小白都會的瀏覽器攝像頭控制與視頻錄制：基于原生 JavaScript 的完整指南

作者：天藍色的魚 2025-07-15 10:28:45

開發瀏覽器

本文我將帶領大家深入探索如何使用原生 JavaScript 實現瀏覽器攝像頭的控制與視頻錄制功能，打造一個專業級別的網頁應用。

呈現的效果如下：

初始界面：

拍照和拍攝視頻：

無論你是前端開發新手，還是有一定經驗的工程師，通過本文的學習，你都將掌握以下技能：

使用 MediaDevices API 獲取和控制攝像頭設備
實現高質量視頻錄制和拍照功能
設計直觀友好的用戶界面和交互體驗
處理常見的瀏覽器兼容性問題

一、核心技術概述

在開始編碼之前，讓我們先了解一下實現攝像頭控制和視頻錄制所需的核心技術：

1. MediaDevices API

MediaDevices API 是現代瀏覽器提供的一組強大接口，用于訪問和控制設備的媒體輸入，如攝像頭、麥克風等。主要方法包括：

getUserMedia()：獲取攝像頭和麥克風的媒體流
enumerateDevices()：枚舉可用的媒體設備
getDisplayMedia()：獲取屏幕共享流（本文暫不涉及）

2. MediaRecorder API

MediaRecorder API 用于將媒體流錄制為音頻或視頻文件。主要功能包括：

開始和停止錄制
分段處理錄制數據
支持多種輸出格式（如 WebM、MP4 等）

3. Canvas API

Canvas API 用于在網頁上繪制圖形和處理圖像。我們將使用它來實現拍照功能：

捕獲視頻幀
圖像處理和濾鏡效果
導出為圖片格式

二、項目初始化與基礎結構

首先，讓我們創建項目的基礎結構。新建一個文件夾，命名為 "camera-recorder"，并在其中創建以下文件：

camera-recorder/
├── index.html
├── style.css
└── script.js

接下來，我們將使用前端技術棧構建這個應用，包括 Tailwind CSS 進行樣式設計和 Font Awesome 提供圖標支持。

三、構建用戶界面

1. 基礎 HTML 結構

打開 index.html 文件，添加以下內容：

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <title>攝像頭控制器</title>
  <!-- 引入 Tailwind CSS -->
  <script src="https://cdn.tailwindcss.com"></script>
  <!-- 引入 Font Awesome -->
  <link  rel="stylesheet">
  
  <!-- Tailwind配置 -->
  <script>
    tailwind.config = {
      theme: {
        extend: {
          colors: {
            primary: '#3B82F6',
            secondary: '#10B981',
            danger: '#EF4444',
            dark: '#1F2937',
          },
          fontFamily: {
            sans: ['Inter', 'system-ui', 'sans-serif'],
          },
        },
      }
    }
  </script>
  
  <style type="text/tailwindcss">
    @layer utilities {
      .content-auto {
        content-visibility: auto;
      }
      .shadow-camera {
        box-shadow: 0 0 25px rgba(59, 130, 246, 0.4);
      }
      .btn-hover {
        @apply transform transition-all duration-300 hover:scale-105 hover:shadow-lg;
      }
    }
  </style>
</head>
<body class="bg-gray-50 min-h-screen font-sans text-dark">
  <!-- 頁面內容將在這里 -->
</body>
</html>

2. 頁面布局設計

我們的應用將包含以下主要部分：

頂部導航欄
狀態提示區
視頻預覽區
控制面板
媒體結果展示區
頁腳

下面是完整的 HTML 結構：

<body class="bg-gray-50 min-h-screen font-sans text-dark">
  <!-- 頭部 -->
  <header class="bg-gradient-to-r from-primary to-blue-400 text-white shadow-md">
    <div class="container mx-auto px-4 py-6">
      <h1 class="text-[clamp(1.8rem,5vw,2.5rem)] font-bold flex items-center">
        <i class="fa fa-video-camera mr-3"></i>
        智能攝像頭控制器
      </h1>
      <p class="text-blue-100 mt-2">使用現代瀏覽器API控制您的攝像頭并錄制視頻</p>
    </div>
  </header>

