iOS中的音视频处理技术

秋天的童话 2023-01-05 ⋅ 27 阅读

音视频处理是现代移动应用开发中一个重要的领域，它使开发者能够实现各种各样的音视频功能，如录制、播放、编辑和处理等。在iOS中，提供了一套强大且丰富的音视频处理框架和工具，其中最重要的是 AVFoundation。

AVFoundation简介

AVFoundation是苹果公司提供的一个功能强大的多媒体处理框架，它支持iOS、macOS和tvOS平台，可以用于处理音频、视频、图片和流媒体等多种多媒体格式。AVFoundation提供了丰富的类和方法，开发者可以使用它来实现各种音视频处理功能。

音视频采集

AVFoundation提供了音视频采集的功能，可以从设备的摄像头和麦克风中获取音视频数据。使用AVCaptureSession类可以创建一个会话，将输入设备和输出设备进行连接，从而实现音视频采集的功能。

import AVFoundation

// 创建一个 AVCaptureSession 对象
let session = AVCaptureSession()

// 获取所有可用的音频和视频设备
let devices = AVCaptureDevice.devices(for: .audio) + AVCaptureDevice.devices(for: .video)

// 选择一个音频设备
guard let audioDevice = devices.first(where: { $0.deviceType == .builtInMicrophone }) else { return }

// 创建一个 AVCaptureDeviceInput 对象
let audioInput = try AVCaptureDeviceInput(device: audioDevice)

// 将音频设备添加到会话中
session.addInput(audioInput)

// 选择一个视频设备
guard let videoDevice = devices.first(where: { $0.deviceType == .builtInWideAngleCamera }) else { return }

// 创建一个 AVCaptureDeviceInput 对象
let videoInput = try AVCaptureDeviceInput(device: videoDevice)

// 将视频设备添加到会话中
session.addInput(videoInput)

// 创建一个 AVCaptureVideoDataOutput 对象
let videoOutput = AVCaptureVideoDataOutput()

// 设置视频输出的代理
videoOutput.setSampleBufferDelegate(self, queue: DispatchQueue.main)

// 将视频输出添加到会话中
session.addOutput(videoOutput)

// 启动会话
session.startRunning()

通过上述代码，我们可以创建一个AVCaptureSession对象，然后选择音频和视频设备，并将它们添加到会话中，最后启动会话进行音视频采集。

音视频播放

AVFoundation还提供了音视频播放的功能，可以播放本地和远程的音视频文件。使用AVPlayer类可以实现简单的播放功能，它支持多种音视频格式，包括常见的MP3、AAC、MP4以及M3U8等。

import AVFoundation

// 创建一个 AVPlayer 对象
let player = AVPlayer(url: URL(string: "https://example.com/video.mp4")!)

// 创建一个 AVPlayerLayer 对象
let playerLayer = AVPlayerLayer(player: player)

// 添加播放图层到视图中
view.layer.addSublayer(playerLayer)

// 开始播放
player.play()

上述代码中，我们首先创建了一个AVPlayer对象，并通过一个远程URL指定了要播放的音视频文件。然后，创建了一个AVPlayerLayer对象，将其添加到视图的图层中，最后调用play()方法开始播放。

音视频编辑和处理

除了音视频采集和播放，AVFoundation还提供了丰富的音视频编辑和处理功能，可以实现剪辑、合并、滤镜、特效等复杂的音视频处理操作。使用AVMutableComposition和AVMutableVideoComposition等类，我们可以对音视频进行修改和编辑。

import AVFoundation

// 创建一个 AVMutableComposition 对象
let composition = AVMutableComposition()

// 创建一个 AVMutableCompositionTrack 对象
let audioTrack = composition.addMutableTrack(withMediaType: .audio, preferredTrackID: kCMPersistentTrackID_Invalid)

// 获取音频资源
let audioAsset = AVURLAsset(url: URL(fileURLWithPath: "path/to/audio.mp3"))

// 将音频资源添加到音频轨道中
try audioTrack?.insertTimeRange(CMTimeRangeMake(start: .zero, duration: audioAsset.duration), of: audioAsset.tracks(withMediaType: .audio).first!, at: .zero)

// 创建一个 AVMutableCompositionTrack 对象
let videoTrack = composition.addMutableTrack(withMediaType: .video, preferredTrackID: kCMPersistentTrackID_Invalid)

// 获取视频资源
let videoAsset = AVURLAsset(url: URL(fileURLWithPath: "path/to/video.mp4"))

// 将视频资源添加到视频轨道中
try videoTrack?.insertTimeRange(CMTimeRangeMake(start: .zero, duration: videoAsset.duration), of: videoAsset.tracks(withMediaType: .video).first!, at: .zero)

// 创建一个 AVMutableVideoCompositionLayerInstruction 对象
let instruction = AVMutableVideoCompositionLayerInstruction()
instruction.setTransform(videoAsset.tracks(withMediaType: .video).first!.preferredTransform, at: .zero)

// 创建一个 AVMutableVideoCompositionInstruction 对象
let compositionInstruction = AVMutableVideoCompositionInstruction()
compositionInstruction.timeRange = CMTimeRangeMake(start: .zero, duration: videoAsset.duration)
compositionInstruction.layerInstructions = [instruction]

// 创建一个 AVMutableVideoComposition 对象
let videoComposition = AVMutableVideoComposition(propertiesOf: videoAsset)
videoComposition.instructions = [compositionInstruction]
videoComposition.renderSize = videoAsset.tracks(withMediaType: .video).first!.naturalSize

// 创建一个 AVPlayerItem 对象
let playerItem = AVPlayerItem(asset: composition)
playerItem.videoComposition = videoComposition

// 创建一个 AVPlayer 对象
let player = AVPlayer(playerItem: playerItem)

// 创建一个 AVPlayerLayer 对象
let playerLayer = AVPlayerLayer(player: player)

// 添加播放图层到视图中
view.layer.addSublayer(playerLayer)

// 开始播放
player.play()

上述代码中，我们首先创建了一个AVMutableComposition对象，然后创建了音频和视频轨道，并将音频和视频资源添加到相应的轨道中。接下来，创建了一个AVMutableVideoCompositionLayerInstruction对象，并通过它设置视频的方向和转换。然后，创建了一个AVMutableVideoCompositionInstruction对象和AVMutableVideoComposition对象，并将layerInstructions和instructions设置为相应的值。最后，创建了一个AVPlayerItem对象，并将其设置为AVPlayer的播放项，然后创建了一个AVPlayerLayer对象，将其添加到视图的图层中，最后调用play()方法开始播放。

总结

通过AVFoundation框架，iOS开发者可以很方便地实现各种音视频处理功能，包括音视频采集、播放、编辑和处理等。本文介绍了AVFoundation框架中的一些主要功能和用法，希望能对iOS音视频开发有所帮助。

参考文献：


本文来自极简博客，作者：秋天的童话，转载请注明原文链接：iOS中的音视频处理技术

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