[iOS]关于视频方向的若干问题 – alby

一、MOV/MP4视频文件中的Rotation元数据

iOS上内置相机应用录制的mov/mp4视频可能产生一个Rotation元数据,表示录制视频时摄像头旋转到了多少角度。其值一般为这四个:0、90、180或270。类似于图片文件的Exif信息中的Orientation元数据。
Rotation元数据用于播放器确定渲染视频的方向,但有的播放器会对其视而不见。稍后会测试几种常见的播放器/播放控件对Rotation元数据的支持。
注:
实际上视频文件的Rotation元数据并不是保存的角度值,不过如果只关心角度问题而不是图像拉伸之类的,可以这样简单理解。关于如何获取Rotation元数据角度值,有兴趣的可以参看vlc的源码
 
下面用MediaInfo看看用iPhone相机应用使用后置摄像头录制的两个视频,观察其Rotation元数据。请留意文件名分别为IMG_1427.MOV和IMG_1428.MOV,后文也会用这两个文件做对比。
1、使用后置摄像头在Portrait(竖屏,Home键在下边)模式时录制的视频,其Rotation值为90。
(图一:Rotation值为90)
 
2、使用后置摄像头在LandscapeRigth(横屏,Home键在右边)模式时录制的视频,则无Rotation元数据,或者说Rotation值为0。
(图二:无Rotation值或者说Rotation值为0)
  
关于Rotation的0、90、180和270这四个角度值可以这样理解:LandscapeRigth为0度;以Home键或摄像头为圆心,顺时针旋转到Portrait为90度;旋转到LandscapeLeft为180度;旋转到PortraitUpsideDown为270度。
 
这里先在OS X 10.10.4和Windows 8上看看这两个视频文件的属性:
1、将手机里的视频文件导出到OS X,并在Finder中看预览,两个文件的显示方向都是正确的。再查看Rotation值为90的IMG_1427.MOV视频文件的属性。显示其尺寸为1080*1920,而不是1920*1080。但不要被这个假象欺骗了,视频的实际尺寸还是1920*1080。最后看没有Rotation值或者说Rotation值为0的IMG_1428.MOV视频文件,显示其尺寸为1920*1080,一切正常。使用QuickTime播放,能正确识别出两个视频的方向。
 
(图三) 
2、在Windows资源管理器中看预览,IMG_1427.MOV和IMG_1428.MOV的显示方向都是正确的;再查看两个文件的属性,尺寸都显示为1920*1080;使用Windows Media Player播放,能正确识别出两个视频的方向。

二、常见视频播放器对方向的识别

iOS相册调出的播放器和Win8上的Windows Media Player能够正确识别出MOV/MP4的方向,即实际尺寸为1920*1080的、Rotation值为90的IMG_1427.MOV视频能够按1080*1920的尺寸并调整方向进行渲染;没有Rotation值或者说Rotation值为0的IMG_1428.MOV视频按1920*1080的尺寸并按实际方向进行渲染。Andriod也存在类似情况。
VLC for OS X(why?)和iOS的MPMoviePlayerViewControlle对Rotation没有识别,它们总是按实际尺寸和默认方向进行渲染。对于MPMoviePlayerViewControlle下面有解决方案。
Safari浏览器调出的播放器应该也是MPMoviePlayerViewController,所以也无法正确识别方向。 

