使用CIFilter生成二维码

二维码(Quick Response Code,简称QR Code)是由水平和垂直两个方向上的线条设计而成的一种二维条形码(barcode)。可以编码网址、电话号码、文本等内容,能够存储大量的数据信息。自iOS 7以来,二维码的生成和读取只需要使用Core Image框架和AVFoundation框架就能轻松实现。在这里,我们主要介绍二维码的生成。关于二维码的读取,在 使用AVFoundation读取二维码 文章中有详细介绍。

1 二维码的生成

生成一个二维码也就是根据提供的数据内容转换成一张二维码图像。从iOS 7开始,我们只需要使用CIFilter中的CIQRCodeGenerator就可以轻易实现。只不过这样生成的二维码图像是一个CIImage对象,如果要在图像视图中显示,需要将其转换为UIImage对象。具体步骤如下:

  1. 使用名为 CIQRCodeGenerator 的过滤器创建一个CIFilter对象。

    CIFilter *filter = [CIFilter filterWithName:@"CIQRCodeGenerator"]
  2. 为CIFilter对象设置 inputMessageinputCorrectionLevel 参数。

    • inputMessage :是一个NSData对象,用于表示被编码的数据。对于字符串或者URL,需要使用NSISOLatin1StringEncoding字符串编码将其转换为NSData对象。要注意的是,NSISOLatin1StringEncoding编码对于中文或表情无法生成,需要的话可以使用NSUTF8StringEncoding 替换。
    • inputCorrectionLevel :是一个NSString对象,通常使用单个字母来指定纠错率,默认值是 M 。该参数控制输出图像中编码的附加数据量以提供纠错。其纠错率越高,输出的图像越大,同时也允许代码的更大区域被破坏或模糊。通常有 LMQH 这四种可能的纠正模式,分别代表了7%、15%、25%、30%的错误恢复能力。
  3. 使用CIFilter对象的 outputImage 属性获取生成的二维码图像。

    CIImage *outputImage = filter.outputImage;
  4. 对生成的二维码图像进行缩放。

    由于生成的二维码图像尺寸一般都比较小,为了避免模糊,通常需要对它进行缩放以适应图像视图的大小。其缩放比例一般为图像视图宽度(或高度)与二维码图像宽度(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. 将二维码图像转换为UIImage对象。

    imageView.image = [UIImage imageWithCIImage:transformedImage];

2 应用示例

下面,我们就做一个如下图所示的二维码生成器:

其中主要实现的功能有:

  • 生成和删除二维码。
  • 通过滑动条对二维码图像进行缩放。
  • 将二维码保存到相册。

2.1 创建项目

打开 Xcode ,创建一个新的项目( FileNewProject.. .),选择 iOS 一栏下的 Application 中的 Single View Application 模版,然后点击 Next ,填写项目选项。在 Product Name 中填写 QRCodeGeneratorDemo ,选择 Objective-C 语言,点击 Nex t,选择文件位置,并单击 Create 创建项目。

2.2 构建界面

打开 Main.storyboard 文件,在当前控制器中嵌入导航控制器,并添加标题 QR Code Generator

在视图控制器中添加文本框、按钮、图像视图等,布局如下:

其中各元素及作用:

  • Text Field:用于输入想要转换为二维码的数据内容,包括文本或URL字符串。
  • Button:在这里具有双重作用,用于生成和清除二维码。
  • Image View:用于显示生成的二维码图像。
  • Slider:用来缩放生成的二维码图像。

打开辅助编辑器,将storyboard中的元素连接到代码中:

2.3 添加代码

2.3.1 生成二维码图像

由于使用CIFilter对象生成的二维码图像将是一个CIImage对象,所以需要先在 ViewController.m 文件的接口部分声明一个CIImage对象的属性:

@property (strong, nonatomic) CIImage *qrcodeImage;

然后在实现部分添加 generateQRCodeImage 方法及代码:

- (void)generateQRCodeImage
{
    NSData *data = [self.textField.text dataUsingEncoding:NSISOLatin1StringEncoding allowLossyConversion:NO];
    
    // 创建并设置CIFilter对象
    CIFilter *filter = [CIFilter filterWithName:@"CIQRCodeGenerator"];
    [filter setValue:data forKey:@"inputMessage"];
    [filter setValue:@"Q" forKey:@"inputCorrectionLevel"];
    
    // 获取生成的CIImage对象
    self.qrcodeImage = filter.outputImage;
    
    // 转换成UIImage对象,并显示在图像视图中
    self.imageView.image = [UIImage imageWithCIImage:self.qrcodeImage];
}

clickButton: 方法中调用该方法:

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

此时,运行程序,在文本框中输入内容,点击按钮就可以看到生成的二维码:

仔细的话你会发现这里的二维码比较模糊,这是由于生成的二维码尺寸较小,在imageView中显示时被拉伸导致的。下面我们就通过调整二维码的缩放来解决图像模糊的问题。

修改 generateQRCodeImage 方法中的代码如下:

- (void)generateQRCodeImage
{
    ...    
    // 获取生成的CIImage对象
    self.qrcodeImage = filter.outputImage;
    
    // 缩放CIImage对象
    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)];
    
    // 将调整后的CIImage对象转换成UIImage对象,并显示在图像视图中
    self.imageView.image = [UIImage imageWithCIImage:transformedImage];
}

再次运行,你会看到一张清晰的二维码:

2.3.2 删除二维码图像

在这个demo中,按钮具有双重作用:即生成二维码和删除二维码。因此需要在 clickButton: 方法中先判断二维码图像是否存在:

