iOS使用CIFilter生成二維碼

更新時(shí)間：2017年12月31日 10:04:08 作者：蹲瓜

這篇文章主要介紹了iOS使用CIFilter生成二維碼，二維碼的生成和讀取只需要使用Core Image框架和AVFoundation框架就能輕松實(shí)現(xiàn)。在這里，我們主要介紹二維碼的生成。有興趣的可以了解一下

二維碼（Quick Response Code，簡(jiǎn)稱QR Code）是由水平和垂直兩個(gè)方向上的線條設(shè)計(jì)而成的一種二維條形碼（barcode)?？梢跃幋a網(wǎng)址、電話號(hào)碼、文本等內(nèi)容，能夠存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)信息。自iOS 7以來，二維碼的生成和讀取只需要使用Core Image框架和AVFoundation框架就能輕松實(shí)現(xiàn)。在這里，我們主要介紹二維碼的生成。關(guān)于二維碼的讀取，在使用AVFoundation讀取二維碼文章中有詳細(xì)介紹。

1 二維碼的生成

生成一個(gè)二維碼也就是根據(jù)提供的數(shù)據(jù)內(nèi)容轉(zhuǎn)換成一張二維碼圖像。從iOS 7開始，我們只需要使用CIFilter中的CIQRCodeGenerator就可以輕易實(shí)現(xiàn)。只不過這樣生成的二維碼圖像是一個(gè)CIImage對(duì)象，如果要在圖像視圖中顯示，需要將其轉(zhuǎn)換為UIImage對(duì)象。具體步驟如下：

①、使用名為 CIQRCodeGenerator 的過濾器創(chuàng)建一個(gè)CIFilter對(duì)象。

CIFilter *filter = [CIFilter filterWithName:@"CIQRCodeGenerator"]

②、為CIFilter對(duì)象設(shè)置 inputMessage 和 inputCorrectionLevel 參數(shù)。

inputMessage ：是一個(gè)NSData對(duì)象，用于表示被編碼的數(shù)據(jù)。對(duì)于字符串或者URL，需要使用NSISOLatin1StringEncoding字符串編碼將其轉(zhuǎn)換為NSData對(duì)象。要注意的是，NSISOLatin1StringEncoding編碼對(duì)于中文或表情無法生成，需要的話可以使用NSUTF8StringEncoding 替換。
inputCorrectionLevel ：是一個(gè)NSString對(duì)象，通常使用單個(gè)字母來指定糾錯(cuò)率，默認(rèn)值是 M 。該參數(shù)控制輸出圖像中編碼的附加數(shù)據(jù)量以提供糾錯(cuò)。其糾錯(cuò)率越高，輸出的圖像越大，同時(shí)也允許代碼的更大區(qū)域被破壞或模糊。通常有 L 、 M 、 Q 、 H 這四種可能的糾正模式，分別代表了7%、15%、25%、30%的錯(cuò)誤恢復(fù)能力。

③、使用CIFilter對(duì)象的 outputImage 屬性獲取生成的二維碼圖像

CIImage *outputImage = filter.outputImage;

④、對(duì)生成的二維碼圖像進(jìn)行縮放。

由于生成的二維碼圖像尺寸一般都比較小，為了避免模糊，通常需要對(duì)它進(jìn)行縮放以適應(yīng)圖像視圖的大小。其縮放比例一般為圖像視圖寬度（或高度）與二維碼圖像寬度（或高度）的比值。

CGFloat scaleX = imageView.bounds.size.width / qrcodeImage.extent.size.width;
CGFloat scaleY = imageView.bounds.size.height / qrcodeImage.extent.size.height;
CIImage *transformedImage = [qrcodeImage imageByApplyingTransform:CGAffineTransformMakeScale(scaleX, scaleY)];

⑤、將二維碼圖像轉(zhuǎn)換為UIImage對(duì)象。

imageView.image = [UIImage imageWithCIImage:transformedImage];

2 應(yīng)用示例

下面，我們就做一個(gè)如下圖所示的二維碼生成器：

其中主要實(shí)現(xiàn)的功能有：

生成和刪除二維碼。
通過滑動(dòng)條對(duì)二維碼圖像進(jìn)行縮放。
將二維碼保存到相冊(cè)。

2.1 創(chuàng)建項(xiàng)目

打開 Xcode ，創(chuàng)建一個(gè)新的項(xiàng)目（ File\New\Project.. .），選擇 iOS 一欄下的 Application 中的 Single View Application 模版，然后點(diǎn)擊 Next ，填寫項(xiàng)目選項(xiàng)。在 Product Name 中填寫 QRCodeGeneratorDemo ，選擇 Objective-C 語言，點(diǎn)擊 Nex t，選擇文件位置，并單擊 Create 創(chuàng)建項(xiàng)目。

