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iOS学习：AVFoundation 视频流处理

框架

首先我们从整体对所需框架做个初步了解。

AVFoundation在相关框架栈中的的位置：

为了捕捉视频,我们需要这样几种类（与其它的子类）。

AVCaptureDevice 代表了输入设备,例如摄像头与麦克风。
AVCaptureInput 代表了输入数据源
AVCaptureOutput 代表了输出数据源
AVCaptureSession 用于协调输入与输出之间的数据流

并且还有AVCaptureVideoPreviewLayer提供摄像头的预览功能

可以用这样一幅图来概述：

iOS学习：AVFoundation 视频流处理

例子

实际应用AVFoundation来捕捉视频流并不复杂。

Talk is Cheap,Show me the Code.

我们用代码简单地描述用AVFoundation捕捉视频的过程,其他捕捉音频,静态图像的过程也是大同小异的。

1.创建AVCaputureSession。

作为协调输入与输出的中心,我们第一步需要创建一个Session

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

2.创建AVCaptureDevice

创建一个AVCaptureDevice代表代表输入设备。在这里我们制定设备用于摄像。

    AVCaptureDevice *device = [AVCaptureDevice defaultDeviceWithMediaType:AVMediaTypeVideo];

3.创建AVCaptureDeviceInput,并添加到Session中

我们需要使用AVCaptureDeviceInput来让设备添加到session中, AVCaptureDeviceInput负责管理设备端口。我们可以理解它为设备的抽象。一个设备可能可以同时提供视频和音频的捕捉。我们可以分别用AVCaptureDeviceInput来代表视频输入和音频输入。

NSError *error; AVCaptureDeviceInput *input = [AVCaptureDeviceInput deviceInputWithDevice:device error:&error]; [session addInput:input];

4.创建AVCaptureOutput

为了从session中取得数据,我们需要创建一个AVCaptureOutput

    AVCaptureVideoDataOutput *output = [[AVCaptureVideoDataOutput alloc]init];

5.设置output delegate,将output添加至session,在代理方法中分析视频流

为了分析视频流,我们需要为output设置delegate,并且指定delegate方法在哪个线程被调用。需要主要的是,线程必须是串行的,确保视频帧按序到达。

videoDataOutputQueue = dispatch_queue_create("VideoDataOutputQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL); [videoDataOutput setSampleBufferDelegate:self queue:videoDataOutputQueue]; [session addOutput:videoDataOutput];

我们可以在delegate方法中分析视频流。

captureOutput:didOutputSampleBuffer:fromConnection:,

6.开始捕捉

[session startRunning];

通过上面的简单例子,我么可以看出使用AVFoundation来捕捉视频流并不是十分复杂。重点是使用的过程需要了解配置的细节,还有性能问题。

实战

学习基础知识过后,让我们用个具体例子来进行阐明。

我们来做一个基于AVFoundation二维码识别应用：QRCatcher

iOS学习：AVFoundation 视频流处理

应用已经上架 AppStore 并且完整开源

项目架构：

|- Model  |- URLEntity |- View  |- QRURLTableViewCell  |- QRTabBar |- Controller  |- QRCatchViewController  |- QRURLViewController |- Tools  |- NSString+Tools  |- NSObject+Macro

项目并不复杂。典型的MVC架构.

Model层只有一个URLEntity用于存储捕捉到的URL信息。这次项目也顺便学习了一下CoreData。感觉良好,配合NSFetchedResultsController工作很幸福。
View层则是一个TableViewCell和Tabbar,继承Tabbar主要用于改变tabbar高度。
Controller层中QRCatchViewController负责捕捉与存储二维码信息, QRURLViewController负责展示与管理收集到的URL信息。
Tools则是一些辅助方便开发的类。出自我自己平时使用收集编写维护的一个工具库（开源链接）在这个项目中主要用以检查URL是否合法,判断设备类型等。

介绍完基本的架构后,我们把精力放回AVFoundation模块上来。在这个项目中, AVFoundation主要负责二维码的扫描与解析。

我们直接来看QRCatchViewController中涉及的代码。

对于我们这个应用来说,只需两步核心步骤即可。

1.设置AVFoundation

- (void)setupAVFoundation {  //session  self.session = [[AVCaptureSession alloc] init];  //device  AVCaptureDevice *device = [AVCaptureDevice defaultDeviceWithMediaType:AVMediaTypeVideo];  NSError *error = nil;  //input  AVCaptureDeviceInput *input = [AVCaptureDeviceInput deviceInputWithDevice:device error:&error];  if(input) {   [self.session addInput:input];  } else {   NSLog(@"%@", error);   return;  }  //output  AVCaptureMetadataOutput *output = [[AVCaptureMetadataOutput alloc] init];  [self.session addOutput:output];  [output setMetadataObjectTypes:@[AVMetadataObjectTypeQRCode]];  [output setMetadataObjectsDelegate:self queue:dispatch_get_main_queue()];  //add preview layer  self.previewLayer = [AVCaptureVideoPreviewLayer layerWithSession:self.session];  [self.preview.layer addSublayer:self.previewLayer];  //start  [self.session startRunning]; }

在这里我们可以看到和上面创建捕捉视频流的步骤基本是一致的。

也就是

创建session
创建device
创建input
创建output。

这里是与捕捉视频流所不一致的地方。我们捕捉视频流需要的是AVCaptureVideoDataOutput,而在这里我们需要捕捉的是二维码信息。因此我们需要AVCaptureMetadataOutput。并且我们需要指定捕捉的metadataObject类型。在这里我们指定的是AVMetadataObjectTypeQRCode,我们还可以指定其他类型,例如PDF417条码类型。

完整的可指定列表可以在这里找到。

然后我们还要指定处理这些信息的delegate与队列。
开始录制

2.实现代理方法：

- (void)captureOutput:(AVCaptureOutput *)captureOutput didOutputMetadataObjects:(NSArray *)metadataObjects fromConnection:(AVCaptureConnection *)connection {  for (AVMetadataMachineReadableCodeObject *metadata in metadataObjects) {   if ([metadata.type isEqualToString:AVMetadataObjectTypeQRCode]) {    self.borderView.hidden = NO;    if ([metadata.stringValue isURL])    {     [[UIApplication sharedApplication] openURL:[NSString HTTPURLFromString:metadata.stringValue]];     [self insertURLEntityWithURL:metadata.stringValue];     self.stringLabel.text = metadata.stringValue;    }    else    {     self.stringLabel.text = metadata.stringValue;    }   }  } }

我们需要在代理方法里面接收数据,并根据自己的需求进行处理。在这里我简单地进行了URL的测试,如果是的话则打开safari进行浏览。