IOS 录制视频

2017/10/19 18:29
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最近开发中遇到一个需求,就是想微信那样录制一个小视频,然后在录制视频的图层上播放,然后发布到朋友圈,无声播放,但有滚动起来不影响性能。一开始接到这个需求的时候我是很兴奋的,可以好好研究一番 AVFoundation 的东西了。但是在研究中不断的高潮迭起,也是让我心力交瘁呀。但是,做程序猿的成长就是这样的嘛。题外话了,好了,今天我们就说一下怎么用 AVCaptureSession + AVCaptureMovieFileOutput 来录制视频,并通过AVAssetExportSeeion 手段来压缩视频并转换为 MP4 格式

一开始我们要了解一下 AVFoundation 做视频的类应该有那些,并且他们有什么用呢?

AVCaptureSession

 AVCaptureSession:媒体(音、视频)捕获会话,负责把捕获的音视频数据输出到输出设备中。一个AVCaptureSession可以有多个输入输出。
 AVCaptureDevice :输入设备,包括麦克风、摄像头,通过该对象可以设置物理设备的一些属性(例如相机聚焦、白平衡等)。
 AVCaptureDeviceInput :设备输入数据管理对象,可以根据AVCaptureDevice创建对应的AVCaptureDeviceInput对象,该对象将会被添加到AVCaptureSession中管理。
 AVCaptureVideoPreviewLayer :相机拍摄预览图层,是CALayer的子类,使用该对象可以实时查看拍照或视频录制效果,创建该对象需要指定对应的 AVCaptureSession对象。

 AVCaptureOutput :输出数据管理对象,用于接收各类输出数据,通常使用对应的子类AVCaptureAudioDataOutput、AVCaptureStillImageOutput、
 AVCaptureVideoDataOutput、AVCaptureFileOutput, 该对象将会被添加到AVCaptureSession中管理。
 注意:前面几个对象的输出数据都是NSData类型,而AVCaptureFileOutput代表数据以文件形式输出,类似的,AVCcaptureFileOutput也不会直接创建使用,通常会使用其子类:
 AVCaptureAudioFileOutput、AVCaptureMovieFileOutput。当把一个输入或者输出添加到AVCaptureSession之后AVCaptureSession就会在所有相符的输入、输出设备之间
 建立连接(AVCaptionConnection)。

那么建立视频拍摄的步骤如下 :
1.创建AVCaptureSession对象。

// 创建会话 (AVCaptureSession) 对象。
_captureSession = [[AVCaptureSession alloc] init];
if ([_captureSession canSetSessionPreset:AVCaptureSessionPreset640x480]) {
    // 设置会话的 sessionPreset 属性, 这个属性影响视频的分辨率
    [_captureSession setSessionPreset:AVCaptureSessionPreset640x480];
}

2.使用AVCaptureDevice的静态方法获得需要使用的设备,例如拍照和录像就需要获得摄像头设备,录音就要获得麦克风设备。

// 获取摄像头输入设备, 创建 AVCaptureDeviceInput 对象
// 在获取摄像头的时候,摄像头分为前后摄像头,我们创建了一个方法通过用摄像头的位置来获取摄像头 
AVCaptureDevice *videoCaptureDevice = [self getCameraDeviceWithPosition:AVCaptureDevicePositionBack];
if (!captureDevice) {
    NSLog(@"---- 取得后置摄像头时出现问题---- ");
    return;
}

// 添加一个音频输入设备
// 直接可以拿数组中的数组中的第一个
AVCaptureDevice *audioCaptureDevice = [[AVCaptureDevice devicesWithMediaType:AVMediaTypeAudio] firstObject];

3.利用输入设备AVCaptureDevice初始化AVCaptureDeviceInput对象。

// 视频输入对象
// 根据输入设备初始化输入对象,用户获取输入数据
_videoCaptureDeviceInput = [[AVCaptureDeviceInput alloc] initWithDevice:captureDevice error:&error];
if (error) {
    NSLog(@"---- 取得设备输入对象时出错 ------ %@",error);
    return;
} 

//  音频输入对象
//根据输入设备初始化设备输入对象,用于获得输入数据
_audioCaptureDeviceInput = [[AVCaptureDeviceInput alloc] initWithDevice:audioCaptureDevice error:&error];
if (error) {
    NSLog(@"取得设备输入对象时出错 ------ %@",error);
    return;
}