  <main class="container mx-auto px-4 py-8 max-w-5xl">
    <!-- 狀態提示區 -->
    <div id="status" class="mb-6 p-4 rounded-lg bg-yellow-100 border-l-4 border-yellow-500 transition-all duration-500">
      <div class="flex items-center">
        <i class="fa fa-info-circle text-yellow-500 mr-3 text-xl"></i>
        <p>請點擊"開啟攝像頭"按鈕開始使用</p>
      </div>
    </div>

    <!-- 視頻預覽區 -->
    <div class="relative bg-gray-100 rounded-xl overflow-hidden shadow-lg mb-6">
      <div id="camera-container" class="aspect-video bg-gray-800 flex items-center justify-center">
        <video id="preview" class="w-full h-full object-cover" autoplay muted playsinline></video>
        <div id="no-camera" class="absolute inset-0 flex flex-col items-center justify-center bg-gray-800/80">
          <i class="fa fa-video-camera text-gray-400 text-6xl mb-4"></i>
          <p class="text-gray-300 text-lg">攝像頭未開啟</p>
        </div>
      </div>
      
      <!-- 設備選擇下拉框 -->
      <div class="absolute top-3 right-3 z-10">
        <select id="camera-select" class="bg-white/90 backdrop-blur-sm text-dark px-3 py-1.5 rounded-lg border border-gray-300 shadow-sm focus:outline-none focus:ring-2 focus:ring-primary/50 text-sm">
          <option value="">選擇攝像頭設備...</option>
        </select>
      </div>
    </div>

    <!-- 控制面板 -->
    <div class="bg-white rounded-xl shadow-md p-6 mb-8">
      <div class="flex flex-wrap gap-4 justify-center">
        <button id="start-camera" class="bg-primary hover:bg-blue-600 text-white px-6 py-3 rounded-lg font-medium flex items-center btn-hover">
          <i class="fa fa-video-camera mr-2"></i> 開啟攝像頭
        </button>
        <button id="close-camera" class="bg-gray-600 hover:bg-gray-700 text-white px-6 py-3 rounded-lg font-medium flex items-center btn-hover" disabled>
          <i class="fa fa-power-off mr-2"></i> 關閉攝像頭
        </button>
        <button id="start-recording" class="bg-secondary hover:bg-green-600 text-white px-6 py-3 rounded-lg font-medium flex items-center btn-hover" disabled>
          <i class="fa fa-circle mr-2"></i> 開始錄制
        </button>
        <button id="stop-recording" class="bg-danger hover:bg-red-600 text-white px-6 py-3 rounded-lg font-medium flex items-center btn-hover" disabled>
          <i class="fa fa-stop mr-2"></i> 停止錄制
        </button>
        <button id="take-photo" class="bg-dark hover:bg-gray-800 text-white px-6 py-3 rounded-lg font-medium flex items-center btn-hover" disabled>
          <i class="fa fa-camera mr-2"></i> 拍照
        </button>
      </div>
    </div>

    <!-- 拍攝結果展示 -->
    <div class="mt-8">
      <h2 class="text-xl font-bold mb-4 flex items-center">
        <i class="fa fa-film mr-2 text-primary"></i>
        拍攝結果
      </h2>
      <div id="results" class="grid grid-cols-1 md:grid-cols-2 lg:grid-cols-3 gap-4">
        <div class="col-span-full text-center text-gray-500 py-8">
          <i class="fa fa-film text-4xl mb-3 opacity-30"></i>
          <p>您的視頻和照片將顯示在這里</p>
        </div>
      </div>
    </div>
  </main>

  <footer class="bg-gray-800 text-white mt-12 py-8">
    <div class="container mx-auto px-4 text-center">
      <p>? 2025 攝像頭控制器 | 使用現代瀏覽器API構建</p>
      <p class="text-gray-400 text-sm mt-2">支持Chrome、Firefox、Safari和Edge等主流瀏覽器</p>
    </div>
  </footer>

  <script src="script.js"></script>
</body>
</html>

3. 樣式設計說明

我們使用 Tailwind CSS 實現了響應式設計和現代化的 UI 效果：

使用 bg-gradient-to-r 創建漸變色背景
利用 clamp() 函數實現自適應字體大小
添加 btn-hover 自定義工具類實現按鈕懸停效果
使用 grid 和 flex 布局實現響應式設計
通過 transition-all 和 duration-300 添加平滑過渡效果