  • 如果不存在,点击按钮生成一张二维码图像,按钮的标题变为” Clear “。
  • 如果存在,点击按钮删除二维码图像,按钮的标题变为” Generate “。

修改 clickButton: 方法中的代码如下:

- (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];
    }
}

下面我们就添加 clearQRCodeImage 方法并实现它:

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

至此,二维码的生成和删除已基本完成,但为了有良好的体验,我们还需要考虑下面的情况:

  • 在文本框未输入的情况下点击按钮是否生成二维码。
  • 切换按钮时文本框的响应状态以及键盘出现与消失。
  • 滑动条的显示和隐藏。

于是,在 clickButton: 方法中添加下面的代码:

- (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,考虑到程序启动时滑动条不应该显示(滑动条只在生成二维码时出现),还需要在 viewDidLoad 方法中设置其 hidden 属性:

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

可以再次运行试下。

2.3.3 缩放二维码图像

缩放显示的二维码主要是通过拖动滑动条缩放image View来完成的。在实现部分找到 changeScale: 方法,并添加代码下面的代码即可:

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

需要注意的是, self.slider.valuefloat 类型,而 CGAffineTransformMakeScale 方法的参数是 CGFloat 类型,因此在上面的代码中进行了类型转换。

2.3.4 保存二维码图像

将生成的二维码图片保存到相机胶卷相册主要是使用 UIImageWriteToSavedPhotosAlbum 函数来实现的。其完整声明如下:

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

其中各参数及含义:

  • image :表示要保存到相册的图像。

  • completionTarget :可选的参数,表示图片保存后,调用完成选择器(completionSelector)的对象。

  • completionSelector :可选的方法,表示图片保存后,completionTarget对象要调用的方法(即回调方法)。该方法应符合以下签名:

    - (void)image:(UIImage *)image
        didFinishSavingWithError:(NSError *)error
                     contextInfo:(void *)contextInfo;
  • contextInfo :可选的参数,用于提供一个上下文信息以通过参数传递给completionSelector。

在这里我们的大致思路是:首先在imageView中添加单击手势,当用户点击二维码图像时会弹出一个提示框询问是否保存,如果用户点击保存按钮,那么就将二维码保存到相册中。下面是具体实现:

打开 Main.storyboard 文件,从对象库中找到点击手势(Tap Gesture Recognizer),将其添加到视图控制器的Image View上,完成之后会在控制器的顶部看到它:

打开辅助编辑器,将其连接到代码中:

为了使image View能响应手势操作,需要在 viewDidLoad 中设置image View的 userInteractionEnabled 属性:

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

然后在实现部分找到 tap: 方法,并添加下面的代码:

- (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) {
        // 保存二维码图像
        [self saveQRCodeImage];
    }];
    UIAlertAction *cancelAction = [UIAlertAction actionWithTitle:@"Cancel" style:UIAlertActionStyleCancel handler:nil];
    
    [alertController addAction:saveAction];
    [alertController addAction:cancelAction];
    
    [self presentViewController:alertController animated:YES completion:nil];
}

这时编译器会有红色警告提示 saveQRCodeImage 方法未声明。接下来我们就在实现部分添加该方法来实现二维码的保存:

- (void)saveQRCodeImage
{
    // 绘制图像
    UIGraphicsBeginImageContext(self.imageView.image.size);
    [self.imageView.image drawInRect:self.imageView.bounds];
    self.imageView.image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
    UIGraphicsEndImageContext();
    
    // 保存图像
    UIImageWriteToSavedPhotosAlbum(self.imageView.image, nil, nil, nil);
}

值得说明的是,这里的 self.imageView.image 是从CIImage对象转换来的,是保存不到相册的,需要先在图形上下文中绘制一下,生成一个新的图像,然后才能保存。

此时,运行程序,点击生成的二维码图像你会看到下面的效果:

但是点击 Save 按钮时,程序会崩溃,在控制台会看到下面的消息:

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.

这是因为iOS要求应用程序开发者在允许访问相册之前要先获得用户的许可。为此,我们必须在 Info.plist 文件中添加名为 NSPhotoLibraryAddUsageDescription 的键,并为其添加相应的描述:

问题修复完成!再次运行,点击保存按钮,打开相册应用,你会看到刚才保存的二维码:

到目前为止,我们的工作已基本完成,但是为了更完美一些,最好是在点击保存按钮之后能够收到是否保存成功的反馈。所以需要在 saveQRCodeImage 方法中更改 UIImageWriteToSavedPhotosAlbum 函数的参数:

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

然后添加 image:didFinishSavingWithError:contextInfo: 方法,并在该方法内创建alert View来显示二维码的保存状态:

- (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显示二维码保存状态
    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];
}

运行程序,测试一下效果:

至此,我们的二维码生成器已经全部完成,如果需要完整代码,可以下载 QRCodeGeneratorDemo 查看。

3 参考资料

CIFilter – Core Image | Apple Developer Documentation

Building a QR Code Generator with Core Image Filters

CIQRCodeGenerator

HOW TO SAVE/LOAD IMAGE/VIDEOS FROM CAMERA ROLL – XCODE IOS

iOS 原生扫 QR 码的那些事

简书责编内容来自:简书 (源链) | 更多关于

阅读提示:酷辣虫无法对本内容的真实性提供任何保证,请自行验证并承担相关的风险与后果!
本站遵循[CC BY-NC-SA 4.0]。如您有版权、意见投诉等问题,请通过eMail联系我们处理。
酷辣虫 » 移动开发 » 使用CIFilter生成二维码

喜欢 (0)or分享给?

专业 x 专注 x 聚合 x 分享 CC BY-NC-SA 4.0

使用声明 | 英豪名录