PhotoKit — was es ist, Schlüsselkonzepte und PHAsset

Was ist PhotoKit?

PhotoKit ist ein Apple-Framework (eingeführt in iOS 8, macOS 10.11), das eine objektorientierte API für die Arbeit mit der systemeigenen Medienbibliothek bereitstellt. Im Gegensatz zu AssetsLibrary behandelt PhotoKit die Medienbibliothek als Datenbank: Abfragen geben PHAsset-, PHCollection- und PHCollectionList-Objekte zurück, die den Inhalt und die Speicherstruktur repräsentieren.

PhotoKit unterstützt alle Medientypen: Fotos (JPEG, HEIF, RAW), Videos (MOV, MP4), Live Photos und Serienaufnahmen. Das Framework verwaltet die iCloud-Synchronisation automatisch: Wenn ein Bild in iCloud gespeichert ist, fordert PhotoKit es über das Netzwerk an und meldet den Fortschritt über PHImageRequestOptions.progressHandler.

Eine Schlüsselfunktion von PhotoKit ist das auf PHObject basierende Datenmodell mit einer lokalen Kennung (localIdentifier), die zwischen Sitzungen stabil bleibt. Dadurch können Sie Referenzen auf Medienobjekte speichern und nach einem Neustart der App wiederherstellen, ohne erneut abfragen zu müssen.

Wie PhotoKit funktioniert: Datenmodell und Abfragen

PhotoKit ist auf drei Ebenen aufgebaut: Datenmodell (PHObject), Abfragen (PHFetchResult) und Änderungen (PHPhotoLibrary.performChanges). Das Datenmodell ist hierarchisch: PHAsset (Foto/Video) befindet sich innerhalb von PHAssetCollection (Album), und Alben werden in PHCollectionList (Ordner) gruppiert.

Abfragen durchführen

Abfragen werden über PHAsset.fetchAssets und PHAssetCollection.fetchAssetCollections ausgeführt. Alle Fetch-Methoden sind synchron und geben PHFetchResult zurück, das sofort die Abfrage gegen die Datenbank der Medienbibliothek ausführt. PHFetchResult unterstützt schnellen Indexzugriff (object(at:)) und Aufzählung über enumerateObjects.

• fetchAssets(with:options:) — alle Medien abfragen, gefiltert nach Typ, Datum, Album
• fetchAssetCollections(with:subtype:options:) — Alben und Ordner abfragen
• fetchAssets(in:options:) — Medien innerhalb eines bestimmten Albums abfragen

PHFetchOptions

PHFetchOptions ist ein Objekt zum Konfigurieren von Abfragen: Sortierung (sortDescriptors), Prädikat (predicate), Einbeziehung ausgeblendeter und gelöschter Medien (includeHiddenAssets, includeAllBurstAssets). Fetch-Optionen ermöglichen das Filtern nach Medientyp: PHAssetMediaType.image, .video, .audio.

Hauptklassen von PhotoKit

PhotoKit enthält eine Reihe von Klassen für den Zugriff auf, die Abfrage und die Änderung der Medienbibliothek. Das Verständnis jeder einzelnen ist für die effektive Arbeit mit dem Framework unerlässlich.

PHAsset

PHAsset ist ein unveränderliches Objekt, das ein einzelnes Medienelement darstellt. Es enthält Metadaten: mediaType, mediaSubtypes, creationDate, location, pixelWidth, pixelHeight, duration (für Video), isFavorite, burstIdentifier. LocalIdentifier ist ein stabiler Zeichenfolgeschlüssel, der auch nach einem Neustart der App zugänglich ist.

PHAssetCollection

PHAssetCollection ist eine Gruppe von Medien: Systemalben (Recents, Favorites, Selfies, Screenshots), Benutzeralben oder Moments (automatisch nach Zeit und Ort gruppiert). Attribute: localizedTitle, assetCollectionType, assetCollectionSubtype, startDate, endDate.

