Android Camera-Camera2使用

上篇文章介紹了Camera1的使用石洗,本篇介紹Camera2的使用计呈。
Camera2(android.hardware.camera2)是從 Android 5.0 L 版本開始引入的励七,并且廢棄了舊的相機(jī)框架Camera1(android.hardware.Camera)丛楚。
相比于Camera1箩绍,Camera2架構(gòu)上也發(fā)生了變化,API上的使用難度也增加了梳侨。Camera2將相機(jī)設(shè)備模擬成一個(gè)管道,它按順序處理每一幀的請(qǐng)求并返回請(qǐng)求結(jié)果給客戶端日丹。

設(shè)計(jì)框架

來(lái)自官網(wǎng)的模型圖走哺,展示了相關(guān)的工作流程

相機(jī)核心操作模型

重新設(shè)計(jì) Android Camera API 的目的在于大幅提高應(yīng)用對(duì)于 Android 設(shè)備上的相機(jī)子系統(tǒng)的控制能力,同時(shí)重新組織 API哲虾,提高其效率和可維護(hù)性丙躏。
在CaptureRequest中設(shè)置不同的Surface用于接收不同的圖片數(shù)據(jù),最后從不同的Surface中獲取到圖片數(shù)據(jù)和包含拍照相關(guān)信息的CaptureResult束凑。

優(yōu)點(diǎn)

通過(guò)設(shè)計(jì)框架的改造和優(yōu)化晒旅,Camera2具備了以下優(yōu)點(diǎn):

  • 改進(jìn)了新硬件的性能。Supported Hardware Level的概念汪诉,不同廠商對(duì)Camera2的支持程度不同废恋,從低到高有LEGACY谈秫、LIMITED、FULL 和 LEVEL_3四個(gè)級(jí)別
  • 以更快的間隔拍攝圖像
  • 顯示來(lái)自多個(gè)攝像機(jī)的預(yù)覽
  • 直接應(yīng)用效果和濾鏡

開發(fā)流程

框架上的變化鱼鼓,對(duì)整個(gè)使用流程變化也非常大拟烫,首先了解一些主要的開發(fā)類

CameraManager

相機(jī)系統(tǒng)服務(wù),用于管理和連接相機(jī)設(shè)備

CameraDevice

相機(jī)設(shè)備類迄本,和Camera1中的Camera同級(jí)

CameraCharacteristics

主要用于獲取相機(jī)信息硕淑,內(nèi)部攜帶大量的相機(jī)信息,包含攝像頭的正反(LENS_FACING)嘉赎、AE模式置媳、AF模式等,和Camera1中的Camera.Parameters類似

CaptureRequest

相機(jī)捕獲圖像的設(shè)置請(qǐng)求公条,包含傳感器拇囊,鏡頭,閃光燈等

CaptureRequest.Builder

CaptureRequest的構(gòu)造器赃份,使用Builder模式寂拆,設(shè)置更加方便

CameraCaptureSession

請(qǐng)求抓取相機(jī)圖像幀的會(huì)話,會(huì)話的建立主要會(huì)建立起一個(gè)通道抓韩。一個(gè)CameraDevice一次只能開啟一個(gè)CameraCaptureSession纠永。
源端是相機(jī),另一端是 Target谒拴,Target可以是Preview尝江,也可以是ImageReader。

ImageReader

用于從相機(jī)打開的通道中讀取需要的格式的原始圖像數(shù)據(jù)英上,可以設(shè)置多個(gè)ImageReader炭序。

流程

Camera2開發(fā)流程

獲取CameraManager

CameraManager cameraManager = (CameraManager) getSystemService(Context.CAMERA_SERVICE);

獲取相機(jī)信息

for (String cameraId : cameraManager.getCameraIdList()) {
    CameraCharacteristics characteristics = cameraManager.getCameraCharacteristics(cameraId);

    Integer facing = characteristics.get(CameraCharacteristics.LENS_FACING);
    if (null != facing && facing == CameraCharacteristics.LENS_FACING_FRONT) {
        continue;
    }
    ....
}

這里默認(rèn)選擇前置攝像頭,并獲取相關(guān)相機(jī)信息苍日。

初始化ImageReader

mImageReader = ImageReader.newInstance(largest.getWidth(), largest.getHeight(), ImageFormat.JPEG, 2);
mImageReader.setOnImageAvailableListener(new ImageReader.OnImageAvailableListener() {
    @Override
    public void onImageAvailable(ImageReader reader) {
        Log.d("DEBUG", "##### onImageAvailable: " + mFile.getPath());
        mBackgroundHandler.post(new ImageSaver(reader.acquireNextImage(), mFile));
    }
}, mBackgroundHandler);

ImageReader是獲取圖像數(shù)據(jù)的重要途徑惭聂,通過(guò)它可以獲取到不同格式的圖像數(shù)據(jù),例如JPEG相恃、YUV辜纲、RAW等。通過(guò)ImageReader.newInstance(int width, int height, int format, int maxImages)創(chuàng)建ImageReader對(duì)象拦耐,有4個(gè)參數(shù):

