前言
最近在开发一款视频剪辑的App发现一个奇怪的问题，用iPhone手机的相机拍摄的视频，经过剪辑之后导出视频，发现视频被自动旋转了90度。于是，顺着这个问题深入研究了一下，将研究的过程和结果记录一下。
一、视频拍摄的方向与角度
iOS上内置相机应用录制的mov/mp4视频会产生一个Rotation元数据，表示录制视频时摄像头旋转到了多少角度。其值一般为这四个：0、90、180或270。类似于图片文件的 Exif 信息中的Orientation元数据。
Rotation元数据用于播放器确定渲染视频的方向，但是有的播放器会对其视而不见。也就是说当你用iPhone手机旋转90度或者180度录制的视频，然后在iphone手机上播放，仍然是播放没有被旋转的视频，但是其实视频信息中的roration已经记录了手机拍摄旋转的角度，当你将这个视频上传到服务器上可能就会展示它真实的旋转状态。
关于Rotation的0、90、180和270这四个角度值可以这样理解：LandscapeRigth为0度；以Home键或摄像头为圆心，顺时针旋转到Portrait为90度；旋转到LandscapeLeft为180度；旋转到PortraitUpsideDown为270度。
(1) roration为0，LandscapeRigth为0度，此时拍出来的视频才是正常的，没有被旋转的。这个与我们平常生活中的认知是不一样的。
(2) roration为90，以Home键或摄像头为圆心，顺时针旋转到Portrait为90度。
(3) roration为180，以Home键或摄像头为圆心，顺时针旋转到旋转到LandscapeLeft为180度。
(4) roration为270，以Home键或摄像头为圆心，顺时针旋转到PortraitUpsideDown为270度。
所以，其实iPhone手机拍摄视频角度的旋转和我们所觉得的不一样，我们平时不管90度还是180度旋转手机拍摄的视频，都能正向播放，是因为播放器忽略了旋转角度，但是你如果上传视频到服务器或者重新导出视频，就会发现视频被旋转了。不用觉得奇怪，其实这才是视频真实的状态。
二、修正视频方向
下面就讲一讲，当视频被旋转了，改如何修正视频的方向。
2.1 视频被旋转了90度
当视频被旋转了90度，要修正视频的方向，只需要经过两个步骤的变换：
- 将图1顺时针旋转90，便可得到图二，红点代表旋转的中心；
- 将图2沿着X轴移动height个单位，便可修正视频的方向；
CGAffineTransform transform = CGAffineTransformIdentity;
transform = CGAffineTransformRotate(transform, M_PI_2*1);
transform = CGAffineTransformTranslate(transform, videoTrack.naturalSize.height, 0);
renderSize = CGSizeMake(videoTrack.naturalSize.height, videoTrack.naturalSize.width);
2.2 视频被旋转了180度
当视频被旋转了180度，要修正视频的方向，只需要经过两个步骤的变换：
- 将图1顺时针旋转180，便可得到图二，红点代表旋转的中心；
- 将图2沿着X轴移动width个单位，沿着Y轴移动height个单位，便可修正视频的方向；
CGAffineTransform transform = CGAffineTransformIdentity;
transform = CGAffineTransformRotate(transform, M_PI_2*2);
transform = CGAffineTransformTranslate(transform, videoTrack.naturalSize.width, videoTrack.naturalSize.height);
renderSize = CGSizeMake(videoTrack.naturalSize.width, videoTrack.naturalSize.height);
2.3 视频被旋转了270度
当视频被旋转了270度，要修正视频的方向，只需要经过两个步骤的变换：
- 将图1顺时针旋转270度，便可得到图二，红点代表旋转的中心；
- 将图2沿着Y轴向下移动height个单位，沿着Y轴移动height个单位，便可修正视频的方向；
CGAffineTransform transform = CGAffineTransformIdentity;
transform = CGAffineTransformRotate(transform, M_PI_2*3);
transform = CGAffineTransformTranslate(transform, 0, videoTrack.naturalSize.width);
renderSize = CGSizeMake(videoTrack.naturalSize.height, videoTrack.naturalSize.width);
特别注意，除开旋转视频的方向和将视频进行位移，还需要调整视频画布的大小。
三、示例代码
- (void)fixVideoDirection:(AVURLAsset *)asset resultBlcok:(void (^)(NSURL *outputURL))resultBlock
{
NSString *videoName = [NSString stringWithFormat:@"%@.mp4",[[NSDate date] stringWithFormat:@"YYYY-MM-dd HH:mm:ss"]];
NSString *outputURL = [[FileTools createDirectoryInDocumentDirectory:@"/Videos"] stringByAppendingPathComponent:videoName];
AVMutableComposition *composition = [AVMutableComposition composition];
// 获取音频轨道
AVAssetTrack *audioTrack = [asset tracksWithMediaType:AVMediaTypeAudio].firstObject;
// 插入音频轨道
AVMutableCompositionTrack *audioCompositionTrack = [composition addMutableTrackWithMediaType:AVMediaTypeAudio preferredTrackID:kCMPersistentTrackID_Invalid];
[audioCompositionTrack insertTimeRange:CMTimeRangeMake(kCMTimeZero, asset.duration) ofTrack:audioTrack atTime:kCMTimeZero error:nil];
// 获取视频轨道
