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使用 getUserMedia() 拍摄静态照片

介绍了如何在 WebRTC 的支持下可以访问到电脑或者手机的摄像头并且使用它来拍摄照片。

本文介绍在支持 getUserMedia() 的计算机或手机上如何使用 navigator.mediaDevices.getUserMedia() 访问摄像机，并用其拍照。

HTML 标记

我们的 HTML 界面有两个主要的操作部分：流和捕获面板以及演示面板。它们俩都在它们自己的 <div> 中并排渲染，以便于添加样式和控制。

左边的面板包含两个组件：一个 <video> 元素，它将接收来自 navigator.mediaDevices.getUserMedia() 的流，以及用于用户点击以捕获视频帧的 <button>。

<div class="camera"><video id="video">视频流目前不可用。</video><button id="startbutton">拍摄照片</button>
</div> 

这很简单，当我们进入 JavaScript 代码时，我们将看到它们是如何紧密联系在一起的。

接下来，我们有一个 <canvas> 元素，捕获的帧被存储到其中，可能以某种方式进行操作，然后转换为输出图像文件。通过使用样式 display:none 将画布保持隐藏，以避免画面的混乱——用户不需要看到这个中间过程。

我们还有一个 <img> 元素，我们将在其中绘制图像——这是让用户看到的最终显示。

<canvas id="canvas"> </canvas>
<div class="output"><img id="photo" alt="捕获的图像会显示在这里。" />
</div> 

这是所有相关的 HTML。其余的只是一些页面布局和提供一个返回页面链接的些许文本。

JavaScript 代码

现在来看看 JavaScript 代码。我们将把它分解成几个小的部分，使其更容易解释。

初始化

我们首先将整个脚本包装在匿名函数中，以避免使用全局变量，然后设置我们将要使用的各种变量。

(() => {const width = 320;    const height = 0;     const streaming = false;let video = null;let canvas = null;let photo = null;let startbutton = null; 

这些变量分别是：

width

无论输入视频的尺寸如何，我们将把所得到的图像缩放到宽度为 320 像素。

height

给定流的 width 和宽高比，计算出图像的输出高度。

streaming

指示当前是否有活动的视频流正在运行。

video

这将是页面加载完成后对 <video> 元素的引用。

canvas

这将是页面加载完成后对 <canvas> 元素的引用。

photo

这将在页面加载完成后引用 <img> 元素。

startbutton

这将引用用于触发捕获的 <button> 元素。我们会在页面加载完成之后得到。

startup() 函数

当页面加载完成时，提供给 EventTarget.addEventListener 的 startup() 函数将会运行。此函数的作用是请求访问用户的网络摄像头，将用于输出的 <img> 初始化为默认状态，并建立从相机接收每帧视频所需的事件监听器，并在点击按钮捕获图像时作出反应。

获取元素引用

首先，我们参考我们需要访问的主要内容。

 function startup() {video = document.getElementById('video');canvas = document.getElementById('canvas');photo = document.getElementById('photo');startbutton = document.getElementById('startbutton'); 

获取流媒体

接下来的任务是获取媒体流：

navigator.mediaDevices.getUserMedia({ video: true, audio: false }).then((stream) => {video.srcObject = stream;video.play();}).catch((err) => {console.error(`An error occurred: ${err}`);}); 

在这里，我们调用 MediaDevices.getUserMedia() 并请求视频流（无音频）。它返回一个 promise，我们给它附加成功和失败情况下的回调方法。

成功回调接收一个 stream 对象作为输入。它是新视频的 <video> 元素的源。

一旦流被链接到 <video> 元素，我们通过调用 HTMLMediaElement.play() 开始播放。

如果打开流失败，则调用失败回调函数。在没有连接兼容的相机，或者用户拒绝访问时，则会发生这种情况。

监听视频开始播放

在 <video> 上调用 HTMLMediaElement.play() 之后，在视频流开始流动之前，有一段（希望简短）的时间段过去了。为了避免在此之前一直阻塞，我们为 video 加上一个 canplay 事件的监听器，当视频播放实际开始时会触发该事件。那时，视频对象中的所有属性都已基于流的格式进行配置。

video.addEventListener("canplay",(ev) => {if (!streaming) {height = (video.videoHeight / video.videoWidth) * width;video.setAttribute("width", width);video.setAttribute("height", height);canvas.setAttribute("width", width);canvas.setAttribute("height", height);streaming = true;}},false,
); 