PHCollectionList

PHCollectionList ist ein Ordner, der Alben (PHAssetCollection) oder andere Ordner enthält. Er wird selten verwendet, hauptsächlich zur Anzeige der Hierarchie in der Benutzeroberfläche.

PHImageManager und Zwischenspeicherung

PhotoKit gibt kein UIImage direkt von PHAsset zurück — Sie müssen ein Bild über PHImageManager anfordern. Dadurch wird sichergestellt, dass das Bild mit iCloud-Unterstützung, Zwischenspeicherung und der erforderlichen Größe geladen wird.

PHImageManager unterstützt drei Zustellmodi: opportunistic (zuerst eine reduzierte Version, dann die vollständige), highQualityFormat (nur volle Qualität) und fastFormat (schnellste verfügbare Version). Verwenden Sie für Sammlungen immer PHCachingImageManager mit Bildvorabruf für sichtbare Zellen.

Beispiele für die Verwendung von PhotoKit in Swift

PhotoKit wird zum Erstellen benutzerdefinierter Galerien, Editoren und Medienanwendungen verwendet. Betrachten wir drei wichtige Szenarien.

Alle Fotos aus der Medienbibliothek abrufen

PHAsset.fetchAssets mit nach Erstellungsdatum sortierten PHFetchOptions ist die grundlegende Abfrage zum Erstellen einer benutzerdefinierten Fotogalerie. PHFetchResult unterstützt Lazy Loading und Streaming-Zugriff.

let options = PHFetchOptions()
options.sortDescriptors = [NSSortDescriptor(
    key: "creationDate",
    ascending: .false
)]
options.predicate = NSPredicate(
    format: "mediaType == %d",
    PHAssetMediaType.image.rawValue
)

let allPhotos = PHAsset.fetchAssets(with: options)
print("\(allPhotos.count) Fotos gefunden")

allPhotos.enumerateObjects { asset, index, stop in
    print("Foto \(index): \(asset.localIdentifier)")
}

PHFetchResult ist ein thread-sicherer Container. Der Zugriff auf Objekte per Index über object(at:) blockiert nicht die UI, aber das Anfordern eines Bildes über PHImageManager sollte asynchron erfolgen.

Bilder mit Zwischenspeicherung laden

PHCachingImageManager ist eine Unterklasse von PHImageManager mit den Methoden startCachingImages und stopCachingImages zum Vorabruf. Es wird in UICollectionView für flüssiges Scrollen verwendet.

let cachingManager = PHCachingImageManager()
let targetSize = CGSize(width: 200, height: 200)

// Vorabruf für sichtbare Zellen
cachingManager.startCachingImages(
    for: visibleAssets,
    targetSize: targetSize,
    contentMode: .aspectFill,
    options: nil
)

// Bildanfrage über PHImageRequestOptions mit iCloud-Fallback
let requestOptions = PHImageRequestOptions()
requestOptions.deliveryMode = .opportunistic
requestOptions.isNetworkAccessAllowed = .true
requestOptions.progressHandler = { progress, error, stop, info in
    DispatchQueue.main.async {
        print("Downloading from iCloud: \(progress * 100)%")
    }
}

let requestID = cachingManager.requestImage(
    for: asset,
    targetSize: targetSize,
    contentMode: .aspectFill,
    options: requestOptions
) { image, info in
    print("Got image: \(image?.size ?? .zero)")
}

Medienbibliothek bearbeiten: Favoriten hinzufügen

Änderungen an der Medienbibliothek werden über PHPhotoLibrary.shared().performChanges innerhalb eines changeRequest-Blocks durchgeführt. Alle Operationen werden gebündelt und transaktional angewendet.

PHPhotoLibrary.shared().performChanges {
    let changeRequest = PHAssetChangeRequest(for: asset)
    changeRequest.isFavorite = .true
} completionHandler: { success, error in
    if success {
        print("Zu Favoriten hinzugefügt")
    }
}

Änderungen und Beobachtung durch Change Tracking

PhotoKit bietet einen Mechanismus zur Beobachtung von Änderungen an der Medienbibliothek über das Protokoll PHPhotoLibraryChangeObserver. Wenn Änderungen auftreten (Erstellung, Löschung, Bearbeitung), wird die Methode photoLibraryDidChange mit einem PHChange-Objekt aufgerufen.

