[Swift通天遁地]八、媒体与动画-(4)给相机添加CoreImage滤镜效果

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目录：[Swift]通天遁地Swift

本文将演示如何给相机添加实时的滤镜效果。

首先打开项目的配置文件【Info.plist】，在空白区域点击鼠标右键，弹出右键菜单。

选择【Add Row】添加行命令，添加一行配置选项。

在【Key】键输入框输入相机的访问标识：【Application Category】

在【Value】值输入框输入当应用程序访问相机设备时的提示语：

【Requires access to the camera】

在左侧的项目导航区，打开视图控制器的代码文件【ViewController.swift】

现在开始编写代码，在应用程序中使用相机设备，并给相机添加实时滤镜。

需要使用真机进行调试。

import UIKit
//引入需要使用到的类库，用来添加滤镜效果。
import CoreImage
//引入需要使用到的类库，用来对视频的采样进行处理
import AVFoundation

//给当前的类添加协议，使用该协议，可以获得相机设备中的实时输出的数据流。
class ViewController: UIViewController, AVCaptureVideoDataOutputSampleBufferDelegate{
    
    //添加一个滤镜，它将在代理协议中的方法中被使用，
    //从而对视频流实时添加滤镜效果。
    var filter: CIFilter!
    //该属性用来存储在协议方法中获得的图像。
    //当用户点击截图按钮时，从而获得当前视频流中的截图。
    var cgImage: CGImage!
    //该属性用来展示应用滤镜后的视频流截图
    var videoLayer: CALayer!
    //当用户点击截图按钮时，展示视频流的截图
    var imageView : UIImageView!
    //使用该属性获得相机设备的数据流
    var avCaptureSession: AVCaptureSession!
    //该属性可以将应用滤镜后的图像，转换成CGImage格式的图像，
    //并提交给视频层进行展示。
    var context: CIContext = {
        //返回一个指定接口的上下文对象
        return CIContext(eaglContext: EAGLContext(api: EAGLRenderingAPI.openGLES2)!, options: nil)
    }()
    
    //在视图加载完成的方法中，对部分属性进行初始化操作。
    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
        
        //初始化滤镜对象，该滤镜可以使用图像显示复古、暖色调的艺术风格。
        filter = CIFilter(name: "CIPhotoEffectTransfer")
        //调用生成界面的方法，对程序的界面进行初始化操作。
        buildUI()
        //对用于捕捉视频流的对象进行初始化操作
        buildSession()
    }
    
    //添加一个方法，用来创建应用程序的界面
    func buildUI()
    {
        //对视图层进行初始化操作
        videoLayer = CALayer()
        //设置视图层的锚点点位置在原点
        videoLayer.anchorPoint = CGPoint.zero
        //保持视图层的尺寸和骗你干嘛的尺寸相同
        videoLayer.bounds = view.bounds
        //将视图层添加到根视图的层中
        self.view.layer.insertSublayer(videoLayer, at: 0)
        
        //创建一个图像视图对象，该图像视图将用来展示从视频流中，
        //获得应用滤镜后的截图，它的尺寸也跟屏幕尺寸相同。
        imageView = UIImageView(frame: view.bounds)
        //将图像视图添加到根视图中。
        self.view.addSubview(imageView)
        
        //添加一个按钮，当用户点击该按钮时，获得视频流中的应用滤镜后的截图。
        let button = UIButton(frame: CGRect(x: 0, y: 420,  320, height: 60))
        //设置按钮在正常状态下的标题文字
        button.setTitle("Capture", for: .normal)
        //同时设置按钮的背景颜色为黑色。
        button.backgroundColor = UIColor.black
        //给按钮控件绑定点击事件
        button.addTarget(self, action: #selector(ViewController.captureScreen), for: .touchUpInside)
        //将按钮添加到根视图
        self.view.addSubview(button)
    }
    
    //添加一个方法，用来响应按钮的点击事件
    func buildSession()
    {
        //对获得数据流的对象进行初始化操作
        avCaptureSession = AVCaptureSession()
        //通过调用对象的开始配置方法，开始对各种参数进行配置。
        avCaptureSession.beginConfiguration()
        //设置获得质量较高的视频流和音频流。
        avCaptureSession.sessionPreset = AVCaptureSession.Preset.high
        
        //获得当前的相机设备
        let captureDevice = AVCaptureDevice.default(for: .video)
       //初始化一个视频捕捉设备输入对象
        let deviceInput = try! AVCaptureDeviceInput(device: captureDevice!)
        //当相机设备处于可用状态时，
        if avCaptureSession.canAddInput(deviceInput)
        {
            //设置视频流的输入设备为相机设备
            avCaptureSession.addInput(deviceInput)
        }
        