2.2 構(gòu)建界面

打開 Main.storyboard 文件，在當(dāng)前控制器中嵌入導(dǎo)航控制器，并添加標(biāo)題 QR Code Generator ：

在視圖控制器中添加文本框、按鈕、圖像視圖等，布局如下：

其中各元素及作用：

Text Field：用于輸入想要轉(zhuǎn)換為二維碼的數(shù)據(jù)內(nèi)容，包括文本或URL字符串。
Button：在這里具有雙重作用，用于生成和清除二維碼。
Image View：用于顯示生成的二維碼圖像。
Slider：用來縮放生成的二維碼圖像。

打開輔助編輯器，將storyboard中的元素連接到代碼中：

2.3 添加代碼

2.3.1 生成二維碼圖像

由于使用CIFilter對(duì)象生成的二維碼圖像將是一個(gè)CIImage對(duì)象，所以需要先在 ViewController.m 文件的接口部分聲明一個(gè)CIImage對(duì)象的屬性：

@property (strong, nonatomic) CIImage *qrcodeImage;

然后在實(shí)現(xiàn)部分添加 generateQRCodeImage 方法及代碼：

- (void)generateQRCodeImage
{
  NSData *data = [self.textField.text dataUsingEncoding:NSISOLatin1StringEncoding allowLossyConversion:NO];
  
  // 創(chuàng)建并設(shè)置CIFilter對(duì)象
  CIFilter *filter = [CIFilter filterWithName:@"CIQRCodeGenerator"];
  [filter setValue:data forKey:@"inputMessage"];
  [filter setValue:@"Q" forKey:@"inputCorrectionLevel"];
  
  // 獲取生成的CIImage對(duì)象
  self.qrcodeImage = filter.outputImage;
  
  // 轉(zhuǎn)換成UIImage對(duì)象，并顯示在圖像視圖中
  self.imageView.image = [UIImage imageWithCIImage:self.qrcodeImage];
}

在 clickButton: 方法中調(diào)用該方法：

- (IBAction)clickButton:(id)sender
{
  [self generateQRCodeImage];
}

此時(shí)，運(yùn)行程序，在文本框中輸入內(nèi)容，點(diǎn)擊按鈕就可以看到生成的二維碼：

仔細(xì)的話你會(huì)發(fā)現(xiàn)這里的二維碼比較模糊，這是由于生成的二維碼尺寸較小，在imageView中顯示時(shí)被拉伸導(dǎo)致的。下面我們就通過調(diào)整二維碼的縮放來解決圖像模糊的問題。

修改 generateQRCodeImage 方法中的代碼如下：

- (void)generateQRCodeImage
{
  ...  
  // 獲取生成的CIImage對(duì)象
  self.qrcodeImage = filter.outputImage;
  
  // 縮放CIImage對(duì)象
  CGFloat scaleX = self.imageView.bounds.size.width / self.qrcodeImage.extent.size.width;
  CGFloat scaleY = self.imageView.bounds.size.height / self.qrcodeImage.extent.size.height;
  CIImage *transformedImage = [self.qrcodeImage imageByApplyingTransform:CGAffineTransformMakeScale(scaleX, scaleY)];
  
  // 將調(diào)整后的CIImage對(duì)象轉(zhuǎn)換成UIImage對(duì)象，并顯示在圖像視圖中
  self.imageView.image = [UIImage imageWithCIImage:transformedImage];
}

再次運(yùn)行，你會(huì)看到一張清晰的二維碼：

2.3.2 刪除二維碼圖像

在這個(gè)demo中，按鈕具有雙重作用：即生成二維碼和刪除二維碼。因此需要在 clickButton: 方法中先判斷二維碼圖像是否存在：

如果不存在，點(diǎn)擊按鈕生成一張二維碼圖像，按鈕的標(biāo)題變?yōu)? Clear "。
如果存在，點(diǎn)擊按鈕刪除二維碼圖像，按鈕的標(biāo)題變?yōu)? Generate "。

