iOS 音视频技术 视频录制

作者 : 开心源码 本文共4226个字,预计阅读时间需要11分钟 发布时间: 2022-05-11 共66人阅读

前言

伴随着大火的短视频应使用,正好自己也有点时间,就略微学习了一下视频相关的内容。

这种多媒体技术并没有想象的那么简单,这算是一个技术方向了。我把这些视频相关的技术分为了两部分,暂且叫做应使用层面和底层技术层面(自己获得名字并不精确)。

应使用层面可以了解为调使用少量系统的api或者者用少量三方的框架,完成项目中的需求。从一个视频类app的流程来说,可能就要包括视频的录制,视频的解决(多段合成一段,增加背景音乐等),视频的播放等,当然了还包括少量滤镜效果,美颜效果,甚至是少量特效。

底层技术呢,就包括视频如何编码解码,相机滤镜美颜特效的少量实现。

坦白的说,从这两个方面来说,我都很菜,这段时间的学习就算是这方面一个进阶的过程吧。首先先从应使用的角度来入手,毕竟有项目驱动的话,首先咱得先把某些效果给实现了,而后再考虑他们底层少量的技术。

视频入门

视频实质:
纯粹的视频(不包括音频)实质上就是一组帧图片,经过视频编码成为视频(video)文件再把音频(audio)文件有些还有字幕文件组装在一起成为我们看到的视频(movie)文件。1秒内出现的图片数就是帧率,图片间隔越小画面就越流畅,所以帧率越高效果就越好,需要的存储空间也就越多。

视频格式:
MP4、MOV、AVI、RMVB这些播放格式其实都是封装格式,除了RMVB比较特殊外,其余格式内封装的视频编码格式都是H264,H264以高压缩率闻名于世,压缩效率比MEPG-2提升一倍多,但是世上没有两全其美的事,H264的解码难度提高了3倍多。

这两个概念就足以为我自己扫盲了。我们之前接触到的视频文件,其实我们不能单一把它当做一个文件,其实他是一种封装。它包括了纯粹的视频,也就是一连串的图片,包括音频,还可能包括了字幕。

视频录制

我上网看了很多的文章,总结起来实现视频的录制有三种方法可以使用。

  1. UIImagePickerController
  2. AVCaptureSession + AVCaptureMovieFileOutput
  3. AVCaptureSession + AVAssetWriter

下面我们来分别说一下这三种方式的。

第一种:UIImagePickerController是用起来最简单的,当然可定制化也是最低的,只可设置少量简单的参数来实现基本的视频录制的效果。假如你想自己设置录制界面的UI,那你就只能抛弃这个简单的方法了。

第二、三两种方式要用AVFoundation框架。
在AVFoundation框架中,关于视频录制的是要的类是AVCaptureSession,他负责调配输入和输出,算是总的管理。单独管理输入的是AVCaptureDeviceInput这个类。

AVFoundation中类很多,一个类会有各种属性,使用起来比较麻烦。我们第一次用就先着重理解这个整体流程和主要的那几个类。

第二种方法中用了AVCaptureMovieFileOutput来作为输出,这是一个需要很少配置即可以直接输出视频的类,什么意思呢,也就是用第二种AVCaptureSession + AVCaptureMovieFileOutput的方式录制视频,在你结束录制之后,AVCaptureMovieFileOutput会帮你直接生成一个视频文件到你指定的路径下,好处就是便捷,直接输出了视频文件。

第三种方法我个人觉得是最麻烦的,由于它解决的最原始的数据,而且视频数据和音频数据是分开解决,同时这也提高了这种方法的可定制性。

这种方法是通过AVCaptureVideoDataOutput和AVCaptureAudioDataOutput 分别拿到原始的视频和音频的数据,再进行解决。我们拿到这些原始的数据流可以来为设置很多参数,也可以增加背景音乐水印等。而后通过AVAssetWriter把这些数据流解决合成视频文件。

当然了,第二和三两种方法中,我们还需要AVCaptureVideoPreviewLayer来实时预览摄像头的画面。(也就是说我们摄像头捕获的画面,是通过这个类来管理展现的)

代码示例和DEMO

这部分具体的操作逻辑就是上面形容的这个样子,主要的东西都在代码上。每个功能类的初始化,各种属性配置,用AVAssetWriter时数据时如何写入的,这都是一个个麻烦的点。还好我从网上发现了一份特别棒的代码,而后照着大神的代码敲了一遍,而后针对我想实现的功能做了一点点修改,我把改后的代码放到百度网盘了。

这是我的DEMO,大家可以下载来看

下面是第二种方法里面的一段代码,从中可以看出整个流程来

#pragma mark - 主要过程- (void)setUpWithType:(VideoViewType)type {    /// -1. 提前异步创立存储路径     dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{        [self videoFold];    });        ///0. 初始化捕捉会话,数据的采集都在会话中解决    [self setUpInit];        ///1. 设置视频的输入    [self setUpVideo];        ///2. 设置音频的输入    [self setUpAudio];        ///3.增加写入文件的fileoutput    [self setUpFileOut];        ///4. 视频的预览层    [self setUpPreviewLayerWithType:type];        ///5. 开始采集画面    [self.session startRunning];        }

这个地方要公告一下,那个第-1步提前异步创立存储路径是我加上的,之前代码里面没有,为什么要加这一步呢?

