1小時學會：最簡單的iOS直播推流（三）使用系統接口捕獲音視頻數據

最簡單的iOS 推流代碼，視頻捕獲，軟編碼(faac，x264)，硬編碼（aac，h264），美顏，flv編碼，rtmp協議，陸續更新代碼解析，你想學的知識這裏都有，願意懂直播技術的同窗快來看！！

源代碼：https://github.com/hardman/AWLive

經過系統相機錄製視頻獲取音視頻數據，是推流的第一步。 源碼中提供2種獲取音視頻數據的方法：一是使用系統自帶接口；二是使用GPUImage。

本篇首先介紹第一種。

網絡上關於獲取視頻數據的代碼有很多，可是爲了方便代碼閱讀，這裏簡要介紹一下。

[注意]請仔細閱讀代碼註釋

相關代碼入口

整套推流代碼的入口：AWAVCaptureManager，它是根據參數建立上述2種獲取數據方法的一個工廠類。

能夠經過設置 captureType 來決定使用哪一種數據獲取方式。

AWAVCaptureManager部分代碼以下：

typedef enum : NSUInteger {
    AWAVCaptureTypeNone,
    AWAVCaptureTypeSystem,
    AWAVCaptureTypeGPUImage,
} AWAVCaptureType;

@interface AWAVCaptureManager : NSObject
//視頻捕獲類型
@property (nonatomic, unsafe_unretained) AWAVCaptureType captureType;
@property (nonatomic, weak) AWAVCapture *avCapture;

//省略其餘代碼
......
@end

複製代碼

設置了captureType以後，直接能夠經過avCapture獲取到正確的捕獲視頻數據的對象了。

AWAVCapture 是一個虛基類（c++中的說法，不會直接產生對象，只用來繼承的類，java中叫作抽象類）。 它的兩個子類分別是 AWSystemAVCapture 和 AWGPUImageAVCapture。

這裏使用了多態。

若是 captureType設置的是 AWAVCaptureTypeSystem，avCapture獲取到的真實對象就是 AWSystemAVCapture類型； 若是 captureType設置的是 AWAVCaptureTypeGPUImage，avCapture獲取到的真實對象就是 AWGPUImageAVCapture類型。

AWSystemAVCapture類的功能只有一個：調用系統相機，獲取音視頻數據。

相機數據獲取的方法

分爲3步驟：

1. 初始化輸入輸出設備。
2. 建立AVCaptureSession，用來管理視頻與數據的捕獲。
3. 建立預覽UI。 還包括一些其餘功能：
4. 切換攝像頭
5. 更改fps

在代碼中對應的是 AWSystemAVCapture中的 onInit方法。只要初始化就會調用。

【注意】請仔細閱讀下文代碼中的註釋 初始化輸入設備

-(void) createCaptureDevice{
    // 初始化先後攝像頭
    // 執行這幾句代碼後，系統會彈框提示：應用想要訪問您的相機。請點擊贊成
    // 另外iOS10 須要在info.plist中添加字段NSCameraUsageDescription。不然會閃退，具體請自行baidu。
    NSArray *videoDevices = [AVCaptureDevice devicesWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
    self.frontCamera = [AVCaptureDeviceInput deviceInputWithDevice:videoDevices.firstObject error:nil];
    self.backCamera =[AVCaptureDeviceInput deviceInputWithDevice:videoDevices.lastObject error:nil];
    
    // 初始化麥克風
    // 執行這幾句代碼後，系統會彈框提示：應用想要訪問您的麥克風。請點擊贊成
    // 另外iOS10 須要在info.plist中添加字段NSMicrophoneUsageDescription。不然會閃退，具體請自行baidu。
    AVCaptureDevice *audioDevice = [AVCaptureDevice defaultDeviceWithMediaType:AVMediaTypeAudio];
    self.audioInputDevice = [AVCaptureDeviceInput deviceInputWithDevice:audioDevice error:nil];
    
