[iOS]關於視頻方向的若干問題

版本：

OS X 10.10.5

Xcode 6.4(6E35b)

iOS >= 7 

一、MOV/MP4視頻文件中的Rotation元數據

iOS上內置相機應用錄制的mov/mp4視頻可能產生一個Rotation元數據，表示錄制視頻時攝像頭旋轉到了多少角度。其值一般為這四個：0、90、180或270。類似於圖片文件的 Exif信息中的Orientation元數據。

Rotation元數據用於播放器確定渲染視頻的方向，但有的播放器會對其視而不見。稍后會測試幾種常見的播放器/播放控件對Rotation元數據的支持。

注：

實際上視頻文件的Rotation元數據並不是保存的角度值，不過如果只關心角度問題而不是圖像拉伸之類的，可以這樣簡單理解。關於如何獲取Rotation元數據角度值，有興趣的可以參看 vlc的源碼。

 

下面用MediaInfo看看用iPhone相機應用使用后置攝像頭錄制的兩個視頻，觀察其Rotation元數據。請留意文件名分別為IMG_1427.MOV和IMG_1428.MOV，后文也會用這兩個文件做對比。

1、使用后置攝像頭在Portrait(豎屏，Home鍵在下邊）模式時錄制的視頻，其Rotation值為90。

（圖一：Rotation值為90）

 

2、使用后置攝像頭在LandscapeRigth(橫屏，Home鍵在右邊）模式時錄制的視頻，則無Rotation元數據，或者說Rotation值為0。

（圖二：無Rotation值或者說Rotation值為0）

  

關於Rotation的0、90、180和270這四個角度值可以這樣理解：LandscapeRigth為0度；以Home鍵或攝像頭為圓心，順時針旋轉到Portrait為90度；旋轉到LandscapeLeft為180度；旋轉到PortraitUpsideDown為270度。

 

這里先在OS X 10.10.4和Windows 8上看看這兩個視頻文件的屬性：

1、將手機里的視頻文件導出到OS X，並在Finder中看預覽，兩個文件的顯示方向都是正確的。再查看Rotation值為90的IMG_1427.MOV視頻文件的屬性。顯示其尺寸為1080*1920，而不是1920*1080。但不要被這個假象欺騙了，視頻的實際尺寸還是1920*1080。最后看沒有Rotation值或者說Rotation值為0的IMG_1428.MOV視頻文件，顯示其尺寸為1920*1080，一切正常。使用QuickTime播放，能正確識別出兩個視頻的方向。

 

（圖三） 

2、在Windows資源管理器中看預覽，IMG_1427.MOV和IMG_1428.MOV的顯示方向都是正確的；再查看兩個文件的屬性，尺寸都顯示為1920*1080；使用Windows Media Player播放，能正確識別出兩個視頻的方向。

二、常見視頻播放器對方向的識別

iOS相冊調出的播放器和Win8上的Windows Media Player能夠正確識別出MOV/MP4的方向，即實際尺寸為1920*1080的、Rotation值為90的IMG_1427.MOV視頻能夠按1080*1920的尺寸並調整方向進行渲染；沒有Rotation值或者說Rotation值為0的IMG_1428.MOV視頻按1920*1080的尺寸並按實際方向進行渲染。Andriod也存在類似情況。

VLC for OS X(why?)和iOS的MPMoviePlayerViewControlle對Rotation沒有識別，它們總是按實際尺寸和默認方向進行渲染。對於MPMoviePlayerViewControlle下面有解決方案。

Safari瀏覽器調出的播放器應該也是MPMoviePlayerViewController，所以也無法正確識別方向。 

三、MPMoviePlayerViewController控制視頻方向

需要額外的參數來確定視頻的方向，然后旋轉播放器，達到各種視頻——mov/mp4/m3u8等——都可以正確播放的目的。

 

//…...
    NSString * url = @"http://www.yourdomain.com/Videos/1.m3u8";
    MPMoviePlayerViewController * vc = [[MPMoviePlayerViewController alloc] init];
    vc.moviePlayer.contentURL = [NSURL URLWithString:url];
    // 這里播放一個Rotation為90的視頻，即Home鍵在下錄制的視頻
    [self rotateVideoView:vc degrees:90];
    [self presentMoviePlayerViewControllerAnimated:vc];
    [vc.moviePlayer play];
 
//…...
- (void)rotateVideoView:(MPMoviePlayerViewController *)movePlayerViewController degrees:(NSInteger)degrees
{
    if(degrees==0||degrees==360) return;
    if(degrees<0) degrees = (degrees % 360) + 360;
    if(degrees>360) degrees = degrees % 360;
    // MPVideoView在iOS8中Tag為1002，不排除蘋果以后更改的可能性。參考遞歸查看View層次結構的lldb命令： (lldb) po [movePlayerViewController.view recursiveDescription]
    UIView *videoView = [movePlayerViewController.view viewWithTag:1002];
    if ([videoView isKindOfClass:NSClassFromString(@"MPVideoView")]) {
        videoView.transform = CGAffineTransformMakeRotation(M_PI * degrees / 180.0);
        videoView.frame = movePlayerViewController.view.bounds;
    }
}

改為Category:

#import "MPMoviePlayerViewController+Rotation.h"

@implementation MPMoviePlayerViewController (Rotation)

- (void)rotateVideoViewWithDegrees:(NSInteger)degrees
{
    if(degrees==0||degrees==360) return;
    if(degrees<0) degrees = (degrees % 360) + 360;
    if(degrees>360) degrees = degrees % 360;
   
