1小时学会：最简单的iOS直播推流（三）使用系统接口捕获音视频数据

最简单的iOS 推流代码，视频捕获，软编码(faac，x264)，硬编码（aac，h264），美颜，flv编码，rtmp协议，陆续更新代码解析，你想学的知识这里都有，愿意懂直播技术的同学快来看！！

源代码：https://github.com/hardman/AWLive

通过系统相机录制视频获取音视频数据，是推流的第一步。

源码中提供2种获取音视频数据的方法：一是使用系统自带接口；二是使用GPUImage。

本篇首先介绍第一种。

网络上关于获取视频数据的代码有不少，但是为了方便代码阅读，这里简要介绍一下。

[注意]请仔细阅读代码注释

相关代码入口

整套推流代码的入口：AWAVCaptureManager，它是根据参数创建上述2种获取数据方法的一个工厂类。

可以通过设置 captureType 来决定使用哪种数据获取方式。

AWAVCaptureManager部分代码如下：

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

@interface AWAVCaptureManager : NSObject
//视频捕获类型
@property (nonatomic, unsafe_unretained) AWAVCaptureType captureType;
@property (nonatomic, weak) AWAVCapture *avCapture;

//省略其他代码
......
@end

设置了captureType之后，直接可以通过avCapture获取到正确的捕获视频数据的对象了。

AWAVCapture 是一个虚基类（c++中的说法，不会直接产生对象，只用来继承的类，java中叫做抽象类）。

它的两个子类分别是 AWSystemAVCapture 和 AWGPUImageAVCapture。

这里使用了多态。

如果 captureType设置的是 AWAVCaptureTypeSystem，avCapture获取到的真实对象就是 AWSystemAVCapture类型；

如果 captureType设置的是 AWAVCaptureTypeGPUImage，avCapture获取到的真实对象就是 AWGPUImageAVCapture类型。

AWSystemAVCapture类的功能只有一个：调用系统相机，获取音视频数据。

相机数据获取的方法

分为3步骤：

1. 初始化输入输出设备。

2. 创建AVCaptureSession，用来管理视频与数据的捕获。

3. 创建预览UI。

还包括一些其他功能：

1. 切换摄像头

2. 更改fps

在代码中对应的是 AWSystemAVCapture中的 onInit方法。只要初始化就会调用。

【注意】请仔细阅读下文代码中的注释

初始化输入设备

-(void) createCaptureDevice{
// 初始化前后摄像头
// 执行这几句代码后，系统会弹框提示：应用想要访问您的相机。请点击同意
// 另外iOS10 需要在info.plist中添加字段NSCameraUsageDescription。否则会闪退，具体请自行baidu。
NSArray *videoDevices = [AVCaptureDevice devicesWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
self.frontCamera = [AVCaptureDeviceInput deviceInputWithDevice:videoDevices.firstObject error:nil];
self.backCamera =[AVCaptureDeviceInput deviceInputWithDevice:videoDevices.lastObject error:nil];

// 初始化麦克风
// 执行这几句代码后，系统会弹框提示：应用想要访问您的麦克风。请点击同意
// 另外iOS10 需要在info.plist中添加字段NSMicrophoneUsageDescription。否则会闪退，具体请自行baidu。
AVCaptureDevice *audioDevice = [AVCaptureDevice defaultDeviceWithMediaType:AVMediaTypeAudio];
self.audioInputDevice = [AVCaptureDeviceInput deviceInputWithDevice:audioDevice error:nil];

//省略其他代码
...
}

初始化输出设备

-(void) createOutput{
//创建数据获取线程
dispatch_queue_t captureQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

//视频数据输出
self.videoDataOutput = [[AVCaptureVideoDataOutput alloc] init];
//设置代理，需要当前类实现protocol：AVCaptureVideoDataOutputSampleBufferDelegate
[self.videoDataOutput setSampleBufferDelegate:self queue:captureQueue];
//抛弃过期帧，保证实时性
[self.videoDataOutput setAlwaysDiscardsLateVideoFrames:YES];
//设置输出格式为 yuv420
[self.videoDataOutput setVideoSettings:@{
(__bridge NSString *)kCVPixelBufferPixelFormatTypeKey:@(kCVPixelFormatType_420YpCbCr8BiPlanarVideoRange)
}];

//音频数据输出
self.audioDataOutput = [[AVCaptureAudioDataOutput alloc] init];
//设置代理，需要当前类实现protocol：AVCaptureAudioDataOutputSampleBufferDelegate
[self.audioDataOutput setSampleBufferDelegate:self queue:captureQueue];

// AVCaptureVideoDataOutputSampleBufferDelegate 和 AVCaptureAudioDataOutputSampleBufferDelegate 回调方法名相同都是：
// captureOutput:(AVCaptureOutput *)captureOutput didOutputSampleBuffer:(CMSampleBufferRef)sampleBuffer fromConnection:(AVCaptureConnection *)connection
// 最终视频和音频数据都可以在此方法中获取。
}

创建 captureSession

// AVCaptureSession 创建逻辑很简单，它像是一个中介者，从音视频输入设备获取数据，处理后，传递给输出设备(数据代理/预览layer)。
-(void) createCaptureSession{
//初始化
self.captureSession = [AVCaptureSession new];

//修改配置
[self.captureSession beginConfiguration];