        //获得视频捕捉数据输出对象，
        //该对象用于从视频流中，获取未经压缩的帧
        let dataOutput = AVCaptureVideoDataOutput()
        //设置视频帧的格式为32位的RGBA格式
        dataOutput.videoSettings = ([kCVPixelBufferPixelFormatTypeKey as AnyHashable : Int(kCVPixelFormatType_32BGRA)] as! [String : Any])
        //设置自动丢弃由于视频延迟等因素，而造成延迟等的视频帧。
        dataOutput.alwaysDiscardsLateVideoFrames = true
        
        //将数据输出对象，添加到视频捕捉对象的数据输出端口
        if avCaptureSession.canAddOutput(dataOutput)
        {
            avCaptureSession.addOutput(dataOutput)
        }
        
        //创建一个串行的任务队列
        let queue = DispatchQueue(label: "VideoQueue", attributes: .concurrent)
        //设置数据输出对象的采样换成代理，位当前的视图控制器对象，
        //并使用穿好的任务队列
        dataOutput.setSampleBufferDelegate(self, queue: queue)
        
        //通过调用视频捕捉对象的提交配置方法，结束对各种参数的配置。
        avCaptureSession.commitConfiguration()
        //调用开始运行方法，开始使用相机设备捕捉视频。
        avCaptureSession.startRunning()
    }
    
    //实现协议中的代理方法，以实时检测视频流，
    //并给视频流实时添加滤镜。
    func captureOutput(_ output: AVCaptureOutput, didOutput sampleBuffer: CMSampleBuffer, from connection: AVCaptureConnection)
    {
        //添加一个自动释放池
        autoreleasepool
            {
                //将采样的流数据，转换成图像缓存对象
                let imgBuffer = CMSampleBufferGetImageBuffer(sampleBuffer)!
                //将图像缓存对象进行格式的转换，
                //以便给图像添加滤镜。
                var ciImage = CIImage(cvPixelBuffer: imgBuffer)
                
                //将数据流转换格式后，就可以应用框架中的众多滤镜。
                //首先设置滤镜的输入图像，为流数据转换格式后的对象。
                self.filter.setValue(ciImage, forKey: kCIInputImageKey)
                //获得应用滤镜后所输出的图像。
                ciImage = self.filter.outputImage!
                
                //获得当前设备的朝向
                let orientation = UIDevice.current.orientation
                //因为两种坐标系统的原点不同，所以需要对视频流中的应用滤镜后的截图，进行旋转操作。
                if orientation == UIDeviceOrientation.portrait
                {
                    ciImage = ciImage.transformed(by: CGAffineTransform(rotationAngle: CGFloat(Double.pi / -2.0)))
                }
                //处理设备在竖立状态，主键在上的情况。
                else if orientation == UIDeviceOrientation.portraitUpsideDown
                {
                    ciImage = ciImage.transformed(by: CGAffineTransform(rotationAngle: CGFloat(Double.pi / 2.0)))
                }
                //处理设备在横向状态，主键在右的情况。
                else if (orientation == UIDeviceOrientation.landscapeRight)
                {
                    ciImage = ciImage.transformed(by: CGAffineTransform(rotationAngle: CGFloat(Double.pi)))
                }
                //将调整方向后的图像，赋予应用的属性，供按钮控件的点击事件使用。
                self.cgImage = self.context.createCGImage(ciImage, from: ciImage.extent)
                
                //返回主线程，在主线程中刷新界面上的内容，
                DispatchQueue.main.sync(execute:
                    {
                        //将视频层的内容属性，设置为应用滤镜后的图像。
                        self.videoLayer.contents = self.cgImage
                })
        }
    }
    
    //添加一个方法，用来响应按钮的点击事件
    @objc func captureScreen(_ sender: UIButton)
    {
        //当按钮被点击时，首先中止视频流的传递。
        avCaptureSession.stopRunning()
        //将用来显示时流的图层，从父层中移除。
        videoLayer.removeFromSuperlayer()
        //隐藏当前的按钮控件
        sender.isHidden = true
        
        //设置图像视图的内容模式，图片按一定比例缩放，
        //直到在长度或者宽度达到图像视图的边界为止。
        imageView.contentMode = .scaleAspectFit
        //将应用滤镜后的截图，赋予当前根视图中的图像视图，
        //在屏幕上显示来自视频流的截图。
        imageView.image = UIImage(cgImage: self.cgImage)
    }
    
    override func didReceiveMemoryWarning() {
        super.didReceiveMemoryWarning()
        // Dispose of any resources that can be recreated.
    }
}