Electron调用外接摄像头并拍照上传实现详解

背景

基于Electron实现的pc端智能验机应用，近期迭代了一个新的功能，需求是通过电脑外接摄像头对手机屏幕进行拍照，拍照后需将照片上传至服务端进行屏幕信息比对，确定被检测屏幕是否为原厂屏。

需求分析

根据上面的需求，分析大概要以下几个步骤。

先实现将摄像头的画面实时展示在页面视频采集区域中；
将摄像头中的视频画面采集一帧成图片并回显；
将生成的图片上传至CDN拿到图片链接；
将图片链接上传到后端接口做处理；

确定了需要以上四个步骤后，接下来一步一步实现。

实现

视频采集

由于 Electron 内置了 Chromium 浏览器，该浏览器对各项前端标准都支持得非常好，所以基于 Electron 开发应用不会遇到浏览器兼容性问题。几乎可以在 Electron 中使用所有 HTML5、CSS3 、ES6 标准中定义的 API。

所以基于WebRTC提供的API即可获取到摄像头的视频流。

MediaDevices.getUserMedia()

代码如下：

methods: {
    getUserMedia() {
        /* 可同时开启video(摄像头)和audio(麦克风) 这里只请求摄像头，所以只设置video为true */
        navigator.mediaDevices.getUserMedia({ video: true })
            .then(function(stream) {
              /* 使用这个 stream 传递到成功回调中 */
              this.success(stream)
            })
            .catch(function(err) {
              /* 处理 error 信息 */
              this.error(error)
            });
    }
}

MediaDevices.getUserMedia() 会提示用户给予使用媒体输入的许可，媒体输入会产生一个MediaStream，里面包含了请求的媒体类型的轨道。此流可以包含一个视频轨道（来自硬件或者虚拟视频源，比如相机、视频采集设备和屏幕共享服务等等）、一个音频轨道（同样来自硬件或虚拟音频源，比如麦克风、A/D 转换器等等），也可能是其它轨道类型。

它返回一个 Promise 对象，成功后会resolve回调一个 MediaStream 对象。若找不到满足请求参数的媒体类型，promise会reject回调一个NotFoundError。

现在已经成功获取到视频流，接下来就是将视频流回显到页面。这里使用video标签完成，代码如下：

<template>
    <div class="video-page">
        <div class="video-content">
            <video ref="video" class="video-item"></video>
        </div>
    </div>
</template>
export default {
   methods: {
       getUserMedia() {
            /* 可同时开启video(摄像头)和audio(麦克风) 这里只请求摄像头，所以只设置video为true */
            navigator.mediaDevices.getUserMedia({ video: true })
                .then(function(stream) {
                  /* 使用这个 stream 传递到成功回调中 */
                  this.success(stream)
                })
                .catch(function(err) {
                  /* 处理 error 信息 */
                  this.error(error)
                });
        },
       success(stream) {
           console.log('成功', stream);
           /* 将stream 分配给video标签 */
           this.$refs.video.srcObject = stream;
           this.$refs.video.play();
        }
    }
}

这时，摄像头中的画面就可以显示在页面video标签内，如下图。

为了用户体验，在进入页面之前添加了判断摄像头是否已经接入并可用的逻辑，避免用户的摄像头未接入或者启动，造成应用不可用的错觉。

使用MediaDevices.enumerateDevices()来获取可用媒体输入和输出设备的列表，例如摄像头、麦克风、耳机等。

navigator.mediaDevices.enumerateDevices().then(devicesList => {
    console.log('------devicesList', deviceList)
})

得到的设备列表数据格式如下：

kind类型有三种，分别是audioinput、audiooutput和videoinput。分别代表音视频的输入和输出。可在列表中查找目标媒体是否已经接入且可用。

若有选择切换设备需求，可根据kind类型进行媒体设备分类，选择目标deviceId，传入navigator.mediaDevices.getUserMedia，完成来源切换。

 navigator.mediaDevices.getUserMedia({ video: { deviceId: xxxx } })

拍照生成图片

拍照其实就是截取视频中的某一帧，这里使用canvas来实现截取。getContext() 方法可返回一个对象，该对象提供了用于在画布上绘图的方法和属性。其中drawImage()方法用来向画布上绘制图像、画布或视频。

