[iOS]关于视频方向的若干问题

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 }

View Code

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、90、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 * 3 - 3], 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 }

View Code

 

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 }

View Code

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*3/2-1;

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 }

View Code

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