iOS开发之扫描二维码

自iOS7以后，iOS扫描二维码不需要借助于第三方框架了，苹果在AVFoundation中原生支持了扫描二维码的API，主要涉及到5个类，这5个类在自定义相机或者视频时也用得上，网上有很多介绍，这5个类分别为:

AVCaptureSession：媒体捕获会话，负责把捕获的音视频数据输出到输出设备中。 AVCaptureDevice：输入设备，如麦克风、摄像头。 AVCaptureDeviceInput：设备输入数据管理对象，可以根据AVCaptureDevice创建对应的AVCaptureDeviceInput对象，该对象将会被添加到AVCaptureSession中管理。 AVCaptureOutput：输出数据管理对象，用于接收各类输出数据，有很多子类，每个子类用途都不一样，该对象将会被添加到AVCaptureSession中管理。 AVCaptureVideoPreviewLayer：相机拍摄预览图层，是CALayer的子类，使用该对象可以实时查看拍照或视频录制效果，设置好尺寸后需要添加到父view的layer中。 

我在参考了网上的很多博客并自己摸索了以后，写了一个具体的实现案例，过程中遇到很多坑，在此记录并分享一下。

运行环境：Xcode 8.3.2 + iOS 8. 4真机、iOS 10.3.1真机

核心步骤：

1、创建AVCaptureSession会话
2、创建AVCaptureDevice设备
3、创建输入AVCaptureDeviceInput与输出设备AVCaptureMetadataOutput，并添加到上面的会话中
4、创建预览层
5、设置扫描区域

实现

从上面的描述看，除了预览层，其他的和UI界面似乎没什么关系，但是实际开发中，扫描界面一般都是设计的比较人性化的，如支付宝、微信等，中间都有一个小框，有个线上下扫，这个其实就是用UI来配合扫描二维码，给用户一种好的体验。