这个回调什么都不做，除非它是第一次被调用；这是通过查看我们的 streaming 变量的值进行测试，这是第一次运行此方法时为 false。

如果这是第一次运行，我们会根据视频的实际大小，video.videoWidth 和要渲染视频宽度的宽度（witdh）之间的大小差异来设置视频的高度。

最后，通过在视频和画布上调用 Element.setAttribute() 来设置视频和画布的宽度（witdh）和高度（height），以使得两者相互匹配。最后，我们将 streaming 变量设置为 true，以防止我们无意中再次运行此设置代码。

处理按钮上的点击

为了在每次用户点击 startbutton 时捕获静态照片，我们需要向按钮添加一个事件监听器，以便在发出 click 事件时被调用：

startbutton.addEventListener("click",(ev) => {takepicture();ev.preventDefault();},false,
); 

这个方法很简单：它只是调用我们的 takepicture() 函数，在从流中捕获帧的部分中定义，然后在接收的事件上调用 Event.preventDefault()，以防止点击被多次处理。

包装 startup() 方法

startup() 方法中只有两行代码：

这就是我们调用 clearphoto() 方法的地方，我们将在下面的清理照片框部分进行描述。

清理照片框

清理照片框包括创建一个图像，然后将其转换为可以显示最近捕获的帧的 <img> 元素使用的格式。该代码如下所示：

function clearphoto() {const context = canvas.getContext("2d");context.fillStyle = "#AAA";context.fillRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);const data = canvas.toDataURL("image/png");photo.setAttribute("src", data);
} 

我们首先得到对我们用于屏幕外渲染的隐藏的 <canvas> 元素的引用。接下来，我们将 fillStyle 设置为 #AAA（相当浅的灰色），并通过调用 fillRect() 来填充整个画布。

最后在此功能中，我们将画布转换为 PNG 图像，并调用 photo.setAttribute() 以使我们捕获的静止框显示图像。

从流中捕获帧

最后一个定义的功能是整个练习的重点：takepicture() 函数，其捕获当前显示的视频帧的作业将其转换为 PNG 文件，并将其显示在捕获的帧框中。代码如下所示：

function takepicture() {const context = canvas.getContext("2d");if (width && height) {canvas.width = width;canvas.height = height;context.drawImage(video, 0, 0, width, height);const data = canvas.toDataURL("image/png");photo.setAttribute("src", data);} else {clearphoto();}
} 

正如我们需要处理画布内容的情况一样，我们首先得到隐藏画布的 2D 绘图上下文。

然后，如果宽度和高度都是非零（意味着至少有潜在有效的图像数据），我们将画布的宽度和高度设置为与捕获帧的宽度和高度相匹配，然后调用 drawImage() 将视频的当前帧绘制到上下文中，用帧图像填充整个画布。

一旦画布包含捕获的图像，我们通过调用它的 HTMLCanvasElement.toDataURL() 将它转换为 PNG 格式; 最后，我们调用 photo.setAttribute() 来使我们捕获的静态框显示图像。

如果没有可用的有效图像（即宽度和高度均为 0），则通过调用 clearphoto() 清除捕获帧框的内容。

例子代码

HTML代码

<div class="contentarea"><h1>MDN——navigator.mediaDevices.getUserMedia(): 静态照片拍摄演示</h1><p>此示例演示了如何使用内置的网络摄像头来获取媒体流，并从中获取图像，以使用该图像来创建一个PNG 图像。</p><div class="camera"><video id="video">视频流目前不可用。</video><button id="startbutton">拍摄照片</button></div><canvas id="canvas"> </canvas><div class="output"><img id="photo" alt="捕获的图像会显示在这里。" /></div><p>访问我们的文章：<ahref="https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/WebRTC_API/Taking_still_photos">使用 getUserMedia() 拍摄静态照片</a>以详细了解此处使用的技术。</p>
</div>

