OpenGL ES实践教程（二）摄像头采集数据和渲染
教程 这一篇教程是摄像头采集数据和渲染，包括了三部分内容，渲染部分-OpenGL ES，摄像头采集图像部分-AVFoundation和图像数据创建纹理部分-GPUImage。
核心思路
1、摄像头采集
AVFoundation的常用类介绍： AVCaptureDevice 输入设备，包括摄像头、麦克风。 AVCaptureInput 输入数据源 AVCaptureOutput 输出数据源 AVCaptureSession 会话，协调输入与输出之间的数据流 AVCaptureVideoPreviewLayer 预览效果的layer
采集流程：
- 1、新建会话，设置图像大小；创建处理队列；
self.mCaptureSession = [[AVCaptureSession alloc] init];
self.mCaptureSession.sessionPreset = AVCaptureSessionPreset640x480;
mProcessQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0);- 2、新建摄像头输入，设置为前置摄像头；创建设备输入，并添加到会话；
AVCaptureDevice *inputCamera = nil;
NSArray *devices = [AVCaptureDevice devicesWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
for (AVCaptureDevice *device in devices)
{
if ([device position] == AVCaptureDevicePositionFront)
{
inputCamera = device;
}
}
self.mCaptureDeviceInput = [[AVCaptureDeviceInput alloc] initWithDevice:inputCamera error:nil];
if ([self.mCaptureSession canAddInput:self.mCaptureDeviceInput]) {
[self.mCaptureSession addInput:self.mCaptureDeviceInput];
}- 3、创建数据输出，设置delegate和输出格式，添加到会话；
self.mCaptureDeviceOutput = [[AVCaptureVideoDataOutput alloc] init];
[self.mCaptureDeviceOutput setAlwaysDiscardsLateVideoFrames:NO];
self.mGLView.isFullYUVRange = NO;
[self.mCaptureDeviceOutput setVideoSettings:[NSDictionary dictionaryWithObject:[NSNumber numberWithInt:kCVPixelFormatType_420YpCbCr8BiPlanarVideoRange] forKey:(id)kCVPixelBufferPixelFormatTypeKey]];
[self.mCaptureDeviceOutput setSampleBufferDelegate:self queue:mProcessQueue];
if ([self.mCaptureSession canAddOutput:self.mCaptureDeviceOutput]) {
[self.mCaptureSession addOutput:self.mCaptureDeviceOutput];
}
AVCaptureConnection *connection = [self.mCaptureDeviceOutput connectionWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
[connection setVideoOrientation:AVCaptureVideoOrientationPortraitUpsideDown];思考1：这里的AVCaptureConnection有何作用？
- 4、开始录制；在delegate中接受图像帧数据；
- 开始会话
[self.mCaptureSession startRunning];- 处理图像帧；
CVPixelBufferRef pixelBuffer = CMSampleBufferGetImageBuffer(sampleBuffer);
[self.mGLView displayPixelBuffer:pixelBuffer];2、图像纹理数据创建
这一部分的代码参考自GPUImage的GPUImageVideoCamera类，YUV视频帧分为亮度和色度两个纹理，分别用GL_LUMINANCE格式和GL_LUMINANCE_ALPHA格式读取。
- 1、创建亮度纹理；
glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
err = CVOpenGLESTextureCacheCreateTextureFromImage(kCFAllocatorDefault,
_videoTextureCache,
pixelBuffer,
NULL,
GL_TEXTURE_2D,
GL_LUMINANCE,
frameWidth,
frameHeight,
GL_LUMINANCE,
GL_UNSIGNED_BYTE,
0,
