iOS 音視訊學習-視訊錄製
前言
伴隨著大火的短視訊應用，正好自己也有點時間，就稍微學習了一下視訊相關的內容。
這種多媒體技術並沒有想象的那麼簡單，這算是一個技術方向了。我把這些視訊相關的技術分為了兩部分，暫且叫做應用層面和底層技術層面（自己取得名字並不準確）。
應用層面可以理解為呼叫一些系統的api或者使用一些三方的框架，完成專案中的需求。從一個視訊類app的流程來說，可能就要包括視訊的錄製，視訊的處理（多段合成一段，新增背景音樂等），視訊的播放等，當然了還包括一些濾鏡效果，美顏效果，甚至是一些特效。
底層技術呢，就包括視訊如何編碼解碼，相機濾鏡美顏特效的一些實現。
坦白的說，從這兩個方面來說，我都很菜，這段時間的學習就算是這方面一個進階的過程吧。首先先從應用的角度來入手，畢竟有專案驅動的話，首先咱得先把某些效果給實現了，然後再考慮他們底層一些的技術。
視訊入門
視訊實質：
純粹的視訊（不包括音訊）實質上就是一組幀圖片，經過視訊編碼成為視訊（video）檔案再把音訊（audio）檔案有些還有字幕檔案組裝在一起成為我們看到的視訊（movie）檔案。1秒內出現的圖片數就是幀率，圖片間隔越小畫面就越流暢，所以幀率越高效果就越好，需要的儲存空間也就越多。視訊格式：
MP4、MOV、AVI、RMVB這些播放格式其實都是封裝格式，除了RMVB比較特殊外，其他格式內封裝的視訊編碼格式都是H264，H264以高壓縮率聞名於世，壓縮效率比MEPG-2提升一倍多，但是世上沒有兩全其美的事，H264的解碼難度提高了3倍多。
這兩個概念就足以為我自己掃盲了。我們之前接觸到的視訊檔案，其實我們不能單一把它當做一個檔案，其實他是一種封裝。它包括了純粹的視訊，也就是一連串的圖片，包括音訊，還可能包括了字幕。
視訊錄製
我上網看了很多的文章，總結起來實現視訊的錄製有三種方法可以用。
- UIImagePickerController
- AVCaptureSession + AVCaptureMovieFileOutput
- AVCaptureSession + AVAssetWriter
下面我們來分別說一下這三種方式的。
第一種：UIImagePickerController是使用起來最簡單的，當然可定製化也是最低的，只能設定一些簡單的引數來實現基本的視訊錄製的效果。如果你想自定義錄製介面的UI，那你就只能拋棄這個簡單的方法了。
第二、三兩種方式要使用AVFoundation框架。
在AVFoundation框架中，關於視訊錄製的是要的類是AVCaptureSession，他負責調配輸入和輸出，算是總的管理。單獨管理輸入的是AVCaptureDeviceInput這個類。
AVFoundation中類很多，一個類會有各種屬性，用起來比較麻煩。我們第一次使用就先著重瞭解這個整體流程和主要的那幾個類。
第二種方法中使用了AVCaptureMovieFileOutput來作為輸出，這是一個需要很少配置就可以直接輸出視訊的類，什麼意思呢，也就是使用第二種AVCaptureSession + AVCaptureMovieFileOutput的方式錄製視訊，在你結束錄製之後，AVCaptureMovieFileOutput會幫你直接生成一個視訊檔案到你指定的路徑下，好處就是便捷，直接輸出了視訊檔案。
第三種方法我個人覺得是最麻煩的，因為它處理的最原始的資料，而且視訊資料和音訊資料是分開處理，同時這也提高了這種方法的可定製性。
這種方法是通過AVCaptureVideoDataOutput和AVCaptureAudioDataOutput 分別拿到原始的視訊和音訊的資料，再進行處理。我們拿到這些原始的資料流可以來為設定很多引數，也可以新增背景音樂水印等。然後通過AVAssetWriter把這些資料流處理合成視訊檔案。
當然了，第二和三兩種方法中，我們還需要AVCaptureVideoPreviewLayer來實時預覽攝像頭的畫面。（也就是說我們攝像頭捕獲的畫面，是通過這個類來管理展示的）
程式碼示例和DEMO
這部分具體的操作邏輯就是上面描述的這個樣子，主要的東西都在程式碼上。每個功能類的初始化，各種屬性配置，使用AVAssetWriter時資料時如何寫入的，這都是一個個麻煩的點。還好我從網上發現了一份特別棒的程式碼，然後照著大神的程式碼敲了一遍，然後針對我想實現的功能做了一點點修改，我把改後的程式碼放到百度網盤了。
下面是第二種方法裡面的一段程式碼，從中可以看出整個流程來
#pragma mark - 主要過程
- (void)setUpWithType:(VideoViewType)type {
/// -1. 提前非同步建立儲存路徑
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