4.初始化输出数据管理对象,如果要拍照就初始化AVCaptureStillImageOutput对象;如果拍摄视频就初始化AVCaptureMovieFileOutput对象。

// 拍摄视频输出对象
// 初始化输出设备对象,用户获取输出数据
_caputureMovieFileOutput = [[AVCaptureMovieFileOutput alloc] init];

5.将数据输入对象AVCaptureDeviceInput、数据输出对象AVCaptureOutput添加到媒体会话管理对象AVCaptureSession中。

// 将视频输入对象添加到会话 (AVCaptureSession) 中
if ([_captureSession canAddInput:_videoCaptureDeviceInput]) {
    [_captureSession addInput:_videoCaptureDeviceInput];
}

// 将音频输入对象添加到会话 (AVCaptureSession) 中
if ([_captureSession canAddInput:_captureDeviceInput]) {
    [_captureSession addInput:audioCaptureDeviceInput];
    AVCaptureConnection *captureConnection = [_caputureMovieFileOutput connectionWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
    // 标识视频录入时稳定音频流的接受,我们这里设置为自动
    if ([captureConnection isVideoStabilizationSupported]) {
        captureConnection.preferredVideoStabilizationMode = AVCaptureVideoStabilizationModeAuto;
    }
}

6.创建视频预览图层AVCaptureVideoPreviewLayer并指定媒体会话,添加图层到显示容器中,调用AVCaptureSession的startRuning方法开始捕获。

// 通过会话 (AVCaptureSession) 创建预览层
_captureVideoPreviewLayer = [[AVCaptureVideoPreviewLayer alloc] initWithSession:_captureSession];

// 显示在视图表面的图层
CALayer *layer = self.viewContrain.layer;
layer.masksToBounds = true;

_captureVideoPreviewLayer.frame = layer.bounds;
_captureVideoPreviewLayer.masksToBounds = true;
_captureVideoPreviewLayer.videoGravity=AVLayerVideoGravityResizeAspectFill;//填充模式
[layer addSublayer:_captureVideoPreviewLayer];

// 让会话(AVCaptureSession)勾搭好输入输出,然后把视图渲染到预览层上
[_captureSession startRunning];

7.将捕获的音频或视频数据输出到指定文件。

创建一个拍摄的按钮,当我们点击这个按钮就会触发视频录制,并将这个录制的视频放到 temp 文件夹中

- (IBAction)takeMovie:(id)sender {
[(UIButton *)sender setSelected:![(UIButton *)sender isSelected]];
if ([(UIButton *)sender isSelected]) {
     AVCaptureConnection *captureConnection=[self.caputureMovieFileOutput connectionWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
    // 开启视频防抖模式
    AVCaptureVideoStabilizationMode stabilizationMode = AVCaptureVideoStabilizationModeCinematic;
    if ([self.captureDeviceInput.device.activeFormat isVideoStabilizationModeSupported:stabilizationMode]) {
        [captureConnection setPreferredVideoStabilizationMode:stabilizationMode];
    }

    //如果支持多任务则则开始多任务
    if ([[UIDevice currentDevice] isMultitaskingSupported]) {
       self.backgroundTaskIdentifier = [[UIApplication sharedApplication] beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:nil];
    }
    // 预览图层和视频方向保持一致,这个属性设置很重要,如果不设置,那么出来的视频图像可以是倒向左边的。
    captureConnection.videoOrientation=[self.captureVideoPreviewLayer connection].videoOrientation;

   // 设置视频输出的文件路径,这里设置为 temp 文件
    NSString *outputFielPath=[NSTemporaryDirectory() stringByAppendingString:MOVIEPATH];

    // 路径转换成 URL 要用这个方法,用 NSBundle 方法转换成 URL 的话可能会出现读取不到路径的错误
    NSURL *fileUrl=[NSURL fileURLWithPath:outputFielPath];

   // 往路径的 URL 开始写入录像 Buffer ,边录边写
    [self.caputureMovieFileOutput startRecordingToOutputFileURL:fileUrl recordingDelegate:self];
}
else {
   // 取消视频拍摄
    [self.caputureMovieFileOutput stopRecording];
    [self.captureSession stopRunning];
    [self completeHandle];
}
}