四、實現核心功能

現在讓我們實現應用的核心功能，包括攝像頭控制、視頻錄制和拍照功能。

1. 初始化變量和DOM元素

打開 script.js 文件，添加以下代碼：

// 全局變量
let mediaStream = null;
let mediaRecorder = null;
let recordedChunks = [];
let isRecording = false;
const preview = document.getElementById('preview');
const startCameraBtn = document.getElementById('start-camera');
const closeCameraBtn = document.getElementById('close-camera');
const startRecordingBtn = document.getElementById('start-recording');
const stopRecordingBtn = document.getElementById('stop-recording');
const takePhotoBtn = document.getElementById('take-photo');
const cameraSelect = document.getElementById('camera-select');
const resultsContainer = document.getElementById('results');
const status = document.getElementById('status');
const noCamera = document.getElementById('no-camera');

2. 實現狀態提示系統

為了提供良好的用戶體驗，我們需要實現一個狀態提示系統：

// 更新狀態提示
function updateStatus(message, type = 'info') {
  const colors = {
    info: { bg: 'bg-blue-100', border: 'border-blue-500', icon: 'fa-info-circle text-blue-500' },
    success: { bg: 'bg-green-100', border: 'border-green-500', icon: 'fa-check-circle text-green-500' },
    warning: { bg: 'bg-yellow-100', border: 'border-yellow-500', icon: 'fa-exclamation-triangle text-yellow-500' },
    error: { bg: 'bg-red-100', border: 'border-red-500', icon: 'fa-exclamation-circle text-red-500' }
  };
  
  status.className = `mb-6 p-4 rounded-lg ${colors[type].bg} border-l-4 ${colors[type].border} transition-all duration-500`;
  status.innerHTML = `
    <div class="flex items-center">
      <i class="fa ${colors[type].icon} mr-3 text-xl"></i>
      <p>${message}</p>
    </div>
  `;
}

3. 獲取攝像頭設備列表

使用 MediaDevices.enumerateDevices() 方法獲取可用的攝像頭設備：

// 獲取攝像頭設備列表
async function getCameraDevices() {
  try {
    const devices = await navigator.mediaDevices.enumerateDevices();
    const videoDevices = devices.filter(device => device.kind === 'videoinput');
    
    cameraSelect.innerHTML = '<option value="">選擇攝像頭設備...</option>';
    videoDevices.forEach(device => {
      const option = document.createElement('option');
      option.value = device.deviceId;
      option.text = device.label || `攝像頭 ${cameraSelect.length}`;
      cameraSelect.appendChild(option);
    });
    
    return videoDevices;
  } catch (err) {
    updateStatus(`獲取設備列表失敗: ${err.message}`, 'error');
    console.error('獲取設備列表失敗:', err);
    return [];
  }
}

4. 開啟和關閉攝像頭

使用 getUserMedia() 方法獲取攝像頭流：

// 開啟攝像頭
async function startCamera(deviceId = null) {
  try {
    // 如果已經有流，先停止
    if (mediaStream) {
      mediaStream.getTracks().forEach(track => track.stop());
    }
    
    const constraints = {
      video: deviceId ? { deviceId: { exact: deviceId } } : true,
      audio: false
    };
    
    mediaStream = await navigator.mediaDevices.getUserMedia(constraints);
    preview.srcObject = mediaStream;
    noCamera.classList.add('hidden');
    
    // 啟用控制按鈕
    startRecordingBtn.disabled = false;
    takePhotoBtn.disabled = false;
    closeCameraBtn.disabled = false;
    startCameraBtn.textContent = '切換攝像頭';
    startCameraBtn.classList.remove('bg-primary', 'hover:bg-blue-600');
    startCameraBtn.classList.add('bg-gray-600', 'hover:bg-gray-700');
    
    updateStatus('攝像頭已開啟，可以開始錄制或拍照', 'success');
  } catch (err) {
    updateStatus(`無法訪問攝像頭: ${err.message}`, 'error');
    console.error('訪問攝像頭失敗:', err);
    noCamera.classList.remove('hidden');
  }
}