修改 clickButton: 方法中的代碼如下：

- (IBAction)clickButton:(id)sender
{
  if (self.qrcodeImage == nil) {
    [self generateQRCodeImage];
    [self.button setTitle:@"Clear" forState:UIControlStateNormal];
  }
  else {
    [self clearQRCodeImage];
    [self.button setTitle:@"Generate" forState:UIControlStateNormal];
  }
}

下面我們就添加 clearQRCodeImage 方法并實(shí)現(xiàn)它：

- (void)clearQRCodeImage
{
  self.imageView.image = nil;
  self.qrcodeImage = nil;
  self.textField.text = nil;
}

至此，二維碼的生成和刪除已基本完成，但為了有良好的體驗(yàn)，我們還需要考慮下面的情況：

在文本框未輸入的情況下點(diǎn)擊按鈕是否生成二維碼。
切換按鈕時(shí)文本框的響應(yīng)狀態(tài)以及鍵盤出現(xiàn)與消失。
滑動(dòng)條的顯示和隱藏。

于是，在 clickButton: 方法中添加下面的代碼：

- (IBAction)clickButton:(id)sender
{
  if (self.qrcodeImage == nil) {
    if ([self.textField.text isEqualToString:@""]) {
      return;
    }
    [self generateQRCodeImage];
    
    [self.textField resignFirstResponder];
    [self.button setTitle:@"Clear" forState:UIControlStateNormal];
  }
  else {
    [self clearQRCodeImage];
    
    [self.button setTitle:@"Generate" forState:UIControlStateNormal];
  }
  
  self.textField.enabled = !self.textField.enabled;
  self.slider.hidden = !self.slider.hidden;
}

最后，考慮到程序啟動(dòng)時(shí)滑動(dòng)條不應(yīng)該顯示（滑動(dòng)條只在生成二維碼時(shí)出現(xiàn)），還需要在 viewDidLoad 方法中設(shè)置其 hidden 屬性：

- (void)viewDidLoad
{
  [super viewDidLoad];
  
  self.slider.hidden = YES;
}

可以再次運(yùn)行試下。

2.3.3 縮放二維碼圖像

縮放顯示的二維碼主要是通過拖動(dòng)滑動(dòng)條縮放image View來完成的。在實(shí)現(xiàn)部分找到 changeScale: 方法，并添加代碼下面的代碼即可：

- (IBAction)changeScale:(id)sender
{
  self.imageView.transform = CGAffineTransformMakeScale((CGFloat)self.slider.value, (CGFloat)self.slider.value);
}

需要注意的是， self.slider.value 是 float 類型，而 CGAffineTransformMakeScale 方法的參數(shù)是 CGFloat 類型，因此在上面的代碼中進(jìn)行了類型轉(zhuǎn)換。

2.3.4 保存二維碼圖像

將生成的二維碼圖片保存到相機(jī)膠卷相冊(cè)主要是使用 UIImageWriteToSavedPhotosAlbum 函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。其完整聲明如下：

復(fù)制代碼代碼如下:

void UIImageWriteToSavedPhotosAlbum(UIImage *image, id completionTarget, SEL completionSelector, void *contextInfo);

其中各參數(shù)及含義：

image ：表示要保存到相冊(cè)的圖像。

completionTarget ：可選的參數(shù)，表示圖片保存后，調(diào)用完成選擇器（completionSelector）的對(duì)象。

completionSelector ：可選的方法，表示圖片保存后，completionTarget對(duì)象要調(diào)用的方法（即回調(diào)方法）。該方法應(yīng)符合以下簽名：

- (void)image:(UIImage *)image
  didFinishSavingWithError:(NSError *)error
         contextInfo:(void *)contextInfo;

contextInfo ：可選的參數(shù)，用于提供一個(gè)上下文信息以通過參數(shù)傳遞給completionSelector。

在這里我們的大致思路是：首先在imageView中添加單擊手勢(shì)，當(dāng)用戶點(diǎn)擊二維碼圖像時(shí)會(huì)彈出一個(gè)提示框詢問是否保存，如果用戶點(diǎn)擊保存按鈕，那么就將二維碼保存到相冊(cè)中。下面是具體實(shí)現(xiàn)：

打開 Main.storyboard 文件，從對(duì)象庫中找到點(diǎn)擊手勢(shì)（Tap Gesture Recognizer），將其添加到視圖控制器的Image View上，完成之后會(huì)在控制器的頂部看到它：

打開輔助編輯器，將其連接到代碼中：

為了使image View能響應(yīng)手勢(shì)操作，需要在 viewDidLoad 中設(shè)置image View的 userInteractionEnabled 屬性：