<template>
    <div class="video-page">
        <div class="video-content">
            <video ref="video" class="video-item" v-if="showVideo"></video>
            <canvas ref="canvas" v-else width="500" height="346"></canvas>
        <div class="video-buttons">
            <div @click="capture" class="button-item capture">拍照</div>
            <div @click="submit" class="button-item submit"}">提交</div>
        </div>
    </div>
</template>
export default {
   data: {
       showVideo: true, // 是否展示摄像头画面
   },
   methods: {
        /* 拍照按钮点击 */
        capture() {
          this.showVideo = false
          var context = this.$refs.canvas.getContext('2d');
          /* 要跟video的宽高一致 */
          context.drawImage(this.$refs.video, 0, 0, 1000, 692, 0, 0, 500, 346);
        }
    }
}

拍照的图片回显至canvas标签。

上传图片至CDN

上个步骤已经完成了拍照，接下来就需要将图片上传至CDN，拿到图片链接。这里有两种方式可以实现获取图片数据。

1. 使用HTMLCanvasElement.toBlob()

HTMLCanvasElement.toBlob() 方法生成 Blob 对象，用以展示 canvas 上的图片。因为直接可以拿到图片文件，所以无需再使用方法2中的函数来转化base64，直接可以获取到图片文件用来上传。

语法

toBlob(callback, type, quality)

参数

callback：回调函数，参数为Blob对象（目标图片文件）。

type：图片格式，默认为image/png 可选。

quality：0-1的数字，表示图片质量，可选。

点击提交按钮按钮时，先获取图片文件，为上传做准备。

methods: {
    /* 提交按钮点击 */
    submit() {
        const base64Url = this.$refs.canvas.toBlob(blob => {
            console.log('===blob', blob)
            const data = new FormData()
            data.append('file', blob)
            request.post('https://XXXXX/upload', data)
        }, "image/jpeg", 0.95)
    }
}

console的结果如下图：

2. 使用HTMLCanvasElement.toDataURL()

HTMLCanvasElement.toDataURL()方法返回一个包含图片展示的Data URL。

Data URL，即前缀为 data: 协议的 URL，其允许内容创建者向文档中嵌入小文件。

语法

canvas.toDataURL(type, encoderOptions);

参数

type 图片格式，默认为image/png。

encoderOptions 0到1之间的值，用来选定图片质量，默认值是0.92，超出范围会使用默认值。

返回值

base64组成的图片源数据，上传前需转为图片文件。这里封装了一个convertBase64UrlToImgFile函数用来转换。代码如下：

<template>
    <div class="video-page">
        <div class="video-content">
            <video ref="video" class="video-item" v-if="showVideo"></video>
            <canvas ref="canvas" v-else width="500" height="346"></canvas>
        <div class="video-buttons">
            <div @click="capture" class="button-item capture">拍照</div>
            <div @click="submit" class="button-item submit">提交</div>
        </div>
    </div>
</template>
export default {
   data: {
       /* 是否展示摄像头画面 */
       showVideo: true,
   },
   methods: {
        /* 将base64转为图片文件 */
        convertBase64UrlToImgFile(urlData, fileType) {
            const imgData = urlData.split('base64,').splice(-1)[0]
            /* 解码使用 base-64 编码的字符串 转换为byte */
            const bytes = window.atob(imgData)
            /* 处理异常,将ASCII码小于0的转换为大于0 */
            const ab = new ArrayBuffer(bytes.length)
            const ia = new Int8Array(ab)
            for (let i = 0; i < bytes.length; i++) {
                ia[i] = bytes.charCodeAt(i)
            }
            /* 转换成文件，可以添加文件的type，lastModifiedDate属性 */
            const blob = new Blob([ab], { type: fileType })
            blob.lastModifiedDate = new Date()
            return blob
        },
        /* 提交按钮点击 */
        async submit() {
            const base64Url = this.$refs.canvas.toDataURL()
            const imgFile = this.convertBase64UrlToImgFile(base64Url, 'image/jpg')
            console.log('====imgFile', imgFile)
            const data = new FormData()
            data.append('file', imgFile)
            /* 上传 */
            request.post('https://XXXXX/upload', data)
        },
    }
}

convertBase64UrlToImgFile可用于在使用canvas外的场景进行base64转换图片文件。和HTMLCanvasElement.toBlob()方法得到的结果一致。

以上两种方法都可以完成图片上传，最终拿到CDN图片链接后可传给后端进行处理。获取屏幕信息。

总结

通过以上四个步骤就完成了Electron应用中通过外接摄像头拍照并上传的功能。这里基本用不到Electron的能力，和在web端的实现方式并无区别，Electron在这里起到的作用就是获取摄像头媒体流不需要获取用户权限。

Electron是基于Chromium和Node.js实现的，这就使前端开发者可以使用JavaScript、HTML和CSS轻松构建跨平台的桌面应用。Electron可以使用几乎所有的Web前端生态领域及Node.js生态领域的组件和技术方案。