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（九）深入了解AVFoundation-采集：拍照摄像头切换、拍照参数和照片数据EXIF 信息

web 2025/5/7 7:44:27

引言

在 iOS 开发中，AVFoundation 提供了极为强大而灵活的拍照能力。在上一篇基础篇中，我们已经介绍了如何使用 AVCaptureSession 搭建一个基础的拍照流程。而在实际应用中，拍照功能远不止“按下快门”这么简单。

本篇将带你解锁 AVFoundation 拍照的进阶玩法，包括摄像头切换、拍照参数的精细化配置（如分辨率、闪光灯、HDR）、实时滤镜的应用，以及如何获取照片的原始数据、EXIF 信息和 HEIF 格式支持。这些内容不仅能提升拍照质量，也让你的 App 拍照体验更专业、更智能。

无论你是想做一个具备滤镜选择的相机应用，还是实现媲美系统相机的照片输出控制，本篇都能为你提供全面的技术支持。

摄像头切换实现

在拍照功能中，前后摄像头的自由切换是用户最常见的需求之一。比如自拍和普通拍照之间的切换，其核心就是替换当前 AVCaptureDeviceInput，并对 AVCaptureSession 做一次重配置。

1. 获取可用摄像头设备

iOS的摄像头设备可以通过 AVCaptureDevice.DiscoverySession 获取，常见的类型包括前置摄像头和后置广角摄像头。

    /// 获取指定摄像头private func getCameraDevice(position: AVCaptureDevice.Position) -> AVCaptureDevice? {let devices = AVCaptureDevice.DiscoverySession(deviceTypes: [.builtInWideAngleCamera], mediaType: .video, position: position).devicesreturn devices.first}

2.实现切换逻辑

实现切换的核心逻辑是开始配置->移除当前输入->添加新的输入->提交配置，整个过程建议放在session的beginConfiguration()和commitConfiguration()之间。

    /// 切换摄像头func switchCamera() {guard let currentInput = captureDeviceInput else { return }session.beginConfiguration()session.removeInput(currentInput)let newPosition: AVCaptureDevice.Position = (currentInput.device.position == .back) ? .front : .backguard let newDevice = getCameraDevice(position: newPosition) else {delegate?.captureError(NSError(domain: "PHCaptureController", code: 1005, userInfo: [NSLocalizedDescriptionKey: "Failed to get new camera device"]))return}setupSessionInput(device: newDevice)session.commitConfiguration()}

拍照参数配置

在拍照功能中，灵活配置拍照参数可以极大提升用户体验与照片质量。AVFoundation 提供了多个可调参数，开发者可以根据设备能力和用户需求选择合适的配置。

1.分辨率设置（Session预设）

分辨率并非直接设置在 AVCapturePhotoSettings 上，而是通过配置 AVCaptureSession 的 sessionPreset 实现。常见的 preset 有：

预设名	说明
.photo	高质量静态照片（默认推荐）
.high	高质量视频或图像
.medium	中等质量，适合上传或处理
.inputPriority	优先使用输入设备最高质量

2. 闪光灯控制（Flash Mode）

闪光灯设置依赖于设备支持情况和当前的 AVCapturePhotoSettings 实例：

    /// 拍照func takePhoto() {let settings = AVCapturePhotoSettings()settings.flashMode = .autosettings.isHighResolutionPhotoEnabled = truesessionQueue.async {self.photoOutput.capturePhoto(with: settings, delegate: self)}}

其中flashMode还可以是.on或者.off。

3. HDR（高动态范围）设置

iOS 支持的 HDR 功能主要有两类：传统自动 HDR 和虚拟设备融合（Dual/Triple Camera Fusion）。可通过如下方式启用：

let settings = AVCapturePhotoSettings()
settings.isHighResolutionPhotoEnabled = true// 自动融合（适用于 iPhone 双摄以上设备）
settings.isAutoVirtualDeviceFusionEnabled = true// 可选开启红眼自动去除
settings.isAutoRedEyeReductionEnabled = true

获取照片数据和 EXIF 信息

完成拍照触发后，我们会通过 AVCapturePhotoCaptureDelegate 获取到拍摄的照片数据。在这个过程中，我们不仅可以获得图像本身，还能读取包含曝光、设备信息、GPS 等的 EXIF 元数据，对调试和功能扩展都非常有用。

1. 捕获照片数据

在 AVCapturePhotoCaptureDelegate 的拍照完成回调方法里，我们可以直接获取到照片数据。

    //MARK: - AVCapturePhotoCaptureDelegatefunc photoOutput(_ output: AVCapturePhotoOutput, didFinishProcessingPhoto photo: AVCapturePhoto, error: (any Error)?) {if let error = error {delegate?.captureError(error)return}guard let imageData = photo.fileDataRepresentation() else {delegate?.captureError(NSError(domain: "PHCaptureController", code: 1003, userInfo: [NSLocalizedDescriptionKey: "Failed to get image data"]))return}guard let image = UIImage(data: imageData) else {delegate?.captureError(NSError(domain: "PHCaptureController", code: 1004, userInfo: [NSLocalizedDescriptionKey: "Failed to create image"]))return}delegate?.capturePhoto(image)}

这里的 photo.fileDataRepresentation() 返回的是 JPEG 或 HEIF 格式的压缩数据（取决于之前设置的编码格式）。

2. 获取原始元信息（Metadata）

除了图像数据，AVCapturePhoto 也提供了完整的 metadata 信息（包括 EXIF、TIFF、GPS、设备等）：

let metadata = photo.metadata
print(metadata)

它是一个 [String: Any] 字典，常见字段如下：

Key	描述
{Exif}	曝光时间、ISO、焦距等
{TIFF}	相机厂商、型号、软件版本等
{GPS}	拍照时的位置（若有授权）
Orientation	图片方向
PixelWidth/Height	像素尺寸

我们可以这样来读取它的数据：

if let exif = metadata["{Exif}"] as? [String: Any] {let exposureTime = exif["ExposureTime"]let iso = exif["ISOSpeedRatings"]print("曝光时间：\(exposureTime ?? "")，ISO：\(iso ?? "")")
}

3.处理原始图像数据（CIImage）

如果你不使用 fileDataRepresentation()，而是想进一步对图像做处理（比如保存为 PNG、叠加图层等），也可以使用：

let pixelBuffer = photo.pixelBuffer
let ciImage = CIImage(cvPixelBuffer: pixelBuffer)

或者

if let cgImageRepresentation = photo.cgImageRepresentation() {let cgImage = cgImageRepresentation.takeUnretainedValue()let uiImage = UIImage(cgImage: cgImage)
}