PHChange enthält changeDetails für jeden Abfragetyp: PHFetchResultChangeDetails mit removedIndexes, insertedIndexes, changedIndexes. Dies ermöglicht das Anwenden von Änderungen an der UI mit Animation: performBatchUpdates mit move, insert, delete für UICollectionView.

class PhotosViewController: UIViewController {
    var fetchResult: PHFetchResult>PHAsset>?

    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
        PHPhotoLibrary.shared().register(self)
    }

    deinit {
        PHPhotoLibrary.shared().unregisterChangeObserver(self)
    }
}

extension PhotosViewController: PHPhotoLibraryChangeObserver {
    func photoLibraryDidChange(_ changeInstance: PHChange) {
        guard let fetchResult,
              let details = changeInstance.changeDetails(for: fetchResult)
        else { return }

        DispatchQueue.main.async {
            self.fetchResult = details.fetchResultAfterChanges
            // Änderungen an collectionView übernehmen
        }
    }
}

RAW-Bearbeitung und Erweiterungen

PhotoKit unterstützt die Medienbearbeitung über den Mechanismus PHContentEditingInput und PHContentEditingOutput. Die App fordert editingInput mit den Originaldaten an, wendet Änderungen an und speichert das Ergebnis über editingOutput. Das Framework bewahrt automatisch das Original, sodass Benutzer Änderungen durch Zurücksetzen auf das Original rückgängig machen können.

RAW-Fotos (DNG, CR2, NEF) werden über PHAssetResourceManager unterstützt, der Zugriff auf die originale RAW-Datei bietet. Für die RAW-Verarbeitung wird die Verwendung von CoreImage mit dem CIRAWFilter empfohlen, der die Anpassung von Temperatur, Belichtung und Schärfe unterstützt. PhotoKit unterstützt auch Editor-Erweiterungen über Photo Editing Extension (iOS) — eine App kann aus dem Systemeditor aufgerufen werden, um ein ausgewähltes Foto oder Video zu verarbeiten.

Optimierung der PhotoKit-Leistung

PhotoKit ist ein leistungsstarkes, aber ressourcenintensives Framework. Unsachgemäße Verwendung kann zu Scroll-Verzögerungen und übermäßigem Speicherverbrauch führen. Befolgen Sie diese Empfehlungen für optimale Leistung.

• Verwenden Sie PHCachingImageManager für Sammlungen — der Vorabruf von Bildern für sichtbare +/-1 Bildschirmzellen beseitigt Scroll-Verzögerungen
• Legen Sie targetSize fest — fordern Sie niemals PHImageManagerMaximumSize für Miniaturansichten an. Verwenden Sie eine Größe, die der physischen Zellgröße multipliziert mit der Bildschirmskalierung entspricht
• Brechen Sie Anfragen ab bei Wiederverwendung von Zellen — speichern Sie PHImageRequestID und rufen Sie cancelImageRequest in prepareForReuse auf
• Begrenzen Sie iCloud-Anfragen — setzen Sie während des schnellen Scrollens isNetworkAccessAllowed = false und laden Sie iCloud-Fotos nur beim Anhalten
• Zwischenspeichern Sie PHFetchResult — wiederholte fetchAssets mit denselben Optionen geben ein neues PHFetchResult zurück. Speichern Sie das Ergebnis als Eigenschaft und aktualisieren Sie es über Change Observer

PHLivePhoto erfordert eine separate Anfrage über PHLivePhoto.request(with:targetSize:contentMode:options:resultHandler:). Fordern Sie kein Live Photo für Zellen an, die nur Fotos anzeigen — verwenden Sie PHLivePhotoBadge als Indikator.