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# 【如何快速的开发一个完整的iOS直播app】(美颜篇)
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## 1、前言
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在看这篇之前，如果您还不了解直播原理，请查看这篇文章[如何快速的开发一个完整的iOS直播app(原理篇)](https://www.jianshu.com/p/bd42bacbe4cc)
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开发一款直播app，美颜功能是很重要的，如果没有美颜功能，可能分分钟钟掉粉千万，本篇主要讲解直播中`美颜功能的实现原理`，并且实现美颜功能。
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如果喜欢我的文章，可以关注我微博:[袁峥Seemygo](https://link.jianshu.com?t=http://weibo.com/2034818060/profile?rightmod=1&wvr=6&mod=personinfo)
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### 1.1 利用GPUImage处理直播过程中美颜的流程
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- 采集视频 => 获取每一帧图片 => 滤镜处理 => GPUImageView展示
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美颜原理.png
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### 1.2 美颜基本概念
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`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
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`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
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GPU工作原理.jpg
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`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。
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`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。
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`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
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### 1.3 GPUImage处理画面原理
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- 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。
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- 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`。
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- 一般的target可分为两类
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- `中间环节`的target, 一般是各种filter, 是GPUImageFilter或者是子类.
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- `最终环节`的target, GPUImageView：用于显示到屏幕上, 或者GPUImageMovieWriter：写成视频文件。
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- GPUImage处理主要分为3个环节
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- `source(视频、图片源) -> filter（滤镜） -> final target (处理后视频、图片)`
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- ```
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GPUImaged的Source
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```
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: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
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- GPUImageVideoCamera：用于实时拍摄视频
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- GPUImageStillCamera：用于实时拍摄照片
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- GPUImagePicture：用于处理已经拍摄好的图片，比如png,jpg图片
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- GPUImageMovie：用于处理已经拍摄好的视频,比如mp4文件
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- `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
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- `GPUImage的final target`:GPUImageView,GPUImageMovieWriter就好比我们眼睛，最终输入目标。
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GPUImage处理原理.png
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### 1.4 美颜原理
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- `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。
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- `美白(GPUImageBrightnessFilter)`：本质就是提高亮度。
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### 1.5 美颜效果
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- `关注效果，忽悠本人`
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**GPUImage原生美颜效果**
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GPUImage原生.gif
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**利用美颜滤镜实现效果**
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美颜滤镜处理.gif
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### 1.6 GPUImage实战
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#### 1.6.1 GPUImage原生美颜
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- 步骤一：使用Cocoapods导入GPUImage
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- 步骤二：创建视频源GPUImageVideoCamera
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- 步骤三：创建最终目的源：GPUImageView
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- 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.
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- 步骤五：设置滤镜组链
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- 步骤六：设置GPUImage处理链，从数据源 => 滤镜 => 最终界面效果
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- 步骤七：开始采集视频
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注意点：
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- `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
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- `GPUImageVideoCamera必须要强引用`，否则会被销毁，不能持续采集视频.
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- `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。
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- GPUImageBilateralFilter的`distanceNormalizationFactor`值越小，磨皮效果越好,`distanceNormalizationFactor`取值范围: `大于1`。
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```csharp
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- (void)viewDidLoad {
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[super viewDidLoad];
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// 创建视频源
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// SessionPreset:屏幕分辨率，AVCaptureSessionPresetHigh会自适应高分辨率
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// cameraPosition:摄像头方向
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GPUImageVideoCamera *videoCamera = [[GPUImageVideoCamera alloc] initWithSessionPreset:AVCaptureSessionPresetHigh cameraPosition:AVCaptureDevicePositionFront];
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videoCamera.outputImageOrientation = UIInterfaceOrientationPortrait;
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_videoCamera = videoCamera;
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// 创建最终预览View
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GPUImageView *captureVideoPreview = [[GPUImageView alloc] initWithFrame:self.view.bounds];
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[self.view insertSubview:captureVideoPreview atIndex:0];
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// 创建滤镜：磨皮，美白，组合滤镜
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GPUImageFilterGroup *groupFilter = [[GPUImageFilterGroup alloc] init];
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// 磨皮滤镜
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GPUImageBilateralFilter *bilateralFilter = [[GPUImageBilateralFilter alloc] init];
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[groupFilter addTarget:bilateralFilter];
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_bilateralFilter = bilateralFilter;
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// 美白滤镜