// 關閉攝像頭
function closeCamera() {
  if (!mediaStream) return;
  
  // 停止所有流軌道
  mediaStream.getTracks().forEach(track => track.stop());
  mediaStream = null;
  
  // 更新UI
  preview.srcObject = null;
  noCamera.classList.remove('hidden');
  
  startRecordingBtn.disabled = true;
  stopRecordingBtn.disabled = true;
  takePhotoBtn.disabled = true;
  closeCameraBtn.disabled = true;
  startCameraBtn.textContent = '開啟攝像頭';
  startCameraBtn.classList.remove('bg-gray-600', 'hover:bg-gray-700');
  startCameraBtn.classList.add('bg-primary', 'hover:bg-blue-600');
  
  updateStatus('攝像頭已關閉', 'info');
}

5. 實現視頻錄制功能

使用 MediaRecorder API 實現視頻錄制：

// 開始錄制
function startRecording() {
  if (!mediaStream) return;
  
  try {
    // 創建錄制器
    mediaRecorder = new MediaRecorder(mediaStream);
    recordedChunks = [];
    
    // 監聽數據可用事件
    mediaRecorder.ondataavailable = (event) => {
      if (event.data.size > 0) {
        recordedChunks.push(event.data);
      }
    };
    
    // 監聽錄制停止事件
    mediaRecorder.onstop = () => {
      const blob = new Blob(recordedChunks, { type: 'video/webm' });
      recordedChunks = [];
      saveRecording(blob);
    };
    
    // 開始錄制
    mediaRecorder.start();
    isRecording = true;
    
    // 更新UI
    startRecordingBtn.disabled = true;
    stopRecordingBtn.disabled = false;
    takePhotoBtn.disabled = true;
    closeCameraBtn.disabled = true;
    
    updateStatus('正在錄制視頻...', 'warning');
    
    // 添加錄制指示器動畫
    const indicator = document.createElement('div');
    indicator.className = 'absolute top-3 left-3 z-10 bg-red-500 rounded-full w-3 h-3 animate-pulse';
    document.getElementById('camera-container').appendChild(indicator);
  } catch (err) {
    updateStatus(`錄制失敗: ${err.message}`, 'error');
    console.error('錄制失敗:', err);
  }
}

// 停止錄制
function stopRecording() {
  if (!mediaRecorder || !isRecording) return;
  
  // 停止錄制
  mediaRecorder.stop();
  isRecording = false;
  
  // 更新UI
  startRecordingBtn.disabled = false;
  stopRecordingBtn.disabled = true;
  takePhotoBtn.disabled = false;
  closeCameraBtn.disabled = mediaStream ? false : true;
  
  // 移除錄制指示器
  const indicators = document.querySelectorAll('#camera-container > div.animate-pulse');
  indicators.forEach(indicator => indicator.remove());
  
  updateStatus('視頻錄制已完成', 'success');
}

6. 實現拍照功能

使用 Canvas API 實現拍照功能：

// 拍照
function takePhoto() {
  if (!mediaStream) return;
  
  // 創建Canvas并繪制當前幀
  const canvas = document.createElement('canvas');
  canvas.width = preview.videoWidth;
  canvas.height = preview.videoHeight;
  const ctx = canvas.getContext('2d');
  ctx.drawImage(preview, 0, 0, canvas.width, canvas.height);
  
  // 轉換為圖片URL
  const photoUrl = canvas.toDataURL('image/jpeg');
  savePhoto(photoUrl);
  
  updateStatus('照片拍攝成功', 'success');
  
  // 添加拍照效果
  const flash = document.createElement('div');
  flash.className = 'absolute inset-0 bg-white opacity-0 transition-opacity duration-300';
  document.getElementById('camera-container').appendChild(flash);
  flash.style.opacity = '1';
  setTimeout(() => {
    flash.style.opacity = '0';
    setTimeout(() => flash.remove(), 300);
  }, 100);
}

7. 保存和展示媒體文件

// 保存錄制的視頻
function saveRecording(blob) {
  const videoUrl = URL.createObjectURL(blob);
  
