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

界面布局.png

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

扫描二维码.gif

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