使用 getUserMedia() 拍摄静态照片

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。

getUserMedia-based image capture app — on the left we have a video stream taken from a webcam and a take photo button, on the right we have the still image output from taking the photo

如果你喜欢，你也可以直接跳转到演示。

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>。

html
<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。

html
<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。

js
(() => {
  const width = 320;    // 外面会对照片的宽度进行缩放
  const height = 0;     // 高度会基于输入的视频流进行计算

  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。

js
  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：

js
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。

js
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：

js
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：

js
    clearphoto();
  }

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：

js
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：

js
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。

备注： 这可以利用 HTMLVideoElement 接口看起来像任何接受 HTMLImageElement 作为参数的 API 的 HTMLImageElement，将视频的当前帧渲染为图像的内容。

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。

演示

HTML

html
<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：<a
      href="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

css
#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

js
(() => {
  // 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 this
  let 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);
})();

结果

过滤器的乐趣

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。

参见