短視頻實時濾鏡（GPUImageVideoCamera）
demo下載地址：https://github.com/SXDgit/ZB_GPUImageVideoCamera
先看效果圖：
直接上代碼，后面解釋：
- (void)createVideoCamera {
// 創建畫面捕獲器
self.videoCamera = [[GPUImageVideoCamera alloc]initWithSessionPreset:AVCaptureSessionPreset640x480 cameraPosition:AVCaptureDevicePositionBack];
// 輸出方向為豎屏
self.videoCamera.outputImageOrientation = UIInterfaceOrientationPortrait;
self.videoCamera.horizontallyMirrorRearFacingCamera = NO;
self.videoCamera.horizontallyMirrorFrontFacingCamera = NO;
self.videoCamera.runBenchmark = YES;
// 構建組合濾鏡
[self addGPUImageFilter:self.sepiaFilter];
[self addGPUImageFilter:self.monochromeFilter];
// 創建畫面呈現控件
self.filterView = [[GPUImageView alloc]initWithFrame:self.view.frame];
self.filterView.fillMode = kGPUImageFillModePreserveAspectRatio;
self.view = self.filterView;
[self.videoCamera addTarget:self.filterView];
// 相機運行
[self.videoCamera startCameraCapture];
[self configMovie];
}
- (void)configMovie {
// 設置寫入地址
self.pathToMovie = [NSHomeDirectory() stringByAppendingPathComponent:[NSString stringWithFormat:@"Documents/ZBMovied%u.mp4", arc4random() % 1000]];
// movieUrl指視頻寫入的地址
self.moviewURL = [NSURL fileURLWithPath:_pathToMovie];
self.movieWriter = [[GPUImageMovieWriter alloc]initWithMovieURL:_moviewURL size:CGSizeMake(480.0, 640.0)];
_movieWriter.encodingLiveVideo = YES;
// 設置聲音
_videoCamera.audioEncodingTarget = _movieWriter;
}
- (void)addGPUImageFilter:(GPUImageFilter *)filter {
[self.filterGroup addFilter:filter];
GPUImageOutput<GPUImageInput> *newTerminalFilter = filter;
NSInteger count = self.filterGroup.filterCount;
if (count == 1) {
self.filterGroup.initialFilters = @[newTerminalFilter];
self.filterGroup.terminalFilter = newTerminalFilter;
}else {
GPUImageOutput<GPUImageInput> *terminalFilter = self.filterGroup.terminalFilter;
NSArray *initialFilters = self.filterGroup.initialFilters;
[terminalFilter addTarget:newTerminalFilter];
self.filterGroup.initialFilters = @[initialFilters[0]];
self.filterGroup.terminalFilter = newTerminalFilter;
}
}
- (void)switchButtonAction {
// 切換攝像頭前后翻轉
[self.videoCamera rotateCamera];
self.switchButton.selected = !self.switchButton.selected;
}
GPUImageFilter是用來接收源圖像，通過自定義的頂點、片元著色器來渲染新的圖像，并在繪制完成后通知響應鏈的下一個對象。
GPUImageVideoCamera提供來自攝像頭的圖像數據作為源數據，是GPUImageOutput的子類，一般是響應鏈的源頭。
GPUImageView一般用于顯示GPUImage的圖像，是響應鏈的終點。
GPUImageFilterGroup是多個filter的集合，terminalFilter為最終的filter，initialFilter是filter數組。本身不繪制圖像，對它的添加刪除Target操作，都會轉為terminalFilter的操作。
GPUImageMovieWriter是和GPUImageView處于同一地位的，都是視頻輸出類，只不過一個是輸出到文件，一個輸出到屏幕。GPUImageBeautifyFilter是基于GPUImage的實時美顏濾鏡中的美顏濾鏡，來自琨君。它是繼承于GPUImageFilterGroup。包括了GPUImageBilateralFilter、GPUImageCannyEdgeDetectionFilter、GPUImageCombinationFilter、GPUImageHSBFilter。
繪制流程
- 1、
GPUImageVideoCamera捕獲攝像頭圖像調用newFrameReadyAtTime: atIndex:通知GPUImageBeautifyFilter； - 2、
GPUImageBeautifyFilter調用newFrameReadyAtTime: atIndex:通知GPUImageBilateralFliter輸入紋理已經準備好； - 3、