界面布局

主要代码

#import "ViewController.h" #import <AVFoundation/AVFoundation.h> @interface ViewController () <AVCaptureMetadataOutputObjectsDelegate, CALayerDelegate> /** * UI */ @property (weak, nonatomic) IBOutlet UIView *scanView; @property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *scanline; @property (weak, nonatomic) IBOutlet UILabel *result; /** * 扫描区域的高度约束值（宽度一致） */ @property (weak, nonatomic) IBOutlet NSLayoutConstraint *scanViewH; /** * 扫描线的顶部约束值 */ @property (weak, nonatomic) IBOutlet NSLayoutConstraint *scanlineTop; /** * 扫描线的高度 */ @property (weak, nonatomic) IBOutlet NSLayoutConstraint *scanlineH; @property(nonatomic, strong) CALayer *maskLayer; /** * 五个类 */ @property(nonatomic, strong) AVCaptureDevice *device; @property(nonatomic, strong) AVCaptureDeviceInput *input; @property(nonatomic, strong) AVCaptureMetadataOutput *output; @property(nonatomic, strong) AVCaptureSession *session; @property(nonatomic, strong) AVCaptureVideoPreviewLayer *layer; @end @implementation ViewController #pragma mark - 懒加载 -(AVCaptureDevice *)device{ if (_device == nil) { _device = [AVCaptureDevice defaultDeviceWithMediaType:AVMediaTypeVideo]; } return _device; } -(AVCaptureDeviceInput *)input{ if (_input == nil) { _input = [AVCaptureDeviceInput deviceInputWithDevice:self.device error:nil]; } return _input; } -(AVCaptureMetadataOutput *)output{ if (_output == nil) { _output = [[AVCaptureMetadataOutput alloc]init]; [_output setMetadataObjectsDelegate:self queue:dispatch_get_main_queue()]; } return _output; } #pragma mark - ViewController生命周期 /** * 执行扫描动画 */ -(void)viewDidAppear:(BOOL)animated{ [super viewDidAppear:animated]; [self startAnim]; } /** * 注册进入前台通知 保证下次进来还有扫描动画 */ -(void)viewWillAppear:(BOOL)animated{ [super viewWillAppear:animated]; //注册程序进入前台通知 [[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self selector:@selector (startAnim) name: UIApplicationWillEnterForegroundNotification object:nil]; } /** * 移除通知 */ -(void)viewWillDisappear:(BOOL)animated{ [super viewWillDisappear:animated]; //解除程序进入前台通知 [[NSNotificationCenter defaultCenter] removeObserver:self name: UIApplicationWillEnterForegroundNotification object:nil]; } - (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; //1、创建会话 AVCaptureSession *session = [[AVCaptureSession alloc]init]; if ([session canSetSessionPreset:AVCaptureSessionPresetHigh]) { [session setSessionPreset:AVCaptureSessionPresetHigh]; } //2、添加输入和输出设备 if([session canAddInput:self.input]){ [session addInput:self.input]; } if([session canAddOutput:self.output]){ [session addOutput:self.output]; } //3、设置这次扫描的数据类型 self.output.metadataObjectTypes = self.output.availableMetadataObjectTypes; //4、创建预览层 AVCaptureVideoPreviewLayer *layer = [AVCaptureVideoPreviewLayer layerWithSession:session]; layer.frame = self.view.bounds; [self.view.layer insertSublayer:layer atIndex:0]; //5、创建周围的遮罩层 CALayer *maskLayer = [[CALayer alloc]init]; maskLayer.frame = self.view.bounds; //此时设置的颜色就是中间扫描区域最终的颜色 maskLayer.backgroundColor = [UIColor colorWithRed:0.1 green:0.1 blue:0.1 alpha:0.2].CGColor; maskLayer.delegate = self; [self.view.layer insertSublayer:maskLayer above:layer]; //让代理方法调用 将周围的蒙版颜色加深 [maskLayer setNeedsDisplay]; //6、关键设置扫描的区域 方法一：自己计算 // CGFloat x = (self.view.bounds.size.width - self.scanViewH.constant) * 0.5; // // CGFloat y = (self.view.bounds.size.height- self.scanViewH.constant) * 0.5; // // CGFloat w = self.scanViewH.constant; // // CGFloat h = w; // // // self.output.rectOfInterest = CGRectMake(y/self.view.bounds.size.height, x/self.view.bounds.size.width, h/self.view.bounds.size.height, w/self.view.bounds.size.width); //6、关键设置扫描的区域，方法二：直接转换,但是要在 AVCaptureInputPortFormatDescriptionDidChangeNotification 通知里设置，否则 metadataOutputRectOfInterestForRect: 转换方法会返回 (0, 0, 0, 0)。 __weak __typeof(&*self)weakSelf = self; [[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserverForName:AVCaptureInputPortFormatDescriptionDidChangeNotification object:nil queue:[NSOperationQueue currentQueue] usingBlock: ^(NSNotification *_Nonnull note) { weakSelf.output.rectOfInterest = [weakSelf.layer metadataOutputRectOfInterestForRect:self.scanView.frame]; }]; //7、开始扫描 [session startRunning]; self.session = session; self.layer = layer; self.maskLayer = maskLayer; } -(void)dealloc{ [[NSNotificationCenter defaultCenter] removeObserver:self]; } #pragma mark - 代理方法 /** * 如果扫描到了二维码 回调该代理方法 */ - (void)captureOutput:(AVCaptureOutput *)captureOutput didOutputMetadataObjects:(NSArray *)metadataObjects fromConnection:(AVCaptureConnection *)connection{ if(metadataObjects.count > 0 && metadataObjects != nil){ AVMetadataMachineReadableCodeObject *metadataObject = [metadataObjects lastObject]; NSString *result = metadataObject.stringValue; self.result.text = result; [self.session stopRunning]; [self.scanline removeFromSuperview]; } } /** * 蒙版中间一块要空出来 */ -(void)drawLayer:(CALayer *)layer inContext:(CGContextRef)ctx{ if (layer == self.maskLayer) { UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(self.maskLayer.frame.size, NO, 1.0); //蒙版新颜色 CGContextSetFillColorWithColor(ctx, [UIColor colorWithRed:0.1 green:0.1 blue:0.1 alpha:0.8].CGColor); CGContextFillRect(ctx, self.maskLayer.frame); //转换坐标 CGRect scanFrame = [self.view convertRect:self.scanView.frame fromView:self.scanView.superview]; //空出中间一块 CGContextClearRect(ctx, scanFrame); } } @end #pragma mark - 自定义方法 /** * 扫描的那条线动起来 */ -(void)startAnim{ //如果是第二次进来 那么动画已经执行完毕 要重新开始动画的话 必须让约束归位 if(self.scanlineTop.constant == self.scanViewH.constant - 4){ self.scanlineTop.constant -= self.scanViewH.constant - 4; [self.view layoutIfNeeded]; } //执行动画 [UIView animateWithDuration:3.0 delay:0 options:UIViewAnimationOptionRepeat animations:^{ self.scanlineTop.constant = self.scanViewH.constant - 4; [self.view layoutIfNeeded]; } completion:nil]; } 

Info.plist中 不同iOS版本需要添加相应的权限

最终效果

总结

一、遇到的坑

1、设置了AutoLayout，想要做动画，这时候动画放在viewDidAppear中执行，并且不要用bounds，frame来改变动画，要用具体的约束，但是直接在UIView动画中修改约束是没效果的，需要在设置完约束以后，加上[self.view layoutIfNeeded];。

2、设置扫描区域，也就是设置AVCaptureMetadataOutput的rectOfInterest属性，它是一个CGRect类型，但是它的四个值和传统的不一样，是（y，x，高，宽）且是比例值，取值范围为0~1。那么有两种方案，第一种需要自己计算具体位置的比例，如代码中注释的那些。第二种方案用AVCaptureVideoPreviewLayer的metadataOutputRectOfInterestForRect方法，但是直接设置是没有效果的，必须放到通知里，如文中所示。

3、中间方块是通过CALayer两步实现的，第一步设置整个背景颜色，这个颜色根据中间想显示的样式来设置；第二步在代理方法里面重新设置一次背景颜色，这个颜色根据除中间以外的区域来设置，然后将中间的挖掉。但是必须调用setNeedsDisplay方法，否则代理方法不会调用。

二、参考文献

1、iOS开发系列--音频播放、录音、视频播放、拍照、视频录制
2、iOS开发 - 二维码的扫描
3、iOS二维码扫描与生成(优化启动卡顿)

三、源代码