三、MPMoviePlayerViewController控制视频方向

需要额外的参数来确定视频的方向,然后旋转播放器,达到各种视频——mov/mp4/m3u8等——都可以正确播放的目的。
 
1 //……
2 NSString * url = @”http://www.yourdomain.com/Videos/1.m3u8;
3 MPMoviePlayerViewController * vc = [[MPMoviePlayerViewController alloc] init];
4 vc.moviePlayer.contentURL = [NSURL URLWithString:url];
5 // 这里播放一个Rotation为90的视频,即Home键在下录制的视频
6 [self rotateVideoView:vc degrees:90];
7 [self presentMoviePlayerViewControllerAnimated:vc];
8 [vc.moviePlayer play];
9
10 //……
11 – (void)rotateVideoView:(MPMoviePlayerViewController *)movePlayerViewController degrees:(NSInteger)degrees
12 {
13 if(degrees==0||degrees==360) return;
14 if(degrees<0) degrees = (degrees % 360) + 360;
15 if(degrees>360) degrees = degrees % 360;
16 // MPVideoView在iOS8中Tag为1002,不排除苹果以后更改的可能性。参考递归查看View层次结构的lldb命令: (lldb) po [movePlayerViewController.view recursiveDescription]
17 UIView *videoView = [movePlayerViewController.view viewWithTag:1002];
18 if ([videoView isKindOfClass:NSClassFromString(@”MPVideoView)]) {
19 videoView.transform = CGAffineTransformMakeRotation(M_PI * degrees / 180.0);
20 videoView.frame = movePlayerViewController.view.bounds;
21 }
22 }

改为Category:

1 #import MPMoviePlayerViewController+Rotation.h
2
3 @implementation MPMoviePlayerViewController (Rotation)
4
5 – (void)rotateVideoViewWithDegrees:(NSInteger)degrees
6 {
7 if(degrees==0||degrees==360) return;
8 if(degrees<0) degrees = (degrees % 360) + 360;
9 if(degrees>360) degrees = degrees % 360;
10
11 // MPVideoView在iOS8中Tag为1002,不排除苹果以后更改的可能性。参考递归查看View层次结构的lldb命令: (lldb) po [movePlayerViewController.view recursiveDescription]
12 UIView *videoView = [self.view viewWithTag:1002];
13 if ([videoView isKindOfClass:NSClassFromString(@”MPVideoView)]) {
14 videoView.transform = CGAffineTransformMakeRotation(M_PI * degrees / 180.0);
15 videoView.frame = self.view.bounds;
16 }
17 }
18
19 @end

四、HTML5控制视频方向 

在video标签中增加 style=”-webkit-transform: rotate(90deg);” ,不过控件也被旋转了。这就需要将默认播放控件隐藏了并且自绘控件,此略。

五、使用ffmpeg写入Rotation元数据 

对于没有Rotation元数据的mp4文件,可通过ffmpeg等工具写入。比如视频需要顺时针旋转90度显示:
 ffmpeg -i input.mp4 -c copy -metadata:s:v:0 rotate=90 output.mp4 
注:
如果愿意,写入非0、180或270的值,比如45之类的也是可以的。 

六、获取视频方向(角度) 

+ (NSUInteger)degressFromVideoFileWithURL:(NSURL *)url
{
NSUInteger degress
= 0;

AVAsset *asset = [AVAsset assetWithURL:url];
NSArray
*tracks = [asset tracksWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
if([tracks count] > 0) {
AVAssetTrack
*videoTrack = [tracks objectAtIndex:0];
CGAffineTransform t
= videoTrack.preferredTransform;

if(t.a == 0 && t.b == 1.0 && t.c == –1.0 && t.d == 0){
// Portrait
degress = 90;
}
else if(t.a == 0 && t.b == –1.0 && t.c == 1.0 && t.d == 0){
// PortraitUpsideDown
degress = 270;
}
else if(t.a == 1.0 && t.b == 0 && t.c == 0 && t.d == 1.0){
// LandscapeRight
degress = 0;
}
else if(t.a == –1.0 && t.b == 0 && t.c == 0 && t.d == –1.0){
// LandscapeLeft
degress = 180;
}
}

