【如何快速的开发一个完整的iOS直播app】(美颜篇)

利用GPUImage处理直播过程中美颜的流程

采集视频 => 获取每一帧图片 => 滤镜处理 => GPUImageView展示

美颜原理.png

美颜基本概念

GPU：（Graphic Processor Unit图形处理单元）手机或者电脑用于图像处理和渲染的硬件

GPU工作原理：采集数据-> 存入主内存(RAM) -> CPU(计算处理) -> 存入显存(VRAM) -> GPU(完成图像渲染) -> 帧缓冲区 -> 显示器

GPU工作原理.jpg

OpenGL ES：（Open Graphics Library For Embedded(嵌入的) Systems开源嵌入式系统图形处理框架），一套图形与硬件接口，用于把处理好的图片显示到屏幕上。

GPUImage:是一个基于OpenGL ES 2.0图像和视频处理的开源iOS框架，提供各种各样的图像处理滤镜，并且支持照相机和摄像机的实时滤镜，内置120多种滤镜效果，并且能够自定义图像滤镜。

滤镜处理的原理:就是把静态图片或者视频的每一帧进行图形变换再显示出来。它的本质就是像素点的坐标和颜色变化

GPUImage处理画面原理

GPUImage采用链式方式来处理画面,通过addTarget:方法为链条添加每个环节的对象，处理完一个target,就会把上一个环节处理好的图像数据传递下一个target去处理，称为GPUImage处理链。

比如：墨镜原理，从外界传来光线，会经过墨镜过滤，在传给我们的眼睛，就能感受到大白天也是乌黑一片，哈哈。

一般的target可分为两类

中间环节的target, 一般是各种filter, 是GPUImageFilter或者是子类.

最终环节的target, GPUImageView：用于显示到屏幕上, 或者GPUImageMovieWriter：写成视频文件。

GPUImage处理主要分为3个环节

source(视频、图片源) -> filter（滤镜） -> final target (处理后视频、图片)

GPUImaged的Source:都继承GPUImageOutput的子类，作为GPUImage的数据源,就好比外界的光线，作为眼睛的输出源

GPUImageVideoCamera：用于实时拍摄视频

GPUImageStillCamera：用于实时拍摄照片

GPUImagePicture：用于处理已经拍摄好的图片，比如png,jpg图片

GPUImageMovie：用于处理已经拍摄好的视频,比如mp4文件

GPUImage的filter:GPUimageFilter类或者子类，这个类继承自GPUImageOutput,并且遵守GPUImageInput协议，这样既能流进，又能流出，就好比我们的墨镜，光线通过墨镜的处理，最终进入我们眼睛

GPUImage的final target:GPUImageView,GPUImageMovieWriter就好比我们眼睛，最终输入目标。

GPUImage处理原理.png

美颜原理

磨皮(GPUImageBilateralFilter)：本质就是让像素点模糊，可以使用高斯模糊，但是可能导致边缘会不清晰，用双边滤波(Bilateral Filter) ，有针对性的模糊像素点，能保证边缘不被模糊。

美白(GPUImageBrightnessFilter)：本质就是提高亮度。

美颜效果

关注效果，忽悠本人

GPUImage原生美颜效果

GPUImage原生.gif

利用美颜滤镜实现效果

美颜滤镜处理.gif

GPUImage实战

GPUImage原生美颜

步骤一：使用Cocoapods导入GPUImage

步骤二：创建视频源GPUImageVideoCamera

步骤三：创建最终目的源：GPUImageView

步骤四：创建滤镜组(GPUImageFilterGroup)，需要组合亮度(GPUImageBrightnessFilter)和双边滤波(GPUImageBilateralFilter)这两个滤镜达到美颜效果.

步骤五：设置滤镜组链

步骤六：设置GPUImage处理链，从数据源 => 滤镜 => 最终界面效果

步骤七：开始采集视频

注意点：

SessionPreset最好使用AVCaptureSessionPresetHigh，会自动识别，如果用太高分辨率，当前设备不支持会直接报错

GPUImageVideoCamera必须要强引用，否则会被销毁，不能持续采集视频.