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GPUImageBrightnessFilter *brightnessFilter = [[GPUImageBrightnessFilter alloc] init];
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[groupFilter addTarget:brightnessFilter];
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_brightnessFilter = brightnessFilter;
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// 设置滤镜组链
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[bilateralFilter addTarget:brightnessFilter];
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[groupFilter setInitialFilters:@[bilateralFilter]];
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groupFilter.terminalFilter = brightnessFilter;
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// 设置GPUImage响应链，从数据源 => 滤镜 => 最终界面效果
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[videoCamera addTarget:groupFilter];
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[groupFilter addTarget:captureVideoPreview];
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// 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。
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// 开始采集视频
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[videoCamera startCameraCapture];
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}
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- (IBAction)brightnessFilter:(UISlider *)sender {
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_brightnessFilter.brightness = sender.value;
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}
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- (IBAction)bilateralFilter:(UISlider *)sender {
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// 值越小，磨皮效果越好
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CGFloat maxValue = 10;
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[_bilateralFilter setDistanceNormalizationFactor:(maxValue - sender.value)];
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}
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```
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#### 1.6.2 利用美颜滤镜实现
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- 步骤一：使用Cocoapods导入GPUImage
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- 步骤二：导入GPUImageBeautifyFilter文件夹
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- 步骤三：创建视频源GPUImageVideoCamera
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- 步骤四：创建最终目的源：GPUImageView
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- 步骤五：创建最终美颜滤镜：GPUImageBeautifyFilter
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- 步骤六：设置GPUImage处理链，从数据源 => 滤镜 => 最终界面效果
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注意：
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- `切换美颜效果原理`：移除之前所有处理链，重新设置处理链
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```csharp
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- (void)viewDidLoad {
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[super viewDidLoad];
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// Do any additional setup after loading the view.
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// 创建视频源
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// SessionPreset:屏幕分辨率，AVCaptureSessionPresetHigh会自适应高分辨率
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// cameraPosition:摄像头方向
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GPUImageVideoCamera *videoCamera = [[GPUImageVideoCamera alloc] initWithSessionPreset:AVCaptureSessionPresetHigh cameraPosition:AVCaptureDevicePositionFront];
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videoCamera.outputImageOrientation = UIInterfaceOrientationPortrait;
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_videoCamera = videoCamera;
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// 创建最终预览View
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GPUImageView *captureVideoPreview = [[GPUImageView alloc] initWithFrame:self.view.bounds];
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[self.view insertSubview:captureVideoPreview atIndex:0];
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_captureVideoPreview = captureVideoPreview;
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// 设置处理链
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[_videoCamera addTarget:_captureVideoPreview];
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// 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。
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// 开始采集视频
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[videoCamera startCameraCapture];
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}
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- (IBAction)openBeautifyFilter:(UISwitch *)sender {
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// 切换美颜效果原理：移除之前所有处理链，重新设置处理链
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if (sender.on) {
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// 移除之前所有处理链
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[_videoCamera removeAllTargets];
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// 创建美颜滤镜
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GPUImageBeautifyFilter *beautifyFilter = [[GPUImageBeautifyFilter alloc] init];
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// 设置GPUImage处理链，从数据源 => 滤镜 => 最终界面效果
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[_videoCamera addTarget:beautifyFilter];
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[beautifyFilter addTarget:_captureVideoPreview];
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} else {
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// 移除之前所有处理链
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[_videoCamera removeAllTargets];
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|
[_videoCamera addTarget:_captureVideoPreview];
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}
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}
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```
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### 1.7 GPUImage扩展
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- [GPUImage所有滤镜介绍](https://link.jianshu.com?t=http://www.360doc.com/content/15/0907/10/19175681_497418716.shtml)
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- [美颜滤镜](https://www.jianshu.com/p/945fc806a9b4)
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- [美图秀秀滤镜大汇总](https://link.jianshu.com?t=http://www.tuicool.com/articles/6bIbQbQ)
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## 2、源码下载
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[源码](https://link.jianshu.com?t=https://github.com/iThinkerYZ/GPUImgeDemo)
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注意：第一次打开需要 `pod install`
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## 3、结束语
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后续还会讲解GPUImage原理openGL ES，视频编码，推流，聊天室，礼物系统等更多功能，敬请关注！！！
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原文链接：https://www.jianshu.com/p/4646894245ba |