//加入视频输入设备
if ([self.captureSession canAddInput:self.videoInputDevice]) {
[self.captureSession addInput:self.videoInputDevice];
}

//加入音频输入设备
if ([self.captureSession canAddInput:self.audioInputDevice]) {
[self.captureSession addInput:self.audioInputDevice];
}

//加入视频输出
if([self.captureSession canAddOutput:self.videoDataOutput]){
[self.captureSession addOutput:self.videoDataOutput];
[self setVideoOutConfig];
}

//加入音频输出
if([self.captureSession canAddOutput:self.audioDataOutput]){
[self.captureSession addOutput:self.audioDataOutput];
}

//设置预览分辨率
//这个分辨率有一个值得注意的点：
//iphone4录制视频时 前置摄像头只能支持 480*640 后置摄像头不支持 540*960 但是支持 720*1280
//诸如此类的限制，所以需要写一些对分辨率进行管理的代码。
//目前的处理是，对于不支持的分辨率会抛出一个异常
//但是这样做是不够、不完整的，最好的方案是，根据设备，提供不同的分辨率。
//如果必须要用一个不支持的分辨率，那么需要根据需求对数据和预览进行裁剪，缩放。
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;

//提交配置变更
[self.captureSession commitConfiguration];

//开始运行，此时，CaptureSession将从输入设备获取数据，处理后，传递给输出设备。
[self.captureSession startRunning];
}

创建预览UI

// 其实只有一句代码：CALayer layer = [AVCaptureVideoPreviewLayer layerWithSession:self.captureSession];
// 它其实是 AVCaptureSession的一个输出方式而已。
// CaptureSession会将从input设备得到的数据，处理后，显示到此layer上。
// 我们可以将此layer变换后加入到任意UIView中。
-(void) createPreviewLayer{
self.previewLayer = [AVCaptureVideoPreviewLayer layerWithSession:self.captureSession];
self.previewLayer.frame = self.preview.bounds;
[self.preview.layer addSublayer:self.previewLayer];
}

切换摄像头

-(void)setVideoInputDevice:(AVCaptureDeviceInput *)videoInputDevice{
if ([videoInputDevice isEqual:_videoInputDevice]) {
return;
}
//captureSession 修改配置
[self.captureSession beginConfiguration];
//移除当前输入设备
if (_videoInputDevice) {
[self.captureSession removeInput:_videoInputDevice];
}
//增加新的输入设备
if (videoInputDevice) {
[self.captureSession addInput:videoInputDevice];
}

//提交配置，至此前后摄像头切换完毕
[self.captureSession commitConfiguration];

_videoInputDevice = videoInputDevice;
}

设置fps

-(void) updateFps:(NSInteger) fps{
//获取当前capture设备
NSArray *videoDevices = [AVCaptureDevice devicesWithMediaType:AVMediaTypeVideo];

//遍历所有设备（前后摄像头）
for (AVCaptureDevice *vDevice in videoDevices) {
//获取当前支持的最大fps
float maxRate = [(AVFrameRateRange *)[vDevice.activeFormat.videoSupportedFrameRateRanges objectAtIndex:0] maxFrameRate];
//如果想要设置的fps小于或等于做大fps，就进行修改
if (maxRate >= fps) {
//实际修改fps的代码
if ([vDevice lockForConfiguration:NULL]) {
vDevice.activeVideoMinFrameDuration = CMTimeMake(10, (int)(fps * 10));
vDevice.activeVideoMaxFrameDuration = vDevice.activeVideoMinFrameDuration;
[vDevice unlockForConfiguration];
}
}
}
}

获取音视频数据

-(void)captureOutput:(AVCaptureOutput *)captureOutput didOutputSampleBuffer:(CMSampleBufferRef)sampleBuffer fromConnection:(AVCaptureConnection *)connection{
if (self.isCapturing) {
if ([self.videoDataOutput isEqual:captureOutput]) {
//捕获到视频数据，通过sendVideoSampleBuffer发送出去，后续文章会解释接下来的详细流程。
[self sendVideoSampleBuffer:sampleBuffer];
}else if([self.audioDataOutput isEqual:captureOutput]){
//捕获到音频数据，通过sendVideoSampleBuffer发送出去
[self sendAudioSampleBuffer:sampleBuffer];
}
}
}

至此，我们达到了所有目标：能够录制视频，预览，获取音视频数据，切换前后摄像头，修改捕获视频的fps。

文章列表

1小时学会：最简单的iOS直播推流（一）项目介绍

1小时学会：最简单的iOS直播推流（二）代码架构概述

1小时学会：最简单的iOS直播推流（三）使用系统接口捕获音视频

1小时学会：最简单的iOS直播推流（四）如何使用GPUImage，如何美颜

1小时学会：最简单的iOS直播推流（五）yuv、pcm数据的介绍和获取

1小时学会：最简单的iOS直播推流（六）h264、aac、flv介绍

1小时学会：最简单的iOS直播推流（七）h264/aac 硬编码

1小时学会：最简单的iOS直播推流（八）h264/aac 软编码

1小时学会：最简单的iOS直播推流（九）flv 编码与音视频时间戳同步

1小时学会：最简单的iOS直播推流（十）librtmp使用介绍

1小时学会：最简单的iOS直播推流（十一）sps&pps和AudioSpecificConfig介绍（完结）