Android 之 Camera2

痛定思痛。 2023-05-22 04:44 25阅读 0赞

从Android 5.0开始，Google 引入了一套全新的相机框架 Camera2（android.hardware.camera2）并且废弃了旧的相机框架 Camera1（android.hardware.Camera）。在API架构方面, Camera2和之前的Camera有很大区别, APP和底层Camera之前可以想象成用管道方式连接，接下来先了解下Camera2的相关类。

***CameraManager类***：摄像头的管理类，主要是用于检测、打开系统的摄像头；

***CameraCharacteristics类***：相机的特征类，例如是否可以支持自动调焦，是否支持闪光灯等等；（一般包含以下几种常用的参数：LENS\_FACING：拿到摄像头的方向（LENS\_FACING\_FRONT是前摄像头，LENS\_FACING\_BACK是后摄像头）  
SENSOR\_ORIENTATION：获取摄像头拍照的方向位置  
SCALER\_AVAILABLE\_MAX\_DIGITAL\_ZOOM：获取最大的数字调焦值（Zoom的最大值）  
FLASH\_INFO\_AVAILABLE:支不支持闪光灯  
LENS\_INFO\_MINIMUM\_FOCUS\_DISTANCE：获取最小的调焦距离）

***CameraDevice类***：相机设备，类似以往的Camera类，可以使用reateCaptureRequest (int templateType)方法创建CaptureRequest.Builder，一般templateType的常见参数如下：TEMPLATE\_PREVIEW ：预览  
TEMPLATE\_RECORD：拍摄视频  
TEMPLATE\_STILL\_CAPTURE：拍照  
TEMPLATE\_VIDEO\_SNAPSHOT：创建视视频录制时截屏的请求

***CameraCaptureSession类***：用于创建预览、拍照的Session类，程序中通过创造一个CameraCaptureSession，在安卓端和相机硬件端建立管道，从而可以获取拍摄的图片信息，可以通过它的setRepeatingRequest()方法来控制预览界面。在创造一个会议时，会回调两个接口——StateCallback:处理session建立成功和失败的情况，通常在这里会进行预览的一些初始化设置。CaptureCallback:捕获图像成功、失败、进行时等情况的处理；

***CameraRequest类***：用于控制预览和拍照参数，例如：对焦模式，曝光模式，zoom参数等等。从图像传感器捕获单个图像的结果的子集。包含捕获硬件（传感器，镜头，闪存），处理流水线，控制算法和输出缓冲区的最终配置的一个子集。

了解完了Camera2的相关类，接下来了解一个Camera开发过程中必不可少的控件----TextureView  
TextureView是在Android 4.0引入的，主要用于承载显示数据流的View, 如本地Camera采集的预览数据流和视频通话模块从网络包里解出实时视频数据流。TextureView还有个比较好的特性就是可以当做普通的View控件使用，在布局、动画和变换（平移、缩放、旋转等）中非常方便。

总的来说，就是我们只要抓住一条会话通道，就可以通过这条通道传送CameraRequest请求预览、拍照和录像了。流程大致如下：在调用onCamera方法后会回调CameraDevice.StateCallback这个方法，在这个方法里面重写onOpend函数，在onOpend方法中调用createCaptureSession，该方法又回调CameraCaptureSession.StateCallback方法，在该方法中重写onConfigured方法，设置setRepeatingRequest方法（即开始图兰图像），setRepeatingRequest又会回调CameraCaptureSession.CaptureCallback方法，重写CameraCaptureSession.CaptureCallback方法中的onCaptureCompleted方法，最后result就是未经过处理的原始数据了。

接下来就来使用Camera2来实现采集手机摄像头图像的一个小Demo吧。

在布局中添加一个TextureView控件，用来采集摄像头的预览数据，在打开摄像头之前，一定要记得申请权限，一定要记得申请权限，一定要记得申请权限，重要的事情说三遍，如果不知道如何动态申请权限的，可以查看我之前的博客[Android 6.0动态申请权限][Android 6.0]  
其次是定义一个TextureView作为一个预览的界面，然后一定要实现它的监听事件

TextureView.SurfaceTextureListener textureListener = new TextureView.SurfaceTextureListener() {
        
                @Override
                public void onSurfaceTextureAvailable(SurfaceTexture surface, int width, int height) {
        
                    //当SurefaceTexture可用的时候，设置相机参数并打开相机
                    setupCamera(width, height);
                    configureTransform(width, height);
                    openCamera();
                }
    
                @Override
                public void onSurfaceTextureSizeChanged(SurfaceTexture surface, int width, int height) {
        
                    //当SurefaceTexture状态改变时调用此方法
                }
    
                @Override
                public boolean onSurfaceTextureDestroyed(SurfaceTexture surface) {
        
                    //当SurefaceTexture销毁时调用此方法
                    return false;
                }
    
                @Override
                public void onSurfaceTextureUpdated(SurfaceTexture surface) {
        
                    //当SurefaceTexture状态更新时调用此方法
                }
            };
            textureView.setSurfaceTextureListener(textureListener);

setupCamera这个方法主要是根据TextureView来设定相对于的尺寸大小，Camera2中使用CameraManager来管理摄像头，代码如下：

private void setupCamera(int width, int height) {
        
            // 获取摄像头的管理者CameraManager
            CameraManager manager = (CameraManager) getSystemService(Context.CAMERA_SERVICE);
            try {
        
