面试题：Objective-C在iOS多媒体图像处理里如何实现实时滤镜效果

Question

假设要在iOS应用中利用Objective-C实现对摄像头捕获图像的实时滤镜效果，阐述实现思路，包括涉及到的核心框架、算法，以及如何优化性能以保证流畅度。

Answer 1

实现思路

1. 获取摄像头图像：利用AV Foundation框架中的AVCaptureSession、AVCaptureDevice、AVCaptureDeviceInput和AVCaptureVideoDataOutput等类来设置摄像头会话，配置输入输出，从摄像头获取实时图像数据。
2. 应用滤镜：将获取到的图像数据传递给Core Image框架，通过CIFilter对图像应用滤镜效果。
3. 显示处理后图像：将经过滤镜处理后的图像显示在界面上，可以使用UIImageView或OpenGL ES等方式进行显示。

核心框架

1. AV Foundation：负责从摄像头捕获图像数据，提供了一系列用于管理音频和视频捕获、处理和输出的类。
2. Core Image：专注于图像的处理和滤镜应用，提供了大量预定义的滤镜，并且支持高效的图像处理。

算法

1. Core Image滤镜算法：Core Image框架自带许多滤镜算法，如模糊、锐化、色彩调整等。开发者可以根据需求选择合适的CIFilter，每个滤镜都有相应的属性可进行参数调整，以达到想要的效果。例如，CIGaussianBlur滤镜用于模糊效果，开发者可以通过设置radius属性来控制模糊程度。

性能优化以保证流畅度

1. 减少滤镜复杂度：避免使用过于复杂或计算量巨大的滤镜，尽量选择轻量级滤镜。如果需要复杂效果，可以尝试将其拆分成多个简单滤镜分步处理。
2. 优化图像尺寸：在捕获图像时，根据实际需求设置合适的分辨率，避免处理过大尺寸的图像。例如，若最终显示在手机屏幕上，无需获取过高分辨率图像。
3. 使用GPU加速：Core Image框架会自动利用GPU进行图像计算，OpenGL ES也可用于高效渲染处理后的图像。合理利用GPU资源可以大大提升处理速度。
4. 缓存处理结果：对于一些静态或变化不大的滤镜效果，可以缓存处理后的图像，避免重复计算。
5. 异步处理：将图像捕获和滤镜处理放在后台线程进行，避免阻塞主线程，保证界面的流畅响应。例如使用AVCaptureVideoDataOutput的setSampleBufferDelegate:queue:方法将图像捕获处理放在指定队列中执行。