当然我们录制的开始与结束都是有监听方法的,AVCaptureFileOutputRecordingDelegate 这个代理里面就有我们想要做的

- (void)captureOutput:(AVCaptureFileOutput *)captureOutput didStartRecordingToOutputFileAtURL:(NSURL *)fileURL fromConnections:(NSArray *)connections
{
   NSLog(@"---- 开始录制 ----");
}

- (void)captureOutput:(AVCaptureFileOutput *)captureOutput didFinishRecordingToOutputFileAtURL:(NSURL *)outputFileURL fromConnections:(NSArray *)connections error:(NSError *)error
{
    NSLog(@"---- 录制结束 ----");
}

到此,我们录制视频就结束了,那么是不是我们录制好了视频,就可以马上把这个视频上传给服务器分享给你的小伙伴们看了呢?
我们可以用如下方法测试一下我们录制出来的视频有多大 (m)

- (CGFloat)getfileSize:(NSString *)path
{
    NSDictionary *outputFileAttributes = [[NSFileManager defaultManager] attributesOfItemAtPath:path error:nil];
    NSLog (@"file size: %f", (unsigned long long)[outputFileAttributes fileSize]/1024.00 /1024.00);
    return (CGFloat)[outputFileAttributes fileSize]/1024.00 /1024.00;
}

个人在这里做过测试,录制了 10s 的小视频得到的文件大小为 4.1M 左右,而且我用的分辨率还是640x480。。。很无语了是不是?
如果我们录制的视频,录制完成后要与服务器进行必要的上传,那么,我们肯定不能把这个刚刚录制出来的视频上传给服务器的,我们有必要对这个视频进行压缩了。那么我们的压缩方法,就要用到 AVAssetExportSeeion 这个类了。

// 这里我们创建一个按钮,当点击这个按钮,我们就会调用压缩视频的方法,然后再去重新计算大小,这样就会跟未被压缩前的大小有个明显的对比了


// 压缩视频
- (IBAction)compressVideo:(id)sender
{
    NSString *cachePath=[NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) lastObject];
    NSString *savePath=[cachePath stringByAppendingPathComponent:MOVIEPATH];
    NSURL *saveUrl=[NSURL fileURLWithPath:savePath];

    // 通过文件的 url 获取到这个文件的资源
    AVURLAsset *avAsset = [[AVURLAsset alloc] initWithURL:saveUrl options:nil];
    // 用 AVAssetExportSession 这个类来导出资源中的属性
    NSArray *compatiblePresets = [AVAssetExportSession exportPresetsCompatibleWithAsset:avAsset];

    // 压缩视频
    if ([compatiblePresets containsObject:AVAssetExportPresetLowQuality]) { // 导出属性是否包含低分辨率
    // 通过资源(AVURLAsset)来定义 AVAssetExportSession,得到资源属性来重新打包资源 (AVURLAsset, 将某一些属性重新定义
    AVAssetExportSession *exportSession = [[AVAssetExportSession alloc] initWithAsset:avAsset presetName:AVAssetExportPresetLowQuality];
    // 设置导出文件的存放路径
    NSDateFormatter *formatter = [[NSDateFormatter alloc] init];
    [formatter setDateFormat:@"yyyy-MM-dd-HH:mm:ss"];
    NSDate    *date = [[NSDate alloc] init];
    NSString *outPutPath = [[NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, true) lastObject] stringByAppendingPathComponent:[NSString stringWithFormat:@"output-%@.mp4",[formatter stringFromDate:date]]];
    exportSession.outputURL = [NSURL fileURLWithPath:outPutPath];

    // 是否对网络进行优化
    exportSession.shouldOptimizeForNetworkUse = true;

    // 转换成MP4格式
    exportSession.outputFileType = AVFileTypeMPEG4;

    // 开始导出,导出后执行完成的block
    [exportSession exportAsynchronouslyWithCompletionHandler:^{
        // 如果导出的状态为完成
        if ([exportSession status] == AVAssetExportSessionStatusCompleted) {
            dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
                // 更新一下显示包的大小
                self.videoSize.text = [NSString stringWithFormat:@"%f MB",[self getfileSize:outPutPath]];
            });
        }
    }];
}
}