return degress;
}

七、按正确方向对视频进行截图

关键点是将AVAssetImageGrnerator对象的appliesPreferredTrackTransform属性设置为YES。
 

1 + (UIImage *)extractImageFromVideoFileWithUrl:(NSURL *)url
2 {
3 NSDictionary *opts = @{AVURLAssetPreferPreciseDurationAndTimingKey:@(NO)};
4 AVURLAsset *asset = [[AVURLAsset alloc] initWithURL:url options:opts];
5 AVAssetImageGenerator *gen = [[AVAssetImageGenerator alloc] initWithAsset:asset];
6 // 应用方向
7 gen.appliesPreferredTrackTransform = YES;
8 CMTime time = CMTimeMakeWithSeconds(1, 60);
9 NSError *error = nil;
10 CMTime actualTime;
11 CGImageRef image = [gen copyCGImageAtTime:time actualTime:&actualTime error:&error];
12 if(error)
13 {
14 DLog(@”%@ %@,__FUNCTION_FILE_LINE__,error);
15 return nil;
16 }
17 UIImage *thumb = [[UIImage alloc] initWithCGImage:image];
18 CGImageRelease(image);
19
20 return thumb;
21 } 

八、实时视频的方向处理

使用AVFoundation制作自定义相机时,采集出来的视频帧保存在CMSampleBufferRef结构中,颜色空间可以设置为RGB或YUV。进行一些内存操作就可实现旋转。以下代码是针对YUV的。 
注:
这种涉及大量内存拷贝的操作,实际应用中要权衡其利弊。

1、RGB24旋转90度  
1 // RGB24旋转90度
2 void RGB24Rotate90(int8_t *des, const int8_t *src, int width, int height)
3 {
4 if(!des || !src) return;
5
6 int n = 0;
7 int linesize = width * 3;
8 int i, j;
9 // 逆时针旋转
10 for (j = width; j > 0; j–) {
11 for (i = 0; i < height; i++) {
12 memccpy(&des[n], &src[linesize * i + j * 33], 0, 3);
13 n += 3;
14 }
15 }
16 /*
17 // 顺时针旋转
18 for (j = 0 ; j < width; j++) {
19 for (i = height; i > 0; i–) {
20 memccpy(&des[n], &src[linesize * (i – 1) + j * 3 – 3], 0, 3);
21 n += 3;
22 }
23 }
24 */
25 }

 
2、RGB24旋转90度  
1 // YUV420旋转90度
2 void YUV420Rotate90(int8_t *des, const int8_t *src, int width, int height)
3 {
4 int i = 0, j = 0, n = 0;
5 int hw = width / 2, hh = height / 2;
6
7 const int8_t *ptmp = src;
8 for (j = width; j > 0; j–) {
9 for (i = 0; i < height; i++) {
10 des[n++] = ptmp[width * i + j];
11 }
12 }
13
14 ptmp = src + width * height;
15 for (j = hw; j > 0; j–) {
16 for (i = 0; i < hh; i++) {
17 des[n++] = ptmp[hw * i + j];
18 }
19 }
20
21 ptmp = src + width * height * 5 / 4;
22 for (j = hw; j > 0; j–) {
23 for (i = 0; i < hh; i++) {
24 des[n++] = ptmp[hw * i + j];
25 }
26 }
27 }

或:

1 int8_t[] rotateYUV420Degree90(int8_t[] data, int imageWidth, int imageHeight)
2 {
3 int8_t [] yuv = new int8_t[imageWidth*imageHeight*3/2];
4 // Rotate the Y luma
5 int i = 0;
6 for(int x = 0;x < imageWidth;x++)
7 {
8 for(int y = imageHeight-1;y >= 0;y–)
9 {
10 yuv[i] = data[y*imageWidth+x];
11 i++;
12 }
13 }
14 // Rotate the U and V color components
15 i = imageWidth*imageHeight*3/21;
16 for(int x = imageWidth-1;x > 0;x=x-2)
17 {
18 for(int y = 0;y < imageHeight/2;y++)
19 {
20 yuv[i] = data[(imageWidth*imageHeight)+(y*imageWidth)+x];
21 i–;
22 yuv[i] = data[(imageWidth*imageHeight)+(y*imageWidth)+(x-1)];
23 i–;
24 }
25 }
26 return yuv;
27 }

九、参考资料: 

http://www.rosoo.net/a/201006/9689.html
http://stackoverflow.com/questions/14167976/rotate-an-yuv-byte-array-on-android
 
 

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