    // MPVideoView在iOS8中Tag為1002，不排除蘋果以后更改的可能性。參考遞歸查看View層次結構的lldb命令： (lldb) po [movePlayerViewController.view recursiveDescription]
    UIView *videoView = [self.view viewWithTag:1002];
    if ([videoView isKindOfClass:NSClassFromString(@"MPVideoView")]) {
        videoView.transform = CGAffineTransformMakeRotation(M_PI * degrees / 180.0);
        videoView.frame = self.view.bounds;
    }
}

@end

四、HTML5控制視頻方向 

在video標簽中增加  style="-webkit-transform: rotate(90deg);” ，不過控件也被旋轉了。這就需要將默認播放控件隱藏了並且自繪控件，此略。

五、使用ffmpeg寫入Rotation元數據 

對於沒有Rotation元數據的mp4文件，可通過ffmpeg等工具寫入。比如視頻需要順時針旋轉90度顯示：

  ffmpeg -i input.mp4 -c copy -metadata:s:v:0 rotate=90 output.mp4 

注：

如果願意，寫入非0、90、180或270的值，比如45之類的也是可以的。  

六、獲取視頻方向(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、按正確方向對視頻進行截圖

關鍵點是將AVAssetImageGrnerator對象的appliesPreferredTrackTransform屬性設置為YES。

 

+ (UIImage *)extractImageFromVideoFileWithUrl:(NSURL *)url
{
    NSDictionary *opts = @{AVURLAssetPreferPreciseDurationAndTimingKey:@(NO)};
    AVURLAsset *asset = [[AVURLAsset alloc] initWithURL:url options:opts];
    AVAssetImageGenerator *gen = [[AVAssetImageGenerator alloc] initWithAsset:asset];
    // 應用方向
    gen.appliesPreferredTrackTransform = YES;
    CMTime time = CMTimeMakeWithSeconds(1, 60);
    NSError *error = nil;
    CMTime actualTime;
    CGImageRef image = [gen copyCGImageAtTime:time actualTime:&actualTime error:&error];
    if(error)
    {
        DLog(@"%@ %@",__FUNCTION_FILE_LINE__,error);
        return nil;
    }
    UIImage *thumb = [[UIImage alloc] initWithCGImage:image];
    CGImageRelease(image);
   
    return thumb;
} 

八、實時視頻的方向處理

使用AVFoundation制作自定義相機時，采集出來的視頻幀保存在CMSampleBufferRef結構中，顏色空間可以設置為sRGB或YUV。進行一些內存操作就可實現旋轉。以下代碼是針對YUV的。 

注：

這種涉及大量內存拷貝的操作，實際應用中要權衡其利弊。以下代碼未經過測試。

1、RGB24旋轉90度  

// RGB24旋轉90度
void RGB24Rotate90(int8_t *des, const int8_t *src, int width, int height)
{
    if(!des || !src) return;
   
    int n = 0;
    int linesize = width * 3;
    int i, j;
    // 逆時針旋轉
    for (j = width; j > 0; j--) {
        for (i = 0; i < height; i++) {
            memccpy(&des[n], &src[linesize * i + j * 3 - 3], 0, 3);
            n += 3;
        }
    }
    /*
    // 順時針旋轉
    for (j = 0 ; j < width; j++) {
        for (i = height; i > 0; i--) {
            memccpy(&des[n], &src[linesize * (i - 1) + j * 3 - 3], 0, 3);
            n += 3;
        }
    }
    */
}

 

2、RGB24旋轉90度  

// YUV420旋轉90度
void YUV420Rotate90(int8_t *des, const int8_t *src, int width, int height)
{
    int i = 0, j = 0, n = 0;
    int hw = width / 2, hh = height / 2;
   
    const int8_t *ptmp = src;
    for (j = width; j > 0; j--) {
        for (i = 0; i < height; i++) {
            des[n++] = ptmp[width * i + j];
        }
    }
   
    ptmp = src + width * height;
    for (j = hw; j > 0; j--) {
        for (i = 0; i < hh; i++) {
            des[n++] = ptmp[hw * i + j];
        }
    }
   
    ptmp = src + width * height * 5 / 4;
    for (j = hw; j > 0; j--) {
        for (i = 0; i < hh; i++) {
            des[n++] = ptmp[hw * i + j];
        }
    }
}

或：

int8_t[] rotateYUV420Degree90(int8_t[] data, int imageWidth, int imageHeight)
{
    int8_t [] yuv = new int8_t[imageWidth*imageHeight*3/2];
    // Rotate the Y luma
    int i = 0;
    for(int x = 0;x < imageWidth;x++)
    {
        for(int y = imageHeight-1;y >= 0;y--)
        {
            yuv[i] = data[y*imageWidth+x];
            i++;
        }
    }
    // Rotate the U and V color components
    i = imageWidth*imageHeight*3/2-1;
    for(int x = imageWidth-1;x > 0;x=x-2)
    {
        for(int y = 0;y < imageHeight/2;y++)
        {
            yuv[i] = data[(imageWidth*imageHeight)+(y*imageWidth)+x];
            i--;
            yuv[i] = data[(imageWidth*imageHeight)+(y*imageWidth)+(x-1)];
            i--;
        }
    }
    return yuv;
}

九、參考資料： 

http://www.rosoo.net/a/201006/9689.html

http://stackoverflow.com/questions/14167976/rotate-an-yuv-byte-array-on-android