经过我们的压缩,这个时候10s 的 4M 视频就只剩下不够 1M 了。

以下是一些扩展

自动闪光灯开启

- (IBAction)flashAutoClick:(UIButton *)sender {
    [self setFlashMode:AVCaptureFlashModeAuto];
    [self setFlashModeButtonStatus];
}

打开闪光灯

- (IBAction)flashOnClick:(UIButton *)sender {
    [self setFlashMode:AVCaptureFlashModeOn];
    [self setFlashModeButtonStatus];
}

关闭闪光灯

- (IBAction)flashOffClick:(UIButton *)sender {
    [self setFlashMode:AVCaptureFlashModeOff];
    [self setFlashModeButtonStatus];
}

通知

/**
 *  给输入设备添加通知
 */
-(void)addNotificationToCaptureDevice:(AVCaptureDevice *)captureDevice{
//注意添加区域改变捕获通知必须首先设置设备允许捕获
[self changeDeviceProperty:^(AVCaptureDevice *captureDevice) {
    captureDevice.subjectAreaChangeMonitoringEnabled=YES;
}];
NSNotificationCenter *notificationCenter= [NSNotificationCenter defaultCenter];
//捕获区域发生改变
[notificationCenter addObserver:self selector:@selector(areaChange:) name:AVCaptureDeviceSubjectAreaDidChangeNotification object:captureDevice];
}
-(void)removeNotificationFromCaptureDevice:(AVCaptureDevice *)captureDevice{
NSNotificationCenter *notificationCenter= [NSNotificationCenter defaultCenter];
[notificationCenter removeObserver:self name:AVCaptureDeviceSubjectAreaDidChangeNotification object:captureDevice];
}
/**
 *  移除所有通知
 */
-(void)removeNotification{
    NSNotificationCenter *notificationCenter= [NSNotificationCenter     defaultCenter];
    [notificationCenter removeObserver:self];
}

-(void)addNotificationToCaptureSession:(AVCaptureSession *)captureSession{
NSNotificationCenter *notificationCenter= [NSNotificationCenter defaultCenter];
//会话出错
[notificationCenter addObserver:self selector:@selector(sessionRuntimeError:) name:AVCaptureSessionRuntimeErrorNotification object:captureSession];
}

/**
 *  设备连接成功
 *
 *  @param notification 通知对象
 */
-(void)deviceConnected:(NSNotification *)notification{
    NSLog(@"设备已连接...");
}
/**
 *  设备连接断开
 *
 *  @param notification 通知对象
 */
-(void)deviceDisconnected:(NSNotification *)notification{
NSLog(@"设备已断开.");
}
/**
 *  捕获区域改变
 *
 *  @param notification 通知对象
 */
-(void)areaChange:(NSNotification *)notification{
    NSLog(@"捕获区域改变...");
}

/**
 *  会话出错
 *
 *  @param notification 通知对象
 */
-(void)sessionRuntimeError:(NSNotification *)notification{
NSLog(@"会话发生错误.");

}

私有方法

/**
 *  取得指定位置的摄像头
 *
 *  @param position 摄像头位置
 *
 *  @return 摄像头设备
 */
-(AVCaptureDevice *)getCameraDeviceWithPosition:(AVCaptureDevicePosition )position{
    NSArray *cameras= [AVCaptureDevice devicesWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
    for (AVCaptureDevice *camera in cameras) {
        if ([camera position]==position) {
            return camera;
        }
    }
    return nil;
}

/**
 *  改变设备属性的统一操作方法
 *
 *  @param propertyChange 属性改变操作
 */
-(void)changeDeviceProperty:(PropertyChangeBlock)propertyChange{
    AVCaptureDevice *captureDevice= [self.captureDeviceInput device];
    NSError *error;
    //注意改变设备属性前一定要首先调用lockForConfiguration:调用完之后使用unlockForConfiguration方法解锁
    if ([captureDevice lockForConfiguration:&error]) {
        propertyChange(captureDevice);
        [captureDevice unlockForConfiguration];
    }else{
        NSLog(@"设置设备属性过程发生错误,错误信息:%@",error.localizedDescription);
    }
}