CSS代码

#video {border: 1px solid black;box-shadow: 2px 2px 3px black;width: 320px;height: 240px;
}#photo {border: 1px solid black;box-shadow: 2px 2px 3px black;width: 320px;height: 240px;
}#canvas {display: none;
}.camera {width: 340px;display: inline-block;
}.output {width: 340px;display: inline-block;vertical-align: top;
}#startbutton {display: block;position: relative;margin-left: auto;margin-right: auto;bottom: 32px;background-color: rgba(0, 150, 0, 0.5);border: 1px solid rgba(255, 255, 255, 0.7);box-shadow: 0px 0px 1px 2px rgba(0, 0, 0, 0.2);font-size: 14px;font-family: "Lucida Grande", "Arial", sans-serif;color: rgba(255, 255, 255, 1);
}.contentarea {font-size: 16px;font-family: "Lucida Grande", "Arial", sans-serif;width: 760px;
} 

JavaScript代码

(() => {// The width and height of the captured photo. We will set the// width to the value defined here, but the height will be// calculated based on the aspect ratio of the input stream.const width = 320; // We will scale the photo width to thislet height = 0; // This will be computed based on the input stream// |streaming| indicates whether or not we're currently streaming// video from the camera. Obviously, we start at false.let streaming = false;// The various HTML elements we need to configure or control. These// will be set by the startup() function.let video = null;let canvas = null;let photo = null;let startbutton = null;function showViewLiveResultButton() {if (window.self !== window.top) {// Ensure that if our document is in a frame, we get the user// to first open it in its own tab or window. Otherwise, it// won't be able to request permission for camera access.document.querySelector(".contentarea").remove();const button = document.createElement("button");button.textContent = "查看以上示例代码的实时演示";document.body.append(button);button.addEventListener("click", () => window.open(location.href));return true;}return false;}function startup() {if (showViewLiveResultButton()) {return;}video = document.getElementById("video");canvas = document.getElementById("canvas");photo = document.getElementById("photo");startbutton = document.getElementById("startbutton");navigator.mediaDevices.getUserMedia({ video: true, audio: false }).then((stream) => {video.srcObject = stream;video.play();}).catch((err) => {console.error(`An error occurred: ${err}`);});video.addEventListener("canplay",(ev) => {if (!streaming) {height = video.videoHeight / (video.videoWidth / width);// Firefox currently has a bug where the height can't be read from// the video, so we will make assumptions if this happens.if (isNaN(height)) {height = width / (4 / 3);}video.setAttribute("width", width);video.setAttribute("height", height);canvas.setAttribute("width", width);canvas.setAttribute("height", height);streaming = true;}},false,);startbutton.addEventListener("click",(ev) => {takepicture();ev.preventDefault();},false,);clearphoto();}// Fill the photo with an indication that none has been// captured.function clearphoto() {const context = canvas.getContext("2d");context.fillStyle = "#AAA";context.fillRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);const data = canvas.toDataURL("image/png");photo.setAttribute("src", data);}// Capture a photo by fetching the current contents of the video// and drawing it into a canvas, then converting that to a PNG// format data URL. By drawing it on an offscreen canvas and then// drawing that to the screen, we can change its size and/or apply// other changes before drawing it.function takepicture() {const context = canvas.getContext("2d");if (width && height) {canvas.width = width;canvas.height = height;context.drawImage(video, 0, 0, width, height);const data = canvas.toDataURL("image/png");photo.setAttribute("src", data);} else {clearphoto();}}// Set up our event listener to run the startup process// once loading is complete.window.addEventListener("load", startup, false);
})();

过滤器

由于我们通过从 <video> 元素中抓取帧来捕获用户网络摄像头的图像，因此我们可以非常轻松地将过滤器和有趣的效果应用于视频。事实证明，使用 filter 属性应用于元素的任何 CSS 过滤器都会影响捕获的照片。这些过滤器可以从简单（使图像黑白）到复杂（高斯模糊和色调旋转）。

你可以使用例如 Firefox 开发者工具的样式编辑器来播放此效果；有关如何执行此操作的详细信息，请参阅编辑 CSS 过滤器。

使用特定设备

如果需要，你可以将允许的视频源限定为特定的设备或特定的一组设备。要做到这一点，请调用 MediaDevices.enumerateDevices。若返回的 promise 兑现了一个 MediaDeviceInfo 对象（描述了可用的设备）数组，可以从中选取一个你想要允许的设备，并将对应的 deviceId 或 MediaTrackConstraints 对象的 deviceId 作为参数传入到 getUserMedia() 中。