[self videoFold];
});
///0. 初始化捕捉會話，資料的採集都在會話中處理
[self setUpInit];
///1. 設定視訊的輸入
[self setUpVideo];
///2. 設定音訊的輸入
[self setUpAudio];
///3.新增寫入檔案的fileoutput
[self setUpFileOut];
///4. 視訊的預覽層
[self setUpPreviewLayerWithType:type];
///5. 開始採集畫面
[self.session startRunning];
}這個地方要宣告一下，那個第-1步提前非同步建立儲存路徑是我加上的，之前程式碼裡面沒有，為什麼要加這一步呢？
再點選了開始錄製按鈕之後呢，會出現短暫的卡頓然後才開始錄製，我分析了一下可能是在第3步的時候有建立路徑的操作，大家都知道，都檔案的操作是比較耗時的，所以我才在最開始就先非同步把路徑提前建立好了，然後正真開始錄製的時候就會免去這一步耗時的操作，體驗好一些，當然這是我的想法。
視訊錄製的細節功能
我們從專案開始講起吧 ~ 
這是專案結構，我提前宣告一下，那個RecordVideo檔案中我是照著大神的FileOut檔案中的程式碼敲得（也就是視訊錄製的第二種方法），裡面有一些小改動。然後針對第三種方法的程式碼修改我都是直接在AVAssetWriter這個檔案中直接改的。
下面是重點
原來這份程式碼只是從三個方面實現了視訊錄製的功能，三種方法實現的效果都是一樣的，就是簡單的視訊錄製。
但是在實際的專案中，我們有時候會遇到這麼一個需求，那就是在錄製的過程中暫停，然後恢復錄製。
我從網上看了一下，找到了兩種實現方法。一種是通過暫停時候的時間偏移量計算來實現，第二種是多段視訊拼接。第一種我暫時還沒能深入的瞭解，所以我通過修改AVAssetWriter這個檔案中的程式碼，來實現一下多段視訊拼接的思路。
我的修改是這樣的：
- 點選開始錄製是開始錄製第一段視訊，點選停止的時候就停止錄製並生成第一段視訊 （之前是點選了停止生成視訊直接跳到下一級頁面播放了）
- 再一次點選開始錄製的時候，開始錄製第二段，點選停止時停止錄製並生成第二段。
- 以此類推
- 在view上我添加了一個錄製完成的button，點選這個button就開始把之前的多段視訊合成一段。（點選button之後注意看xcode的列印臺）
- 合成完成之後。直接跳轉到下一個頁面預覽我們生成的視訊檔案。
視訊合成的程式碼可以去FMWVideoView這個類中的下面方法中看，我給了很多註釋。
//////////////// 視訊合成////////////
- (void)showFiles{}上面方法的程式碼也有很多不足的地方，比如說如果給整個視訊錄製規定一個最大時間長度，上面實現的分段錄製並沒有收到這個最大時間的限制，這都是要進一步完善的地方，重點在於這個分段錄製合成的思路。
兩點補充
使用AVAssetWriter完成視訊錄製
在用AVAssetWriter實現錄製的時候，視訊資料和音訊資料分別是使用AVCaptureVideoDataOutput和AVCaptureAudioDataOutput來進行輸出，他與之前的AVCaptureMovieFileOutput輸出不同的是，AVCaptureMovieFileOutput會直接輸出來視訊檔案，但是AVCaptureVideoDataOutput和AVCaptureAudioDataOutput輸出的是原始的資料，再結合AVAssetWriter的把原始資料寫成檔案的能力來實現整個錄製過程。
AVAssetWriter實現錄製視訊相對來說麻煩一點，具體麻煩在把採集到的資料寫成檔案的這個過程。其實具體的實現流程並沒有什麼難懂，關鍵是這寫類的用法問題。還有在寫入檔案時，視訊和音訊是分開處理的。具體的用法，程式碼寫的很清楚，大家可以看一下。
關於視訊更改背景音樂的思考
上面說到兩個視訊合成一個視訊的例子，其實更改背景音樂用到的就是這種方法。
舉個例子說，就像我們說過的，我們要把A和B兩個視訊合成一個新的視訊，我們會建立一個視訊軌道一個音訊軌道，然後把A和B的視訊部分提取出來加到視訊軌道中，音訊部分提取出來加到音訊軌道中，然後用這兩個軌道合成一個檔案。我們在更改背景音樂的時候，就是要處理這個音訊軌道，在這個音訊軌道中，我們不再是新增之前檔案的音訊部分，而且把我們需要的那個背景音樂新增到音訊軌道中，用添加了背景音樂的音訊軌道和視訊軌道合成視訊檔案。
當然了，這裡面還涉及一些是否保留原音，或者或者跟範圍有關的一些問題，大家可以自己再研究一下。
接下來學習
濾鏡效果。
特別感謝
參考文章
音視訊相關的東西太多太多，我們一邊學習，一邊領悟吧。