PhotoKit — その概要、主要概念、PHAsset

PhotoKitとは？

PhotoKitは、Appleのフレームワーク（iOS 8、macOS 10.11で導入）で、システムメディアライブラリを操作するためのオブジェクト指向APIを提供します。AssetsLibraryとは異なり、PhotoKitはメディアライブラリをデータベースとして扱います。クエリはPHAsset、PHCollection、PHCollectionListオブジェクトを返し、コンテンツとストレージ構造を表します。

PhotoKitはすべてのメディアタイプをサポートしています：写真（JPEG、HEIF、RAW）、ビデオ（MOV、MP4）、Live Photos、バーストショット。フレームワークは自動的にiCloud同期を管理します。画像がiCloudに保存されている場合、PhotoKitはネットワーク経由でそれを要求し、PHImageRequestOptions.progressHandlerを介して進捗を報告します。

PhotoKitの重要な特徴は、セッション間で安定したローカル識別子（localIdentifier）を持つPHObjectベースのデータモデルです。これにより、メディアオブジェクトへの参照を保存し、アプリ再起動後に再クエリすることなく復元できます。

PhotoKitの仕組み：データモデルとクエリ

PhotoKitは3つのレベルで構成されています：データモデル（PHObject）、クエリ（PHFetchResult）、変更（PHPhotoLibrary.performChanges）。データモデルは階層的です。PHAsset（写真/ビデオ）はPHAssetCollection（アルバム）内に存在し、アルバムはPHCollectionList（フォルダ）にグループ化されます。

クエリの実行

クエリはPHAsset.fetchAssetsとPHAssetCollection.fetchAssetCollectionsを介して実行されます。すべてのfetchメソッドは同期型で、PHFetchResultを返します。これは即座にメディアライブラリデータベースに対してクエリを実行します。PHFetchResultはインデックスによる高速アクセス（object(at:)）とenumerateObjectsによる列挙をサポートします。

• fetchAssets(with:options:) — タイプ、日付、アルバムでフィルタリングされたすべてのメディアをクエリ
• fetchAssetCollections(with:subtype:options:) — アルバムとフォルダをクエリ
• fetchAssets(in:options:) — 特定のアルバム内のメディアをクエリ

PHFetchOptions

PHFetchOptionsはクエリを設定するためのオブジェクトです：並べ替え（sortDescriptors）、述語（predicate）、非表示および削除されたメディアの包含（includeHiddenAssets、includeAllBurstAssets）。Fetchオプションを使用すると、メディアタイプでフィルタリングできます：PHAssetMediaType.image、.video、.audio。

PhotoKitの主要クラス

PhotoKitには、メディアライブラリへのアクセス、クエリ、変更のための一連のクラスが含まれています。フレームワークを効果的に使用するには、それぞれを理解することが不可欠です。

PHAsset

PHAssetは単一のメディアアイテムを表す不変オブジェクトです。メタデータを含みます：mediaType、mediaSubtypes、creationDate、location、pixelWidth、pixelHeight、duration（ビデオ用）、isFavorite、burstIdentifier。localIdentifierは、アプリ再起動後もアクセス可能な安定した文字列キーです。

PHAssetCollection

PHAssetCollectionはメディアのグループです：システムアルバム（Recents、Favorites、Selfies、Screenshots）、ユーザーアルバム、またはMoments（時間と場所で自動グループ化）。属性：localizedTitle、assetCollectionType、assetCollectionSubtype、startDate、endDate。

PHCollectionList

PHCollectionListは、アルバム（PHAssetCollection）や他のフォルダを含むフォルダです。主にユーザーインターフェースで階層を表示するために使用され、あまり頻繁には使われません。

PHImageManagerとキャッシュ

PhotoKitはPHAssetから直接UIImageを返しません — PHImageManagerを介して画像を要求する必要があります。これにより、iCloudサポート、キャッシュ、必要なサイズで画像が読み込まれることが保証されます。

PHImageManagerは3つの配信モードをサポートしています：opportunistic（最初に縮小版、次にフルサイズ）、highQualityFormat（フル品質のみ）、fastFormat（最速の利用可能バージョン）。コレクションの場合は、常に可視セル用の画像プリロード付きPHCachingImageManagerを使用してください。

SwiftでのPhotoKit使用例

PhotoKitは、カスタムギャラリー、エディタ、メディアアプリケーションの作成に使用されます。3つの主要なシナリオを見てみましょう。

メディアライブラリからすべての写真を取得

作成日でソートされたPHFetchOptionsを使用したPHAsset.fetchAssetsは、カスタムフォトギャラリーを構築するための基本的なクエリです。PHFetchResultは遅延ロードとストリーミングアクセスをサポートします。