  // 創建視頻元素
  const videoElement = document.createElement('video');
  videoElement.className = 'w-full h-auto rounded-lg shadow-md hover:shadow-lg transition-all duration-300';
  videoElement.controls = true;
  videoElement.src = videoUrl;
  
  // 創建卡片
  const card = createMediaCard(videoElement, 'video');
  
  // 添加下載按鈕
  const downloadBtn = document.createElement('a');
  downloadBtn.href = videoUrl;
  downloadBtn.download = `recording-${new Date().toISOString().replace(/:/g, '-')}.webm`;
  downloadBtn.className = 'mt-2 inline-block bg-primary hover:bg-blue-600 text-white px-3 py-1.5 rounded-lg text-sm font-medium flex items-center justify-center w-full';
  downloadBtn.innerHTML = '<i class="fa fa-download mr-1"></i> 下載視頻';
  card.appendChild(downloadBtn);
  
  // 添加到結果區域
  addToResults(card);
}

// 保存拍攝的照片
function savePhoto(photoUrl) {
  // 創建圖片元素
  const img = document.createElement('img');
  img.className = 'w-full h-auto rounded-lg shadow-md hover:shadow-lg transition-all duration-300';
  img.src = photoUrl;
  img.alt = '拍攝的照片';
  
  // 創建卡片
  const card = createMediaCard(img, 'photo');
  
  // 添加下載按鈕
  const downloadBtn = document.createElement('a');
  downloadBtn.href = photoUrl;
  downloadBtn.download = `photo-${new Date().toISOString().replace(/:/g, '-')}.jpg`;
  downloadBtn.className = 'mt-2 inline-block bg-primary hover:bg-blue-600 text-white px-3 py-1.5 rounded-lg text-sm font-medium flex items-center justify-center w-full';
  downloadBtn.innerHTML = '<i class="fa fa-download mr-1"></i> 下載照片';
  card.appendChild(downloadBtn);
  
  // 添加到結果區域
  addToResults(card);
}

// 創建媒體卡片
function createMediaCard(element, type) {
  const card = document.createElement('div');
  card.className = 'bg-white rounded-xl overflow-hidden shadow-sm hover:shadow-md transition-all duration-300 transform hover:-translate-y-1';
  
  const cardHeader = document.createElement('div');
  cardHeader.className = 'p-3 bg-gray-50 flex justify-between items-center';
  
  const typeBadge = document.createElement('span');
  typeBadge.className = `px-2 py-0.5 rounded-full text-xs font-medium ${
    type === 'video' ? 'bg-blue-100 text-blue-800' : 'bg-green-100 text-green-800'
  }`;
  typeBadge.textContent = type === 'video' ? '視頻' : '照片';
  
  const timeStamp = document.createElement('span');
  timeStamp.className = 'text-gray-500 text-xs';
  timeStamp.textContent = new Date().toLocaleString();
  
  cardHeader.appendChild(typeBadge);
  cardHeader.appendChild(timeStamp);
  
  const cardBody = document.createElement('div');
  cardBody.className = 'p-3';
  cardBody.appendChild(element);
  
  card.appendChild(cardHeader);
  card.appendChild(cardBody);
  
  return card;
}

// 添加到結果區域
function addToResults(element) {
  // 清空空狀態提示
  if (resultsContainer.querySelector('.col-span-full')) {
    resultsContainer.innerHTML = '';
  }
  
  // 添加新內容
  resultsContainer.prepend(element);
  
  // 添加動畫效果
  element.style.opacity = '0';
  element.style.transform = 'translateY(20px)';
  setTimeout(() => {
    element.style.opacity = '1';
    element.style.transform = 'translateY(0)';
  }, 50);
}