AVAssetTrack *videoTrack = [asset tracksWithMediaType:AVMediaTypeVideo].firstObject;
// 插入视频轨道
AVMutableCompositionTrack *videoCompositionTrack = [composition addMutableTrackWithMediaType:AVMediaTypeVideo preferredTrackID:kCMPersistentTrackID_Invalid];
[videoCompositionTrack insertTimeRange:CMTimeRangeMake(kCMTimeZero, asset.duration) ofTrack:videoTrack atTime:kCMTimeZero error:nil];
// 获取视频修正方向（默认为摄像头方向）
CGAffineTransform t = videoTrack.preferredTransform;
CGAffineTransform transform = CGAffineTransformIdentity;
CGSize renderSize = CGSizeMake(videoTrack.naturalSize.width, videoTrack.naturalSize.height);
if(t.a == 1.0 && t.b == 0 && t.c == 0 && t.d == 1.0) { // LandscapeRight, 0度
//不需要作处理
NSLog(@"视频没有被旋转");
} else if (t.a == 0 && t.b == 1.0 && t.c == -1.0 && t.d == 0){ //90度
transform = CGAffineTransformTranslate(transform, videoTrack.naturalSize.height, 0);
transform = CGAffineTransformRotate(transform, M_PI_2*1);
renderSize = CGSizeMake(videoTrack.naturalSize.height, videoTrack.naturalSize.width);
NSLog(@"视频被旋转了90度");
} else if (t.a == -1.0 && t.b == 0 && t.c == 0 && t.d == -1.0) { //180度
transform = CGAffineTransformTranslate(transform, videoTrack.naturalSize.width, videoTrack.naturalSize.height);
transform = CGAffineTransformRotate(transform, M_PI_2*2);
renderSize = CGSizeMake(videoTrack.naturalSize.width, videoTrack.naturalSize.height);
NSLog(@"视频被旋转了180度");
} else if(t.a == 0 && t.b == -1.0 && t.c == 1.0 && t.d == 0) { //270度
transform = CGAffineTransformTranslate(transform, 0, videoTrack.naturalSize.width);
transform = CGAffineTransformRotate(transform, M_PI_2*3);
renderSize = CGSizeMake(videoTrack.naturalSize.height, videoTrack.naturalSize.width);
NSLog(@"视频被旋转了270度");
}
AVMutableVideoCompositionLayerInstruction *layerInstruciton = [AVMutableVideoCompositionLayerInstruction videoCompositionLayerInstructionWithAssetTrack:videoCompositionTrack];
[layerInstruciton setTransform:transform atTime:kCMTimeZero]; //旋转
AVMutableVideoCompositionInstruction *compositionInstruction = [AVMutableVideoCompositionInstruction videoCompositionInstruction];
compositionInstruction.timeRange = CMTimeRangeMake(kCMTimeZero, asset.duration);
compositionInstruction.layerInstructions = @[layerInstruciton];
AVMutableVideoComposition *videoComposition = [AVMutableVideoComposition videoComposition];
videoComposition.instructions = @[compositionInstruction];
videoComposition.frameDuration = CMTimeMakeWithSeconds( 1 / videoTrack.nominalFrameRate, 600);;
videoComposition.renderScale = 1;
videoComposition.renderSize = renderSize;
// 创建视频导出会话
AVAssetExportSession *session = [[AVAssetExportSession alloc] initWithAsset:composition presetName:AVAssetExportPresetHighestQuality];
session.outputFileType = AVFileTypeMPEG4;
session.outputURL = [NSURL fileURLWithPath:outputURL];
session.shouldOptimizeForNetworkUse = YES;
session.videoComposition = videoComposition;
// 开始导出
[session exportAsynchronouslyWithCompletionHandler:^{
if (session.status == AVAssetExportSessionStatusCompleted) {
resultBlock([NSURL fileURLWithPath:outputURL]);
} else {
NSLog(@"视频导出失败");
}
}];
}