再点击了开始录制按钮之后呢,会出现短暂的卡慢而后才开始录制,我分析了一下可能是在第3步的时候有创立路径的操作,大家都知道,都文件的操作是比较耗时的,所以我才在最开始就先异步把路径提前创立好了,而后正真开始录制的时候就会免去这一步耗时的操作,体验好少量,当然这是我的想法。

视频录制的细节功能

我们从项目开始讲起吧 ~

项目结构

这是项目结构,我提前公告一下,那个RecordVideo文件中我是照着大神的FileOut文件中的代码敲得(也就是视频录制的第二种方法),里面有少量小改动。而后针对第三种方法的代码修改我都是直接在AVAssetWriter这个文件中直接改的。

下面是重点

原来这份代码只是从三个方面实现了视频录制的功能,三种方法实现的效果都是一样的,就是简单的视频录制。

但是在实际的项目中,我们有时候会遇到这么一个需求,那就是在录制的过程中暂停,而后恢复录制。

我从网上看了一下,找到了两种实现方法。一种是通过暂停时候的时间偏移量计算来实现,第二种是多段视频拼接。第一种我暂时还没能深入的理解,所以我通过修改AVAssetWriter这个文件中的代码,来实现一下多段视频拼接的思路。

我的修改是这样的:

  1. 点击开始录制是开始录制第一段视频,点击中止的时候就中止录制并生成第一段视频 (之前是点击了中止生成视频直接跳到下一级页面播放了)
  2. 再一次点击开始录制的时候,开始录制第二段,点击中止时中止录制并生成第二段。
  3. 以此类推
  4. 在view上我增加了一个录制完成的button,点击这个button就开始把之前的多段视频合成一段。(点击button之后注意看xcode的打印台)
  5. 合成完成之后。直接跳转到下一个页面预览我们生成的视频文件。

示例页面

视频合成的代码可以去FMWVideoView这个类中的下面方法中看,我给了很多注释。

//////////////// 视频合成////////////- (void)showFiles{}

上面方法的代码也有很多不足的地方,比方说假如给整个视频录制规定一个最大时间长度,上面实现的分段录制并没有收到这个最大时间的限制,这都是要进一步完善的地方,重点在于这个分段录制合成的思路。

两点补充

  1. 用AVAssetWriter完成视频录制

    在使用AVAssetWriter实现录制的时候,视频数据和音频数据分别是用AVCaptureVideoDataOutput和AVCaptureAudioDataOutput来进行输出,他与之前的AVCaptureMovieFileOutput输出不同的是,AVCaptureMovieFileOutput会直接输出来视频文件,但是AVCaptureVideoDataOutput和AVCaptureAudioDataOutput输出的是原始的数据,再结合AVAssetWriter的把原始数据写成文件的能力来实现整个录制过程。

    AVAssetWriter实现录制视频相对来说麻烦一点,具体麻烦在把采集到的数据写成文件的这个过程。其实具体的实现流程并没有什么难懂,关键是这写类的使用法问题。还有在写入文件时,视频和音频是分开解决的。具体的使用法,代码写的很清楚,大家可以看一下。

  2. 关于视频更改背景音乐的思考

    上面说到两个视频合成一个视频的例子,其实更改背景音乐使用到的就是这种方法。

    举个例子说,就像我们说过的,我们要把A和B两个视频合成一个新的视频,我们会创立一个视频轨道一个音频轨道,而后把A和B的视频部分提取出来加到视频轨道中,音频部分提取出来加到音频轨道中,而后使用这两个轨道合成一个文件。我们在更改背景音乐的时候,就是要解决这个音频轨道,在这个音频轨道中,我们不再是增加之前文件的音频部分,而且把我们需要的那个背景音乐增加到音频轨道中,使用增加了背景音乐的音频轨道和视频轨道合成视频文件。

    当然了,这里面还涉及少量能否保留原音,或者者或者者跟范围有关的少量问题,大家可以自己再研究一下。

接下来学习

滤镜效果。

特别感谢

特别感谢大神的代码,不胜感激,附上大神的github主页。
suifengqjn

参考文章

https://www.cnblogs.com/zy1987/p/4520118.html

http://gcblog.github.io/2017/03/22/iOS%E4%B8%89%E7%A7%8D%E5%BD%95%E5%88%B6%E8%A7%86%E9%A2%91%E6%96%B9%E5%BC%8F%E8%AF%A6%E7%BB%86%E5%AF%B9%E6%AF%94/

http://ios.jobbole.com/85069/

https://www.songma.com/p/174bb4f539cc

音视频相关的东西太多太多,我们一边学习,一边领悟吧。

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