前端實作很哇塞的瀏覽器端掃碼功能🌟-有解無憂

背景

不久前我做了關于獲取瀏覽器攝像頭并掃碼識別的功能，本文中梳理了涉及到知識點及具體代碼實作，整理成此篇文章內容，

本文主要介紹，通過使用基于 vue 技術堆疊的前端開發技術，在瀏覽器端調起攝像頭 ??，并進行掃碼識別功能，對識別到的二維碼進行跳轉或其他操作處理，本文內容分為背景介紹、實作效果、技術簡介、代碼實作、總結等部分組成，

實作效果

本實體中主要有兩個頁面首頁和掃碼頁，具體實作效果如下圖所示，

首頁：點擊 SCAN QRCODE 按鈕，進入到掃碼頁，
掃碼頁：首次進入時，或彈出 獲取攝像頭訪問權限的系統提示框，點擊允許訪問，頁面開始加載攝像頭資料并開始進行二維碼捕獲拾取，若捕獲到二維碼，開始進行二維碼決議，決議成功后加載識別成功彈窗，

?? 在線體驗：https://dragonir.github.io/h5-scan-qrcode

?? 提示：需要在有攝像頭設備的瀏覽器中豎屏訪問，手機橫豎屏檢測小知識可前往我的另一篇文章《五十音小游戲中的前端知識》中進行了解，

技術簡介

WebRTC API

WebRTC (Web Real-Time Communications) 是一項實時通訊技術，它允許網路應用或者站點，在不借助中間媒介的情況下，建立瀏覽器之間 點對點（Peer-to-Peer） 的連接，實作視頻流和（或）音頻流或者其他任意資料的傳輸，WebRTC 包含的這些標準使用戶在無需安裝任何插件或者第三方的軟體的情況下，創建 點對點（Peer-to-Peer） 的資料分享和電話會議成為可能，

三個主要介面：

MediaStream：能夠通過設備的攝像頭及話筒獲得視頻、音頻的同步流，
RTCPeerConnection：是 WebRTC 用于構建點對點之間穩定、高效的流傳輸的組件，
RTCDataChannel：使得瀏覽器之間建立一個高吞吐量、低延時的信道，用于傳輸任意資料，

?? 前往 MDN 深入學習：WebRTC_API

WebRTC adapter

雖然 WebRTC 規范已經相對健全穩固了，但是并不是所有的瀏覽器都實作了它所有的功能，有些瀏覽器需要在一些或者所有的 WebRTC API上添加前綴才能正常使用，

WebRTC 組織在 github 上提供了一個 WebRTC配接器（WebRTC adapter） 來解決在不同瀏覽器上實作 WebRTC 的兼容性問題，這個配接器是一個 JavaScript墊片，它可以讓你根據 WebRTC 規范描述的那樣去寫代碼，在所有支持 WebRTC 的瀏覽器中不用去寫前綴或者其他兼容性解決方法，

?? 前往 MDN 深入學習：WebRTC adapter

核心的API `navigator.mediaDevices.getUserMedia`

網頁呼叫攝像頭需要呼叫 getUserMedia API，MediaDevices.getUserMedia() 會提示用戶給予使用媒體輸入的許可，媒體輸入會產生一個 MediaStream，里面包含了請求的媒體型別的軌道，此流可以包含一個視頻軌道（來自硬體或者虛擬視頻源，比如相機、視頻采集設備和螢屏共享服務等等）、一個音頻軌道（同樣來自硬體或虛擬音頻源，比如麥克風、A/D轉換器 等等），也可能是其它軌道型別，

它回傳一個 Promise 物件，成功后會 resolve 回呼一個 MediaStream物件；若用戶拒絕了使用權限，或者需要的媒體源不可用，promise 會 reject 回呼一個 PermissionDeniedError 或者 NotFoundError ，(回傳的 promise物件 可能既不會 resolve 也不會 reject，因為用戶不是必須選擇允許或拒絕，)

通常可以使用 navigator.mediaDevices 來獲取 MediaDevices ，例如：

navigator.mediaDevices.getUserMedia(constraints)
  .then(function(stream) {
    // 使用這個stream
  })
  .catch(function(err) {
    // 處理error
  })

?? 前往 MDN 深入學習：navigator.mediaDevices.getUserMedia

二維碼決議庫 `JSQR`

jsQR 是一個純 JavaScript 二維碼決議庫，該庫讀取原始影像或者是攝像頭，并將定位，提取和決議其中的任何 QR碼，

如果要使用 jsQR 掃描網路攝像頭流，則需要 ImageData 從視頻流中提取，然后可以將其傳遞給 jsQR，

jsQR 匯出一個方法，該方法接受 4 個引數，分別是解碼的 影像資料，寬、高 以及 可選的物件 進一步配置掃描行為，

imageData：格式為 [r0, g0, b0, a0, r1, g1, b1, a1, ...] 的 Uint8ClampedArray（ 8位無符號整型固定陣列） 的 rgba 像素值，

const code = jsQR(imageData, width, height, options);
if (code) {
  console.log('找到二維碼！', code);
}