/**
 *  设置闪光灯模式
 *
 *  @param flashMode 闪光灯模式
 */
-(void)setFlashMode:(AVCaptureFlashMode )flashMode{
    [self changeDeviceProperty:^(AVCaptureDevice *captureDevice) {
        if ([captureDevice isFlashModeSupported:flashMode]) {
            [captureDevice setFlashMode:flashMode];
        }
    }];
}
/**
 *  设置聚焦模式
 *
 *  @param focusMode 聚焦模式
 */
-(void)setFocusMode:(AVCaptureFocusMode )focusMode{
    [self changeDeviceProperty:^(AVCaptureDevice *captureDevice) {
        if ([captureDevice isFocusModeSupported:focusMode]) {
            [captureDevice setFocusMode:focusMode];
        }
    }];
}
/**
 *  设置曝光模式
 *
 *  @param exposureMode 曝光模式
 */
-(void)setExposureMode:(AVCaptureExposureMode)exposureMode{
    [self changeDeviceProperty:^(AVCaptureDevice *captureDevice) {
        if ([captureDevice isExposureModeSupported:exposureMode]) {
            [captureDevice setExposureMode:exposureMode];
        }
    }];
}

/**
 *  设置聚焦点
 *
 *  @param point 聚焦点
 */
-(void)focusWithMode:(AVCaptureFocusMode)focusMode exposureMode:(AVCaptureExposureMode)exposureMode atPoint:(CGPoint)point{
    [self changeDeviceProperty:^(AVCaptureDevice *captureDevice) {
        if ([captureDevice isFocusModeSupported:focusMode]) {
            [captureDevice setFocusMode:AVCaptureFocusModeAutoFocus];
        }
        if ([captureDevice isFocusPointOfInterestSupported]) {
            [captureDevice setFocusPointOfInterest:point];
        }
        if ([captureDevice isExposureModeSupported:exposureMode]) {
            [captureDevice setExposureMode:AVCaptureExposureModeAutoExpose];
        }
        if ([captureDevice isExposurePointOfInterestSupported]) {
            [captureDevice setExposurePointOfInterest:point];
        }
    }];
}

/**
 *  添加点按手势,点按时聚焦
 */
-(void)addGenstureRecognizer{
UITapGestureRecognizer *tapGesture=[[UITapGestureRecognizer alloc]initWithTarget:self action:@selector(tapScreen:)];
    [self.viewContainer addGestureRecognizer:tapGesture];
}
-(void)tapScreen:(UITapGestureRecognizer *)tapGesture{
    CGPoint point= [tapGesture locationInView:self.viewContainer];
    //将UI坐标转化为摄像头坐标
    CGPoint cameraPoint= [self.captureVideoPreviewLayer captureDevicePointOfInterestForPoint:point];
    [self setFocusCursorWithPoint:point];
    [self focusWithMode:AVCaptureFocusModeAutoFocus exposureMode:AVCaptureExposureModeAutoExpose atPoint:cameraPoint];
}

/**
 *  设置闪光灯按钮状态
 */
-(void)setFlashModeButtonStatus{
    AVCaptureDevice *captureDevice=[self.captureDeviceInput device];
    AVCaptureFlashMode flashMode=captureDevice.flashMode;
    if([captureDevice isFlashAvailable]){
        self.flashAutoButton.hidden=NO;
    self.flashOnButton.hidden=NO;
    self.flashOffButton.hidden=NO;
    self.flashAutoButton.enabled=YES;
    self.flashOnButton.enabled=YES;
    self.flashOffButton.enabled=YES;
    switch (flashMode) {
        case AVCaptureFlashModeAuto:
            self.flashAutoButton.enabled=NO;
            break;
        case AVCaptureFlashModeOn:
            self.flashOnButton.enabled=NO;
            break;
        case AVCaptureFlashModeOff:
            self.flashOffButton.enabled=NO;
            break;
        default:
            break;
    }
}else{
    self.flashAutoButton.hidden=YES;
    self.flashOnButton.hidden=YES;
    self.flashOffButton.hidden=YES;
}
}

/**
 *  设置聚焦光标位置
 *
 *  @param point 光标位置
 */
-(void)setFocusCursorWithPoint:(CGPoint)point{
    self.focusCursor.center=point;
    self.focusCursor.transform=CGAffineTransformMakeScale(1.5, 1.5);
    self.focusCursor.alpha=1.0;
    [UIView animateWithDuration:1.0 animations:^{
        self.focusCursor.transform=CGAffineTransformIdentity;
    } completion:^(BOOL finished) {
        self.focusCursor.alpha=0;

    }];
}

 

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