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)枚の写真が見つかりました")

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

PHFetchResultはスレッドセーフなコンテナです。object(at:)を介したインデックスによるオブジェクトへのアクセスはUIをブロックしませんが、PHImageManagerを介した画像リクエストは非同期で行う必要があります。

キャッシュを使用した画像の読み込み

PHCachingImageManagerは、プリロード用のstartCachingImagesメソッドとstopCachingImagesメソッドを持つPHImageManagerのサブクラスです。スムーズスクロールのためにUICollectionViewで使用されます。

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

// 表示セルのプリロード
cachingManager.startCachingImages(
    for: visibleAssets,
    targetSize: targetSize,
    contentMode: .aspectFill,
    options: nil
)

// iCloudフォールバック付きPHImageRequestOptionsを介した画像リクエスト
let requestOptions = PHImageRequestOptions()
requestOptions.deliveryMode = .opportunistic
requestOptions.isNetworkAccessAllowed = .true
requestOptions.progressHandler = { progress, error, stop, info in
    DispatchQueue.main.async {
        print("iCloudからダウンロード中: \(progress * 100)%")
    }
}

let requestID = cachingManager.requestImage(
    for: asset,
    targetSize: targetSize,
    contentMode: .aspectFill,
    options: requestOptions
) { image, info in
    print("画像を取得しました: \(image?.size ?? .zero)")
}

メディアライブラリの編集：お気に入りの追加

メディアライブラリへの変更は、changeRequestブロック内でPHPhotoLibrary.shared().performChangesを介して実行されます。すべての操作はバッチ処理され、トランザクションとして適用されます。

PHPhotoLibrary.shared().performChanges {
    let changeRequest = PHAssetChangeRequest(for: asset)
    changeRequest.isFavorite = .true
} completionHandler: { success, error in
    if success {
        print("お気に入りに追加されました")
    }
}

Change Trackingによる変更と監視

PhotoKitは、PHPhotoLibraryChangeObserverプロトコルを通じてメディアライブラリの変更を監視するメカニズムを提供します。変更（作成、削除、編集）が発生すると、PHChangeオブジェクトを伴ってphotoLibraryDidChangeメソッドが呼び出されます。

PHChangeには、クエリタイプごとのchangeDetailsが含まれます：PHFetchResultChangeDetailsにはremovedIndexes、insertedIndexes、changedIndexesが含まれます。これにより、UICollectionViewのperformBatchUpdates（move、insert、delete）を使用して、アニメーション付きでUIに変更を適用できます。

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
            // collectionViewに変更を適用
        }
    }
}

RAW編集と拡張機能

PhotoKitは、PHContentEditingInputとPHContentEditingOutputのメカニズムを通じてメディア編集をサポートします。アプリは元のデータとともにeditingInputを要求し、変更を適用して、editingOutputを介して結果を保存します。フレームワークは自動的にオリジナルを保持し、ユーザーはオリジナルにリセットして変更を元に戻すことができます。

RAW写真（DNG、CR2、NEF）は、元のRAWファイルへのアクセスを提供するPHAssetResourceManagerを介してサポートされています。RAW処理には、温度、露出、シャープネスの調整をサポートするCIRAWFilterフィルタとともにCoreImageを使用することをお勧めします。PhotoKitはPhoto Editing Extension（iOS）を介したエディタ拡張機能もサポートしています — 選択した写真やビデオを処理するために、システムエディタからアプリを呼び出すことができます。

PhotoKitパフォーマンス最適化

PhotoKitは強力ですがリソースを多く消費するフレームワークです。誤った使用はスクロールの遅延や過剰なメモリ消費につながる可能性があります。最適なパフォーマンスを得るために、次の推奨事項に従ってください。

• コレクションにはPHCachingImageManagerを使用 — 可視+/-1画面セルの画像プリロードがスクロールの遅延を解消
• targetSizeを設定 — サムネイルにPHImageManagerMaximumSizeを要求しない。セルの物理サイズに画面スケールを掛けたサイズを使用
• セル再利用時にリクエストをキャンセル — PHImageRequestIDを保存し、prepareForReuseでcancelImageRequestを呼び出す
• iCloudリクエストを制限 — 高速スクロール中はisNetworkAccessAllowed = falseに設定し、停止時のみiCloud写真を読み込む
• PHFetchResultをキャッシュ — 同じオプションでの繰り返しfetchAssetsは新しいPHFetchResultを返す。結果をプロパティとして保存し、Change Observerで更新

PHLivePhotoは、PHLivePhoto.request(with:targetSize:contentMode:options:resultHandler:)を介した個別のリクエストが必要です。写真のみを表示するセルにはLive Photoを要求しないでください — 表示用にPHLivePhotoBadgeを使用してください。