                // 遍历所有摄像头
                for (String cameraId : manager.getCameraIdList()) {
        
                    CameraCharacteristics characteristics = manager.getCameraCharacteristics(cameraId);
                    // 默认打开后置摄像头 - 忽略前置摄像头
                    if (characteristics.get(CameraCharacteristics.LENS_FACING) == CameraCharacteristics.LENS_FACING_FRONT){
        
                        continue;
                    }
                    // 获取StreamConfigurationMap，它是管理摄像头支持的所有输出格式和尺寸
                    StreamConfigurationMap map = characteristics.get(CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP);
                    mPreviewSize = getOptimalSize(map.getOutputSizes(SurfaceTexture.class), width, height);
                    cameraID = cameraId;
                    break;
                }
            } catch (CameraAccessException e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
        }

接着是打开摄像头，也是需要用到CameraManager管理类，manager.openCamera（）这个方法的第三个参数是指在哪个线程执行，null就是为主线程

private void openCamera() {
        
            CameraManager manager = (CameraManager) getSystemService(CAMERA_SERVICE);
            //检查权限
            try {
        
                if (ActivityCompat.checkSelfPermission(this, Manifest.permission.CAMERA) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
        
                    Toast.makeText(MainActivity.this,"请检查权限是否打开",Toast.LENGTH_LONG).show();
                    return;
                }
                //打开相机，第一个参数指示打开哪个摄像头，第二个参数stateCallback为相机的状态回调接口，第三个参数用来确定Callback在哪个线程执行，为null的话就在当前线程执行
                manager.openCamera(cameraID, stateCallback, null);
            } catch (CameraAccessException e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
        }

当相机打开之后会回调接口StateCallback里面的方法

//实现StateCallback 接口，当相机打开后会回调onOpened方法
        private final CameraDevice.StateCallback stateCallback = new CameraDevice.StateCallback() {
        
            @Override
            public void onOpened(@NonNull CameraDevice camera) {
        
                //打开摄像头
                mCameraDevice = camera;
                //开启预览
                startPreview();
            }
    
            @Override
            public void onDisconnected(@NonNull CameraDevice camera) {
        
                //关闭摄像头
            }
    
            @Override
            public void onError(@NonNull CameraDevice camera, int error) {
        
                //发生错误
            }
        };

接着就是摄像头的图像预览了

private void startPreview() {
        
            setupImageReader();
            SurfaceTexture mSurfaceTexture = textureView.getSurfaceTexture();
            //设置TextureView的缓冲区大小
            mSurfaceTexture.setDefaultBufferSize(mPreviewSize.getWidth(), mPreviewSize.getHeight());
            //获取Surface显示预览数据
            mPreviewSurface = new Surface(mSurfaceTexture);
            try {
        
                getPreviewRequestBuilder();
                //创建相机捕获会话，第一个参数是捕获数据的输出Surface列表，第二个参数是CameraCaptureSession的状态回调接口，当它创建好后会回调onConfigured方法，第三个参数用来确定Callback在哪个线程执行，为null的话就在当前线程执行
                mCameraDevice.createCaptureSession(Arrays.asList(mPreviewSurface, mImageReader.getSurface()), new CameraCaptureSession.StateCallback() {
        
                    @Override
                    public void onConfigured(CameraCaptureSession session) {
        
                        mCaptureSession = session;
                        repeatPreview();
                    }
    
                    @Override
                    public void onConfigureFailed(CameraCaptureSession session) {
        
    
                    }
                }, null);
            } catch (CameraAccessException e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
        }

创建预览请求的Builder

// 创建预览请求的Builder（TEMPLATE_PREVIEW表示预览请求）
        private void getPreviewRequestBuilder() {
        
            try {
        
                mPreviewRequestBuilder = mCameraDevice.createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_PREVIEW);
            } catch (CameraAccessException e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
            //设置预览的显示界面
            mPreviewRequestBuilder.addTarget(mPreviewSurface);
            MeteringRectangle[] meteringRectangles = mPreviewRequestBuilder.get(CaptureRequest.CONTROL_AF_REGIONS);
            if (meteringRectangles != null && meteringRectangles.length > 0) {
        
                Log.e("LEE", "PreviewRequestBuilder: AF_REGIONS=" + meteringRectangles[0].getRect().toString());
            }
            mPreviewRequestBuilder.set(CaptureRequest.CONTROL_MODE, CaptureRequest.CONTROL_MODE_AUTO);
            mPreviewRequestBuilder.set(CaptureRequest.CONTROL_AF_TRIGGER, CaptureRequest.CONTROL_AF_TRIGGER_IDLE);
        }

设置反复捕获数据的请求，这样预览界面就会一直有数据显示

private void repeatPreview() {
        
            mPreviewRequestBuilder.setTag(TAG_PREVIEW);
            mPreviewRequest = mPreviewRequestBuilder.build();
            //设置反复捕获数据的请求，这样预览界面就会一直有数据显示
            try {
        
                mCaptureSession.setRepeatingRequest(mPreviewRequest, captureCallback, null);
            } catch (CameraAccessException e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
        }

这些就是Camera2中使用到的比较重要的一些方法了，剩下的一些代码我就不贴出来了，有需要的话可以到github上下载一下源码就可以跑起来啦[Git传送门][Git]

[Android 6.0]: https://blog.csdn.net/qq_42889476/article/details/105115344
[Git]: https://github.com/Eaur/Android-Camera2