8. 事件監聽和初始化

最后，添加事件監聽器和頁面初始化代碼：

// 事件監聽
startCameraBtn.addEventListener('click', async () => {
  if (!mediaStream) {
    await getCameraDevices();
    await startCamera();
  } else {
    await getCameraDevices();
    if (cameraSelect.options.length > 1) {
      // 切換到下一個攝像頭
      const currentIndex = Array.from(cameraSelect.options).findIndex(option => option.selected);
      const nextIndex = currentIndex < cameraSelect.options.length - 1 ? currentIndex + 1 : 1;
      cameraSelect.selectedIndex = nextIndex;
      await startCamera(cameraSelect.value);
    } else {
      updateStatus('沒有可切換的攝像頭設備', 'warning');
    }
  }
});

closeCameraBtn.addEventListener('click', closeCamera);
startRecordingBtn.addEventListener('click', startRecording);
stopRecordingBtn.addEventListener('click', stopRecording);
takePhotoBtn.addEventListener('click', takePhoto);

cameraSelect.addEventListener('change', async () => {
  if (cameraSelect.value) {
    await startCamera(cameraSelect.value);
  }
});

// 頁面加載時檢查權限
document.addEventListener('DOMContentLoaded', async () => {
  try {
    // 檢查媒體設備權限
    const permissionStatus = await navigator.permissions.query({ name: 'camera' });
    
    if (permissionStatus.state === 'granted') {
      updateStatus('已授予攝像頭訪問權限，可以隨時開啟攝像頭', 'info');
      await getCameraDevices();
    } else if (permissionStatus.state === 'prompt') {
      updateStatus('點擊"開啟攝像頭"按鈕并授予訪問權限', 'info');
    } else {
      updateStatus('請在瀏覽器設置中授予攝像頭訪問權限', 'warning');
    }
    
    // 監聽權限狀態變化
    permissionStatus.onchange = () => {
      updateStatus(`攝像頭權限狀態已更新: ${permissionStatus.state}`, 'info');
    };
  } catch (err) {
    updateStatus('無法檢查攝像頭權限', 'warning');
    console.error('檢查攝像頭權限失敗:', err);
  }
});

五、應用優化與進階功能

1. 瀏覽器兼容性處理

盡管大多數現代瀏覽器都支持 MediaDevices API 和 MediaRecorder API，但為了確保在各種瀏覽器中都能正常工作，建議添加適當的兼容性處理：

// 兼容性處理
navigator.mediaDevices = navigator.mediaDevices || 
  ((navigator.mozGetUserMedia || navigator.webkitGetUserMedia) ? {
    getUserMedia: function(c) {
      return new Promise(function(y, n) {
        (navigator.mozGetUserMedia || 
         navigator.webkitGetUserMedia).call(navigator, c, y, n);
      });
    }
  } : null);

// 檢查瀏覽器是否支持必要的API
if (!navigator.mediaDevices) {
  updateStatus('您的瀏覽器不支持攝像頭API', 'error');
  startCameraBtn.disabled = true;
}

2. 資源管理與性能優化

在應用中，合理管理資源和優化性能非常重要：

在組件卸載或頁面關閉時停止所有媒體流
使用 requestAnimationFrame 優化視頻渲染
限制錄制視頻的分辨率以降低性能消耗
實現錄制緩沖區管理，避免內存溢出

3. 進階功能擴展

基于現有的代碼基礎，你可以進一步擴展以下功能：

添加視頻濾鏡和圖像處理
實現多攝像頭同時錄制
添加實時音頻錄制功能
實現視頻剪輯和編輯功能
集成云端存儲和分享功能

六、總結

通過本文的學習，你已經掌握了如何使用原生 JavaScript 實現瀏覽器攝像頭控制和視頻錄制功能。我們使用了 MediaDevices API 獲取攝像頭流，MediaRecorder API 錄制視頻，以及 Canvas API 實現拍照功能。

現在，你可以將這些知識應用到實際項目中，開發出更加復雜和專業的網頁應用。

七、常見問題解答

1. 為什么我的攝像頭無法正常工作？

確保你的瀏覽器有訪問攝像頭的權限
檢查是否有其他應用正在使用攝像頭
嘗試在不同的瀏覽器中測試

2. 錄制的視頻文件很大，如何優化？

可以通過設置 MediaRecorder 的 videoBitsPerSecond 參數降低視頻質量
考慮使用更高效的視頻編碼格式
實現分段錄制和壓縮處理

3. 如何在移動設備上優化體驗？

使用響應式設計適應不同屏幕尺寸
考慮添加觸摸友好的控制界面
測試不同移動瀏覽器的兼容性

責任編輯：趙寧寧來源：前端歷險記

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