&_lumaTexture);- 2、配置亮度纹理属性
glBindTexture(CVOpenGLESTextureGetTarget(_lumaTexture), CVOpenGLESTextureGetName(_lumaTexture));
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);- 3、创建色度纹理；
glActiveTexture(GL_TEXTURE1);
err = CVOpenGLESTextureCacheCreateTextureFromImage(kCFAllocatorDefault,
_videoTextureCache,
pixelBuffer,
NULL,
GL_TEXTURE_2D,
GL_LUMINANCE_ALPHA,
frameWidth / 2,
frameHeight / 2,
GL_LUMINANCE_ALPHA,
GL_UNSIGNED_BYTE,
1,
&_chromaTexture);- 4、配置色度纹理；
glBindTexture(CVOpenGLESTextureGetTarget(_chromaTexture), CVOpenGLESTextureGetName(_chromaTexture))；
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);思考2：这里为何输出的是YUV帧？如何配置输出的视频帧格式？
OpenGL ES渲染
OpenGL ES的渲染流程在前文多有介绍，这里不再赘述。讲讲自己遇到的问题。
- 1、黑屏
黑屏的现象出现多次，首先是
CVOpenGLESTextureCacheCreateTextureFromImage failed (error: -6683)纹理创建失败导致的黑屏，在正确配置好颜色格式，解决； 解决所有报错后，仍常黑屏； 检查纹理代码，正常； 检查颜色缓冲区代码，正常； 检查顶点坐标代码，正常； 检查纹理坐标代码，正常； 采用最后的手段，capture GPU Frame，查看GPU的状态信息。 发现，present的颜色缓冲区无效；惊讶之余，添加下面的代码，断点。
if ([EAGLContext currentContext] == _context) {
[_context presentRenderbuffer:GL_RENDERBUFFER];
}竟然没有调用，发现问题所在。
添加以下代码之后，问题解决。
[EAGLContext setCurrentContext:_context];
疑惑：为何之前调用过一次设置context之后，会需要再次调用context？代码其他地方并无设置context 的地方。
解疑：因为处于新的线程！！！
- 2、颜色不对 demo实现过程中遇到颜色不对的情况，图像的亮度没有问题，色度出现偏差，效果如下：
检查了创建纹理的过程，没有发现错误；
修改颜色空间，会导致颜色更加异常；
检查是否顶点着色器的偏移有误差，没有问题；
最后发现图片偏绿，在顶点着色器找到问题代码：
yuv.yz = (texture2D(SamplerUV, texCoordVarying).rg - vec2(0.5, 0.5));
正确的取值应该是ra，我写成了rg，导致图像偏绿。
总结
旋转图像的的数据是个耗性能的操作，如果是用AVAssetWriter写QuickTime movie文件，更好的做法是设置AVAssetWriterInput的transform属性，而不是修改AVCaptureVideoDataOutput，真正的去修改图像数据。 光看教程是学不会OpenGL ES的，下载教程自己改改代码，自己感兴趣的想法就去实现它。 还有就是，遇到问题多尝试，多查资料。如果绝望，那么就洗洗睡，明天说不定就解决了。 你也喜欢这种脑袋一直有问题在思考的感觉吗？
思考题
思考1：AVCaptureConnection可以使录制出来的图像上下颠倒； 参考GPUImage 的注释： From the iOS 5.0 release notes: In previous iOS versions, the front-facing camera would always deliver buffers in VCaptureVideoOrientationLandscapeLeft and the back-facing camera would always deliver buffers in AVCaptureVideoOrientationLandscapeRight.
思考2：在前面的kCVPixelFormatType_420YpCbCr8BiPlanarVideoRange表明了输出的颜色格式为YUV视频帧，并且颜色空间为(luma=[16,235] chroma=[16,240])。 iOS通常支持三种格式： kCVPixelFormatType_420YpCbCr8BiPlanarFullRange kCVPixelFormatType_420YpCbCr8BiPlanarVideoRange kCVPixelFormatType_32BGRA 如果遇到了
Failed to create IOSurface image (texture)CVOpenGLESTextureCacheCreateTextureFromImage failed (error: -6683)这两个错误，一般是配置的颜色输出格与 CVOpenGLESTextureCacheCreateTextureFromImage的参数不对应；
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