?? 前往 github 深入了解：jsQR

代碼實作

流程

整個掃碼流程如下圖所示：頁面初始化，先檢查瀏覽器是否支持 mediaDevices 相關API，瀏覽器進行調去攝像頭，呼叫失敗，就執行失敗回呼；呼叫成功，進行捕獲視頻流，然后進行掃碼識別，沒有掃瞄到可識別的二維碼就繼續掃描，掃碼成功后繪制掃描成功圖案并進行成功回呼，

下文內容對流程進行拆分，分別實作對應的功能，

掃碼組件 `Scaner`

頁面結構

我們先看下頁面結構，主要由 4 部分組成：

提示框，
掃碼框，
video：展示攝像頭捕獲視頻流，
canvas: 繪制視頻幀，用于二維碼識別，

<template>
  <div  ref="scaner">
    <!-- 提示框：用于在不兼容的瀏覽器中顯示提示語 -->
    <div  v-if="showBanner">
      <i  @click="() => showBanner = false"></i>
      <p >若當前瀏覽器無法掃碼，請切換其他瀏覽器嘗試</p>
    </div>
    <!-- 掃碼框：顯示掃碼影片 -->
    <div >
      <p ></p>
      <span ></span>
      <span ></span>
      <span ></span>
      <span ></span>
      <p >將二維碼放入框內，即可自動掃描</p>
    </div>
    <!-- 視頻流顯示 -->
    <video
      v-show="showPlay"
      
      ref="video"
      :width="videoWH.width"
      :height="videoWH.height"
      controls
    ></video>
    <canvas v-show="!showPlay" ref="canvas" />
    <button v-show="showPlay" @click="run">開始</button>
  </div>
</template>

方法：繪制

畫線，
畫框（用于掃碼成功后繪制矩形圖形)，

// 畫線
drawLine (begin, end) {
  this.canvas.beginPath();
  this.canvas.moveTo(begin.x, begin.y);
  this.canvas.lineTo(end.x, end.y);
  this.canvas.lineWidth = this.lineWidth;
  this.canvas.strokeStyle = this.lineColor;
  this.canvas.stroke();
},
// 畫框
drawBox (location) {
  if (this.drawOnfound) {
    this.drawLine(location.topLeftCorner, location.topRightCorner);
    this.drawLine(location.topRightCorner, location.bottomRightCorner);
    this.drawLine(location.bottomRightCorner, location.bottomLeftCorner);
    this.drawLine(location.bottomLeftCorner, location.topLeftCorner);
  }
},

方法：初始化

檢查是否支持，
調起攝像頭，
成功失敗處理，

// 初始化
setup () {
  // 判斷了瀏覽器是否支持掛載在MediaDevices.getUserMedia()的方法
  if (navigator.mediaDevices && navigator.mediaDevices.getUserMedia) {
    this.previousCode = null;
    this.parity = 0;
    this.active = true;
    this.canvas = this.$refs.canvas.getContext("2d");
    // 獲取攝像頭模式，默認設定是后置攝像頭
    const facingMode = this.useBackCamera ? { exact: 'environment' } : 'user';
    // 攝像頭視頻處理
    const handleSuccess = stream => {
       if (this.$refs.video.srcObject !== undefined) {
        this.$refs.video.srcObject = stream;
      } else if (window.videoEl.mozSrcObject !== undefined) {
        this.$refs.video.mozSrcObject = stream;
      } else if (window.URL.createObjectURL) {
        this.$refs.video.src = https://www.cnblogs.com/dragonir/p/window.URL.createObjectURL(stream);
      } else if (window.webkitURL) {
        this.$refs.video.src = window.webkitURL.createObjectURL(stream);
      } else {
        this.$refs.video.src = stream;
      }
      // 不希望用戶來拖動進度條的話，可以直接使用playsinline屬性，webkit-playsinline屬性
      this.$refs.video.playsInline = true;
      const playPromise = this.$refs.video.play();
      playPromise.catch(() => (this.showPlay = true));
      // 視頻開始播放時進行周期性掃碼識別
      playPromise.then(this.run);
    };
    // 捕獲視頻流
    navigator.mediaDevices
      .getUserMedia({ video: { facingMode } })
      .then(handleSuccess)
      .catch(() => {
        navigator.mediaDevices
          .getUserMedia({ video: true })
          .then(handleSuccess)
          .catch(error => {
            this.$emit("error-captured", error);
          });
      });
  }
},

方法：周期性掃描

run () {
  if (this.active) {
    // 瀏覽器在下次重繪前回圈呼叫掃碼方法
    requestAnimationFrame(this.tick);
  }
},

方法：成功回呼

// 二維碼識別成功事件處理
found (code) {
  if (this.previousCode !== code) {
    this.previousCode = code;
  } else if (this.previousCode === code) {
    this.parity += 1;
  }
  if (this.parity > 2) {
    this.active = this.stopOnScanned ? false : true;
    this.parity = 0;
    this.$emit("code-scanned", code);
  }
},