必须调用startCameraCapture，底层才会把采集到的视频源，渲染到GPUImageView中，就能显示了。

GPUImageBilateralFilter的distanceNormalizationFactor值越小，磨皮效果越好,distanceNormalizationFactor取值范围:大于1。

- (void)viewDidLoad {    

[superviewDidLoad];

// 创建视频源

// SessionPreset:屏幕分辨率，AVCaptureSessionPresetHigh会自适应高分辨率

// cameraPosition:摄像头方向

GPUImageVideoCamera *videoCamera = [[GPUImageVideoCamera alloc]initWithSessionPreset:AVCaptureSessionPresetHighcameraPosition:AVCaptureDevicePositionFront];    videoCamera.outputImageOrientation = UIInterfaceOrientationPortrait;  

  _videoCamera = videoCamera;

// 创建最终预览

ViewGPUImageView *captureVideoPreview = [[GPUImageView alloc]initWithFrame:self.view.bounds];  

  [self.viewinsertSubview:captureVideoPreviewatIndex:0];

// 创建滤镜：磨皮，美白，组合滤镜

GPUImageFilterGroup *groupFilter = [[GPUImageFilterGroup alloc] init];

// 磨皮滤镜

GPUImageBilateralFilter *bilateralFilter = [[GPUImageBilateralFilter alloc] init];    

[groupFilteraddTarget:bilateralFilter];   

 _bilateralFilter = bilateralFilter;

// 美白滤镜

GPUImageBrightnessFilter *brightnessFilter = [[GPUImageBrightnessFilter alloc] init];   

 [groupFilteraddTarget:brightnessFilter];  

  _brightnessFilter = brightnessFilter;

// 设置滤镜组链

[bilateralFilteraddTarget:brightnessFilter];  

  [groupFiltersetInitialFilters:@[bilateralFilter]];  

  groupFilter.terminalFilter = brightnessFilter;

// 设置GPUImage响应链，从数据源 => 滤镜 => 最终界面效果

[videoCameraaddTarget:groupFilter];  

  [groupFilteraddTarget:captureVideoPreview];

// 必须调用startCameraCapture，底层才会把采集到的视频源，渲染到GPUImageView中，就能显示了。// 开始采集视频

[videoCamera startCameraCapture];

}

- (IBAction)brightnessFilter:(UISlider *)sender 

{    

_brightnessFilter.brightness = sender.value;

}

- (IBAction)bilateralFilter:(UISlider *)sender {

// 值越小，磨皮效果越好CGFloat maxValue =10;   

 [_bilateralFiltersetDistanceNormalizationFactor:(maxValue - sender.value)];

}

利用美颜滤镜实现

步骤一：使用Cocoapods导入GPUImage

步骤二：导入GPUImageBeautifyFilter文件夹

步骤三：创建视频源GPUImageVideoCamera

步骤四：创建最终目的源：GPUImageView

步骤五：创建最终美颜滤镜：GPUImageBeautifyFilter

步骤六：设置GPUImage处理链，从数据源 => 滤镜 => 最终界面效果

注意：

切换美颜效果原理：移除之前所有处理链，重新设置处理链

- (void)viewDidLoad { 

   [superviewDidLoad];

// Do any additional setup after loading the view.

// 创建视频源// SessionPreset:屏幕分辨率，AVCaptureSessionPresetHigh会自适应高分辨率

// cameraPosition:摄像头方向

GPUImageVideoCamera *videoCamera = [[GPUImageVideoCamera alloc]initWithSessionPreset:AVCaptureSessionPresetHighcameraPosition:AVCaptureDevicePositionFront];  

  videoCamera.outputImageOrientation = UIInterfaceOrientationPortrait;   

 _videoCamera = videoCamera;

// 创建最终预览

ViewGPUImageView *captureVideoPreview = [[GPUImageView alloc]initWithFrame:self.view.bounds];

    [self.viewinsertSubview:captureVideoPreviewatIndex:0];  

  _captureVideoPreview = captureVideoPreview;

// 设置处理链

[_videoCameraaddTarget:_captureVideoPreview];

// 必须调用startCameraCapture，底层才会把采集到的视频源，渲染到GPUImageView中，就能显示了。

// 开始采集视频

[videoCamera startCameraCapture];

}

- (IBAction)openBeautifyFilter:(UISwitch *)sender {

// 切换美颜效果原理：移除之前所有处理链，重新设置处理链

if(sender.on) {

// 移除之前所有处理链

[_videoCamera removeAllTargets];

// 创建美颜滤镜

GPUImageBeautifyFilter *beautifyFilter = [[GPUImageBeautifyFilter alloc] init];

// 设置GPUImage处理链，从数据源 => 滤镜 => 最终界面效果

[_videoCameraaddTarget:beautifyFilter];     

   [beautifyFilteraddTarget:_captureVideoPreview]; 

   }else{

// 移除之前所有处理链[_videoCamera removeAllTargets];     

   [_videoCameraaddTarget:_captureVideoPreview];   

 }}

GPUImage扩展

GPUImage所有滤镜介绍

美颜滤镜

美图秀秀滤镜大汇总