInput deviceInputWithDevice:videoDevice error:&error];
    if (!videoInput) {
        //handle configuration video device
    }
    AVCaptureInputPort *videoPort = videoInput.ports[0];
    
    error = nil;
    AVCaptureDevice *audioDevice = [AVCaptureDevice defaultDeviceWithMediaType:AVMediaTypeAudio];
    AVCaptureDeviceInput *audioInput = [AVCaptureDeviceInput deviceInputWithDevice:audioDevice error:&error];
    if (!videoInput) {
        //handle configuration audio device
    }
    AVCaptureInputPort *audioPort = audioInput.ports[0];
    
    NSArray<AVCaptureInputPort *> *inputPorts = @[videoPort, audioPort];
    AVCaptureVideoDataOutput *videoDataOutput = [[AVCaptureVideoDataOutput alloc] init];
    
    AVCaptureConnection *connection = [AVCaptureConnection connectionWithInputPorts:inputPorts output:videoDataOutput];
    if ([session canAddConnection:connection]) {
        [session addConnection:connection];
    }else {
        //handle session can not add AVCaptureConnection
        
        [session commitConfiguration];
        return;
    }
    [session commitConfiguration];

上面👆代码是使用 AVCaptureConnection实现在 AVCaptureSession 使输入和输出进行自己配置。
详细的细节会在 FYCameraKit 进行详细的讲解。

注释：
1）只有在调用 beginConfiguration 时我们对 AVCaptureSession 配置才会被真正开始修改。

（2） AVCaptureSession 中断

在音视频录制过程中可能对因为电话导致中断，开发过程中提供中断结束后获取中断产生的原因。

• 注册中断监听 & 删除监听

//监听注册
[[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self selector:@selector(handleCaptureSession:) name:AVCaptureSessionInterruptionEndedNotification object:_session];

//监听清除   
[[NSNotificationCenter defaultCenter] removeObserver:self name:AVCaptureSessionInterruptionEndedNotification object:_session];

• 从传递的 userInfo 通过关键 key 获取原因：

AVCaptureSessionInterruptionReasonKey

• 获取具体的中断原因：

typedef NS_ENUM(NSInteger, AVCaptureSessionInterruptionReason) {
    AVCaptureSessionInterruptionReasonVideoDeviceNotAvailableInBackground               = 1,//从后台运行开启 camera，不够 iOS 9.0 之后不提供中断 
    AVCaptureSessionInterruptionReasonAudioDeviceInUseByAnotherClient                   = 2,//音频软软件被占用
    AVCaptureSessionInterruptionReasonVideoDeviceInUseByAnotherClient                   = 3,//视频软件被占用
    AVCaptureSessionInterruptionReasonVideoDeviceNotAvailableWithMultipleForegroundApps = 4,//全屏或者是录制屏幕变化
}

• 监听事件的处理

- (void)handleCaptureSession:(NSNotification *)notification {
    AVCaptureSessionInterruptionReason reason = [[notification.userInfo objectForKey:AVCaptureSessionInterruptionReasonKey] unsignedIntegerValue];
    
    switch (reason) {
        case AVCaptureSessionInterruptionReasonVideoDeviceNotAvailableInBackground:
        {
           //handle device not available background
            break;
        }
        case AVCaptureSessionInterruptionReasonAudioDeviceInUseByAnotherClient:
        {
           //handle that audio was occupied  
           break;
        }
        case AVCaptureSessionInterruptionReasonVideoDeviceInUseByAnotherClient:
        {  
           //handle that video was occupied  
            break;
        }
        case AVCaptureSessionInterruptionReasonVideoDeviceNotAvailableWithMultipleForegroundApps:
        {
           //handle that UI was multiple
            break;
        }
    }
}

实现拍照和视频录制的 FYCameraKit 的下载地址： FYCameraKit

参考资料：
AVCaptureSession
AVCaptureDevice
AVCaptureConnection

第一次发布：2017/8/10 20:49:21 星期四
第二次发布：2017/8/10 23:36:34 星期四