方法：停止


// 完全停止
fullStop () {
  if (this.$refs.video && this.$refs.video.srcObject) {
    // 停止視頻流序列軌道
    this.$refs.video.srcObject.getTracks().forEach(t => t.stop());
  }
}

方法：掃描

繪制視頻幀，
掃碼識別，

// 周期性掃碼識別
tick () {
  // 視頻處于準備階段，并且已經加載足夠的資料
  if (this.$refs.video && this.$refs.video.readyState === this.$refs.video.HAVE_ENOUGH_DATA) {
    // 開始在畫布上繪制視頻
    this.$refs.canvas.height = this.videoWH.height;
    this.$refs.canvas.width = this.videoWH.width;
    this.canvas.drawImage(this.$refs.video, 0, 0, this.$refs.canvas.width, this.$refs.canvas.height);
    // getImageData() 復制畫布上制定矩形的像素資料
    const imageData = https://www.cnblogs.com/dragonir/p/this.canvas.getImageData(0, 0, this.$refs.canvas.width, this.$refs.canvas.height);
    let code = false;
    try {
      // 識別二維碼
      code = jsQR(imageData.data, imageData.width, imageData.height);
    } catch (e) {
      console.error(e);
    }
    // 如果識別出二維碼，繪制矩形框
    if (code) {
      this.drawBox(code.location);
      // 識別成功事件處理
      this.found(code.data);
    }
  }
  this.run();
},

父組件

Scaner 的父組件主要加載頁面，并展示 Scaner 掃碼結果的回呼，

頁面結構

<template>
  <div >
    <!-- 頁面導航欄 -->
    <div >
      <a  @click="() => $router.go(-1)"></a>
      <p >Scan QRcode</p>
    </div>
    <div >
      <!-- 掃碼子組件 -->
      <Scaner
        v-on:code-scanned="codeScanned"
        v-on:error-captured="errorCaptured"
        :stop-on-scanned="true"
        :draw-on-found="true"
        :responsive="false"
      />
    </div>
  </div>
</template>

父組件方法

import Scaner from '../components/Scaner';

export default {
  name: 'Scan',
  components: {
    Scaner
  },
  data () {
    return {
      errorMessage: "",
      scanned: ""
    }
  },
  methods: {
    codeScanned(code) {
      this.scanned = code;
      setTimeout(() => {
        alert(`掃碼決議成功: ${code}`);
      }, 200)
    },
    errorCaptured(error) {
      switch (error.name) {
        case "NotAllowedError":
          this.errorMessage = "Camera permission denied.";
          break;
        case "NotFoundError":
          this.errorMessage = "There is no connected camera.";
          break;
        case "NotSupportedError":
          this.errorMessage =
            "Seems like this page is served in non-secure context.";
          break;
        case "NotReadableError":
          this.errorMessage =
            "Couldn't access your camera. Is it already in use?";
          break;
        case "OverconstrainedError":
          this.errorMessage = "Constraints don't match any installed camera.";
          break;
        default:
          this.errorMessage = "UNKNOWN ERROR: " + error.message;
      }
      console.error(this.errorMessage);
     alert('相機呼叫失敗');
    }
  },
  mounted () {
    var str = navigator.userAgent.toLowerCase();
    var ver = str.match(/cpu iphone os (.*?) like mac os/);
    // 經測驗 iOS 10.3.3以下系統無法成功呼叫相機攝像頭
    if (ver && ver[1].replace(/_/g,".") < '10.3.3') {
     alert('相機呼叫失敗');
    }
  }

完整代碼

?? github: https://github.com/dragonir/h5-scan-qrcode

總結

應用擴展

我覺得以下幾個功能都是可以通過瀏覽器呼叫攝像頭并掃描識別來實作的，大家覺得還有哪些 很哇塞?? 的功能應用可以通過瀏覽器端掃碼實作 ??？

?? 鏈接跳轉，
?? 價格查詢，
?? 登錄認證，
?? 檔案下載，

兼容性

? 即使使用了 adapter，getUserMedia API 在部分瀏覽器中也存在不支持的，
? 低版本瀏覽器（如 iOS 10.3 以下）、Android 小眾瀏覽器（如 IQOO 自帶瀏覽器）不兼容，
? QQ、微信 內置瀏覽器無法呼叫，

參考資料

[1]. Taking still photos with WebRTC
[2]. Choosing cameras in JavaScript with the mediaDevices API
[3]. 如何使用JavaScript訪問設備前后攝像頭

作者：dragonir 本文地址：https://www.cnblogs.com/dragonir/p/15405141.html

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背景

實作效果

技術簡介

WebRTC API

WebRTC adapter

核心的API navigator.mediaDevices.getUserMedia

二維碼決議庫 JSQR

代碼實作

流程

掃碼組件 Scaner

頁面結構

方法：繪制

方法：初始化

方法：周期性掃描

方法：成功回呼

方法：停止

方法：掃描

父組件

頁面結構

父組件方法

完整代碼

總結

應用擴展

兼容性

參考資料

核心的API `navigator.mediaDevices.getUserMedia`

二維碼決議庫 `JSQR`

掃碼組件 `Scaner`