    //省略其餘代碼
    ...
}
複製代碼

初始化輸出設備

-(void) createOutput{   
	//建立數據獲取線程
    dispatch_queue_t captureQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    
    //視頻數據輸出
    self.videoDataOutput = [[AVCaptureVideoDataOutput alloc] init];
    //設置代理，須要當前類實現protocol：AVCaptureVideoDataOutputSampleBufferDelegate
    [self.videoDataOutput setSampleBufferDelegate:self queue:captureQueue];
    //拋棄過時幀，保證明時性
    [self.videoDataOutput setAlwaysDiscardsLateVideoFrames:YES];
    //設置輸出格式爲 yuv420
    [self.videoDataOutput setVideoSettings:@{
                                             (__bridge NSString *)kCVPixelBufferPixelFormatTypeKey:@(kCVPixelFormatType_420YpCbCr8BiPlanarVideoRange)
                                             }];

    //音頻數據輸出
    self.audioDataOutput = [[AVCaptureAudioDataOutput alloc] init];
    //設置代理，須要當前類實現protocol：AVCaptureAudioDataOutputSampleBufferDelegate
    [self.audioDataOutput setSampleBufferDelegate:self queue:captureQueue];

    // AVCaptureVideoDataOutputSampleBufferDelegate 和 AVCaptureAudioDataOutputSampleBufferDelegate 回調方法名相同都是：
    // captureOutput:(AVCaptureOutput *)captureOutput didOutputSampleBuffer:(CMSampleBufferRef)sampleBuffer fromConnection:(AVCaptureConnection *)connection
    // 最終視頻和音頻數據均可以在此方法中獲取。
}
複製代碼

建立 captureSession

// AVCaptureSession 建立邏輯很簡單，它像是一箇中介者，從音視頻輸入設備獲取數據，處理後，傳遞給輸出設備(數據代理/預覽layer)。
-(void) createCaptureSession{
	//初始化
    self.captureSession = [AVCaptureSession new];
    
    //修改配置
    [self.captureSession beginConfiguration];
    
    //加入視頻輸入設備
    if ([self.captureSession canAddInput:self.videoInputDevice]) {
        [self.captureSession addInput:self.videoInputDevice];
    }
    
    //加入音頻輸入設備
    if ([self.captureSession canAddInput:self.audioInputDevice]) {
        [self.captureSession addInput:self.audioInputDevice];
    }
    
    //加入視頻輸出
    if([self.captureSession canAddOutput:self.videoDataOutput]){
        [self.captureSession addOutput:self.videoDataOutput];
        [self setVideoOutConfig];
    }
    
    //加入音頻輸出
    if([self.captureSession canAddOutput:self.audioDataOutput]){
        [self.captureSession addOutput:self.audioDataOutput];
    }
    
    //設置預覽分辨率
    //這個分辨率有一個值得注意的點：
    //iphone4錄製視頻時 前置攝像頭只能支持 480*640 後置攝像頭不支持 540*960 可是支持 720*1280
    //諸如此類的限制，因此須要寫一些對分辨率進行管理的代碼。
    //目前的處理是，對於不支持的分辨率會拋出一個異常
    //可是這樣作是不夠、不完整的，最好的方案是，根據設備，提供不一樣的分辨率。
    //若是必需要用一個不支持的分辨率，那麼須要根據需求對數據和預覽進行裁剪，縮放。
    if (![self.captureSession canSetSessionPreset:self.captureSessionPreset]) {
        @throw [NSException exceptionWithName:@"Not supported captureSessionPreset" reason:[NSString stringWithFormat:@"captureSessionPreset is [%@]", self.captureSessionPreset] userInfo:nil];
    }

    self.captureSession.sessionPreset = self.captureSessionPreset;
    
    //提交配置變動
    [self.captureSession commitConfiguration];
    
    //開始運行，此時，CaptureSession將從輸入設備獲取數據，處理後，傳遞給輸出設備。
    [self.captureSession startRunning];
}
複製代碼