GPUImageBilateralFliter繪制圖像后在informTargetsAboutNewFrameAtTime()，調用setInputFramebufferForTarget: atIndex:把繪制的圖像設置為GPUImageCombinationFilter輸入紋理，并通知GPUImageCombinationFilter紋理已經繪制完畢； - 4、
GPUImageBeautifyFilter調用newFrameReadyAtTime: atIndex:通知GPUImageCannyEdgeDetectionFilter輸入紋理已經準備好； - 5、同3，
GPUImageCannyEdgeDetectionFilter繪制圖像后，把圖像設置為GPUImageCombinationFilter輸入紋理； - 6、
GPUImageBeautifyFilter調用newFrameReadyAtTime: atIndex:通知GPUImageCombinationFilter輸入紋理已經準備好； - 7、
GPUImageCombinationFilter判斷是否有三個紋理，三個紋理都已經準備好后調用GPUImageThreeInputFilter的繪制函數renderToTextureWithVertices: textureCoordinates:，圖像繪制完后，把圖像設置為GPUImageHSBFilter的輸入紋理，通知GPUImageHSBFilter紋理已經繪制完畢； - 8、
GPUImageHSBFilter調用renderToTextureWithVertices: textureCoordinates:繪制圖像，完成后把圖像設置為GPUImageView的輸入紋理，并通知GPUImageView輸入紋理已經繪制完畢； - 9、
GPUImageView把輸入紋理繪制到自己的幀緩存，然后通過[self.context presentRenderbuffer:GL_RENDERBUFFER]顯示到UIView上。
核心思路
通過GPUImageVideoCamera采集音視頻的信息，音頻信息直接發送給GPUImageMovieWriter，視頻信息傳入響應鏈作為源頭，渲染后的視頻信息再寫入GPUImageMovieWriter，同時GPUImageView顯示再屏幕上。
通過源碼可以知道GPUImage是使用AVFoundation框架來獲取視頻的。
AVCaptureSession類從AV輸入設備的采集數據到制定的輸出。
為了實現實時的圖像捕獲，要實現AVCaptureSession類，添加合適的輸入（AVCaptureDeviceInput）和輸出（比如AVCaptureMovieFileOutput）調用startRunning開始輸入到輸出的數據流，調用stopRunning停止數據流。需要注意的是startingRunning函數會花費一定的時間，所以不能在主線程調用，防止卡頓。
流程解析：
1、找到物理設備攝像頭
_inputCamera、麥克風_microphone，創建攝像頭輸入videoInput和麥克風輸入audioInput。2、設置
videoInput和audioInput為_captureSession的輸入，同時設置videoOutput和audioOutput為_captureSession的輸出，并且設置videoOutput和audioOutput的輸出delegate。3、
_captureSession調用startRunning，開始捕獲信號。4、音頻數據到達，把數據轉發給之前設置的
audioEncodingTarget，并通過調用assetWriterAudioInput的appendSampleBuffer方法寫入音頻數據。5、視頻數據到達，視頻數據傳入響應鏈，經過處理后通過
assetWriterPixelBufferInput的appendSampleBuffer方法寫入視頻數據。6、視頻錄制完成，保存寫入手機相冊。
踩過的坑
1、錄制后保存在相冊里的視頻是白屏？
在初始化movieWriter的過程中，使用addTarget:增加了濾鏡導致。
2、錄制完視頻后，再次點擊錄制，會crash？
報錯的原因是[AVAssetWriter startWriting] Cannot call method when status is 3，報錯是在[self.movieWriter startRecording];這行代碼，追溯源碼，可以看到GPUImageMovieWriter是對AssetWriter進行了一次封裝，其核心的寫文件還是由AssetWriter完成。
通過源碼可以發現[self.movieWriter finishRecording];以后并沒有新建一個AssetWriter實例。所以可以保存視頻到相冊成功后，加入下面幾行代碼：
- (void)videoCameraReset {
[_videoCamera removeTarget:_movieWriter];
[[NSFileManager defaultManager] removeItemAtURL:_moviewURL error:nil];
[self initMovieWriter];
[_videoCamera addTarget:_movieWriter];
}
- (void)initMovieWriter {
_movieWriter = [[GPUImageMovieWriter alloc]initWithMovieURL:_moviewURL size:CGSizeMake(480.0, 640.0)];
_movieWriter.encodingLiveVideo = YES;
}
1、攝像頭實例取消對GPUImageMovieWriter的綁定，因為重新實例化新的GPUImageMovieWriter以后原來的實例就沒用了。
2、刪除原來已經寫好的影片文件，如果新的實例直接寫入已存在的文件會報錯AVAssetWriterStatusFailed。
3、重新實例化一個GPUImageMovieWriter。
4、把新的GPUImageMovieWriter綁定到攝像頭實例。
這樣以后就可以不同的錄制保存了。參考[紹棠] GPUImageMovieWriter 無法2次錄像 報錯：[AVAssetWriter startWriting] Cannot call method when status is 3
參考資料：落影大佬的GPUImage文集