- (void)viewDidLoad
{
  ...
  self.imageView.userInteractionEnabled = YES;
}

然后在實(shí)現(xiàn)部分找到 tap: 方法，并添加下面的代碼：

- (IBAction)tap:(id)sender
{
  // 添加提示框
  UIAlertController *alertController = [UIAlertController alertControllerWithTitle:@"Save QRCode?" message:@"The QRCode will be saved in Camera Roll album." preferredStyle:UIAlertControllerStyleAlert];
  
  UIAlertAction *saveAction = [UIAlertAction actionWithTitle:@"Save" style:UIAlertActionStyleDefault handler:^(UIAlertAction * _Nonnull action) {
    // 保存二維碼圖像
    [self saveQRCodeImage];
  }];
  UIAlertAction *cancelAction = [UIAlertAction actionWithTitle:@"Cancel" style:UIAlertActionStyleCancel handler:nil];
  
  [alertController addAction:saveAction];
  [alertController addAction:cancelAction];
  
  [self presentViewController:alertController animated:YES completion:nil];
}

這時(shí)編譯器會(huì)有紅色警告提示 saveQRCodeImage 方法未聲明。接下來我們就在實(shí)現(xiàn)部分添加該方法來實(shí)現(xiàn)二維碼的保存：

- (void)saveQRCodeImage
{
  // 繪制圖像
  UIGraphicsBeginImageContext(self.imageView.image.size);
  [self.imageView.image drawInRect:self.imageView.bounds];
  self.imageView.image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
  UIGraphicsEndImageContext();
  
  // 保存圖像
  UIImageWriteToSavedPhotosAlbum(self.imageView.image, nil, nil, nil);
}

值得說明的是，這里的 self.imageView.image 是從CIImage對(duì)象轉(zhuǎn)換來的，是保存不到相冊(cè)的，需要先在圖形上下文中繪制一下，生成一個(gè)新的圖像，然后才能保存。

此時(shí)，運(yùn)行程序，點(diǎn)擊生成的二維碼圖像你會(huì)看到下面的效果：

但是點(diǎn)擊 Save 按鈕時(shí)，程序會(huì)崩潰，在控制臺(tái)會(huì)看到下面的消息：

This app has crashed because it attempted to access privacy-sensitive data without a usage description. The app's Info.plist must contain an NSPhotoLibraryAddUsageDescription key with a string value explaining to the user how the app uses this data.

這是因?yàn)閕OS要求應(yīng)用程序開發(fā)者在允許訪問相冊(cè)之前要先獲得用戶的許可。為此，我們必須在 Info.plist 文件中添加名為 NSPhotoLibraryAddUsageDescription 的鍵，并為其添加相應(yīng)的描述：

問題修復(fù)完成！再次運(yùn)行，點(diǎn)擊保存按鈕，打開相冊(cè)應(yīng)用，你會(huì)看到剛才保存的二維碼：

到目前為止，我們的工作已基本完成，但是為了更完美一些，最好是在點(diǎn)擊保存按鈕之后能夠收到是否保存成功的反饋。所以需要在 saveQRCodeImage 方法中更改 UIImageWriteToSavedPhotosAlbum 函數(shù)的參數(shù)：

- (void)saveQRCodeImage
{
  ...
  
  // 保存圖像
  UIImageWriteToSavedPhotosAlbum(self.imageView.image, self, @selector(image:didFinishSavingWithError:contextInfo:), nil);
}

然后添加 image:didFinishSavingWithError:contextInfo: 方法，并在該方法內(nèi)創(chuàng)建alert View來顯示二維碼的保存狀態(tài)：

- (void)image:(UIImage *)image didFinishSavingWithError:(NSError *)error contextInfo:(void *)contextInfo
{
  NSString *title;
  NSString *message;
  
  if (!error) {
    title = @"Success!";
    message = @"The QRCode image saved successfully.";
  }
  else {
    title = @"Failed!";
    message = @"The QRCode image saved unsuccessfully, please try again later.";
  }
  
  // 使用alert view顯示二維碼保存狀態(tài)
  UIAlertController *alert = [UIAlertController alertControllerWithTitle:title message:message preferredStyle:UIAlertControllerStyleAlert];
  UIAlertAction *action = [UIAlertAction actionWithTitle:@"OK" style:UIAlertActionStyleDefault handler:nil];
  [alert addAction:action];
  
  [self presentViewController:alert animated:YES completion:nil];
}

運(yùn)行程序，測(cè)試一下效果：