建立預覽UI

// 其實只有一句代碼：CALayer layer = [AVCaptureVideoPreviewLayer layerWithSession:self.captureSession];
// 它實際上是 AVCaptureSession的一個輸出方式而已。
// CaptureSession會將從input設備獲得的數據，處理後，顯示到此layer上。
// 咱們能夠將此layer變換後加入到任意UIView中。
-(void) createPreviewLayer{
    self.previewLayer = [AVCaptureVideoPreviewLayer layerWithSession:self.captureSession];
    self.previewLayer.frame = self.preview.bounds;
    [self.preview.layer addSublayer:self.previewLayer];
}
複製代碼

切換攝像頭

-(void)setVideoInputDevice:(AVCaptureDeviceInput *)videoInputDevice{
    if ([videoInputDevice isEqual:_videoInputDevice]) {
        return;
    }
    //captureSession 修改配置
    [self.captureSession beginConfiguration];
    //移除當前輸入設備
    if (_videoInputDevice) {
        [self.captureSession removeInput:_videoInputDevice];
    }
    //增長新的輸入設備
    if (videoInputDevice) {
        [self.captureSession addInput:videoInputDevice];
    }
    
    //提交配置，至此先後攝像頭切換完畢
    [self.captureSession commitConfiguration];
    
    _videoInputDevice = videoInputDevice;
}
複製代碼

設置fps

-(void) updateFps:(NSInteger) fps{
	//獲取當前capture設備
    NSArray *videoDevices = [AVCaptureDevice devicesWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
    
    //遍歷全部設備（先後攝像頭）
    for (AVCaptureDevice *vDevice in videoDevices) {
    	//獲取當前支持的最大fps
        float maxRate = [(AVFrameRateRange *)[vDevice.activeFormat.videoSupportedFrameRateRanges objectAtIndex:0] maxFrameRate];
        //若是想要設置的fps小於或等於作大fps，就進行修改
        if (maxRate >= fps) {
        	//實際修改fps的代碼
            if ([vDevice lockForConfiguration:NULL]) {
                vDevice.activeVideoMinFrameDuration = CMTimeMake(10, (int)(fps * 10));
                vDevice.activeVideoMaxFrameDuration = vDevice.activeVideoMinFrameDuration;
                [vDevice unlockForConfiguration];
            }
        }
    }
}
複製代碼

獲取音視頻數據

-(void)captureOutput:(AVCaptureOutput *)captureOutput didOutputSampleBuffer:(CMSampleBufferRef)sampleBuffer fromConnection:(AVCaptureConnection *)connection{
    if (self.isCapturing) {
        if ([self.videoDataOutput isEqual:captureOutput]) {
        	//捕獲到視頻數據，經過sendVideoSampleBuffer發送出去，後續文章會解釋接下來的詳細流程。
            [self sendVideoSampleBuffer:sampleBuffer];
        }else if([self.audioDataOutput isEqual:captureOutput]){
        	//捕獲到音頻數據，經過sendVideoSampleBuffer發送出去
            [self sendAudioSampleBuffer:sampleBuffer];
        }
    }
}
複製代碼

至此，咱們達到了全部目標：可以錄製視頻，預覽，獲取音視頻數據，切換先後攝像頭，修改捕獲視頻的fps。

文章列表

1. 1小時學會：最簡單的iOS直播推流（一）項目介紹
2. 1小時學會：最簡單的iOS直播推流（二）代碼架構概述
3. 1小時學會：最簡單的iOS直播推流（三）使用系統接口捕獲音視頻
4. 1小時學會：最簡單的iOS直播推流（四）如何使用GPUImage，如何美顏
5. 1小時學會：最簡單的iOS直播推流（五）yuv、pcm數據的介紹和獲取
6. 1小時學會：最簡單的iOS直播推流（六）h26四、aac、flv介紹
7. 1小時學會：最簡單的iOS直播推流（七）h264/aac 硬編碼
8. 1小時學會：最簡單的iOS直播推流（八）h264/aac 軟編碼
9. 1小時學會：最簡單的iOS直播推流（九）flv 編碼與音視頻時間戳同步
10. 1小時學會：最簡單的iOS直播推流（十）librtmp使用介紹
11. 1小時學會：最簡單的iOS直播推流（十一）sps&pps和AudioSpecificConfig介紹（完結）