  • width:圖像數(shù)據(jù)的寬度
  • height:圖像數(shù)據(jù)的高度
  • format:圖像數(shù)據(jù)的格式耕腾,例如ImageFormat.JPEGImageFormat.YUV_420_888
  • maxImages:最大Image個(gè)數(shù)杀糯,Image對(duì)象池的大小扫俺,指定了能從ImageReader獲取Image對(duì)象的最大值,過(guò)多獲取緩沖區(qū)可能導(dǎo)致OOM固翰,所以最好按照最少的需要去設(shè)置這個(gè)值

ImageReader其他相關(guān)的方法和回調(diào):

  • ImageReader.OnImageAvailableListener:有新圖像數(shù)據(jù)的回調(diào)
  • acquireLatestImage():從ImageReader的隊(duì)列里面狼纬,獲取最新的Image羹呵,刪除舊的,如果沒(méi)有可用的Image畸颅,返回null
  • acquireNextImage():獲取下一個(gè)最新的可用Image担巩,沒(méi)有則返回null
  • close():釋放與此ImageReader關(guān)聯(lián)的所有資源
  • getSurface():獲取為當(dāng)前ImageReader生成Image的Surface

打開相機(jī)設(shè)備

try {
    if (!mCameraOpenCloseLock.tryAcquire(2500, TimeUnit.MILLISECONDS)) {
        throw new RuntimeException("Time out waiting to lock camera opening.");
    }

    cameraManager.openCamera(mCameraId, mStateCallback, mBackgroundHandler);
} catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
}

cameraManager.openCamera(@NonNull String cameraId,@NonNull final CameraDevice.StateCallback callback, @Nullable Handler handler)的三個(gè)參數(shù):

  • cameraId:攝像頭的唯一標(biāo)識(shí)
  • callback:設(shè)備連接狀態(tài)變化的回調(diào)
  • handler:回調(diào)執(zhí)行的Handler對(duì)象,傳入null則使用當(dāng)前的主線程Handler

其中callback回調(diào):

private final CameraDevice.StateCallback mStateCallback = new CameraDevice.StateCallback() {
    @Override
    public void onOpened(@NonNull CameraDevice camera) {
        mCameraOpenCloseLock.release();
        mCameraDevice = camera;
        createCameraPreviewSession();
    }

    @Override
    public void onDisconnected(@NonNull CameraDevice camera) {
        mCameraOpenCloseLock.release();
        camera.close();
        mCameraDevice = null;
    }

    @Override
    public void onError(@NonNull CameraDevice camera, int error) {
        mCameraOpenCloseLock.release();
        camera.close();
        mCameraDevice = null;
    }

    @Override
    public void onClosed(@NonNull CameraDevice camera) {
        super.onClosed(camera);
    }
};
  • onOpened:表示相機(jī)打開成功没炒,可以真正開始使用相機(jī)涛癌,創(chuàng)建Capture會(huì)話
  • onDisconnected:當(dāng)相機(jī)斷開連接時(shí)回調(diào)該方法,需要進(jìn)行釋放相機(jī)的操作
  • onError:當(dāng)相機(jī)打開失敗時(shí)送火,需要進(jìn)行釋放相機(jī)的操作
  • onClosed:調(diào)用Camera.close()后的回調(diào)方法

創(chuàng)建Capture會(huì)話

在CameraDevice.StateCallback的onOpened回調(diào)中執(zhí)行:

private void createCameraPreviewSession() {
    SurfaceTexture texture = mTextureView.getSurfaceTexture();
    assert texture != null;
    texture.setDefaultBufferSize(mPreviewSize.getWidth(), mPreviewSize.getHeight());
    Surface surface = new Surface(texture);

    try {
        mPreviewRequestBuilder = mCameraDevice.createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_PREVIEW);
        mPreviewRequestBuilder.addTarget(surface);

        // Here, we create a CameraCaptureSession for camera preview.
        mCameraDevice.createCaptureSession(Arrays.asList(surface, mImageReader.getSurface()),
                new CameraCaptureSession.StateCallback() {

                    @Override
                    public void onConfigured(@NonNull CameraCaptureSession cameraCaptureSession) {
                        // The camera is already closed
                        if (null == mCameraDevice) {
                            return;
                        }

                        // When the session is ready, we start displaying the preview.
                        mCaptureSession = cameraCaptureSession;
                        try {
                            // Auto focus should be continuous for camera preview.
                            mPreviewRequestBuilder.set(CaptureRequest.CONTROL_AF_MODE,
                                    CaptureRequest.CONTROL_AF_MODE_CONTINUOUS_PICTURE);
                            // Flash is automatically enabled when necessary.
                            setAutoFlash(mPreviewRequestBuilder);

                            // Finally, we start displaying the camera preview.
                            mPreviewRequest = mPreviewRequestBuilder.build();
                            mCaptureSession.setRepeatingRequest(mPreviewRequest,
                                    mCaptureCallback, mBackgroundHandler);
                        } catch (CameraAccessException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }

                    @Override
                    public void onConfigureFailed(
                            @NonNull CameraCaptureSession cameraCaptureSession) {
                        Toast.makeText(Camera2Activity.this, "configureFailed", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                    }
                }, null
        );
    } catch (CameraAccessException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

這段的代碼核心方法是mCameraDevice.createCaptureSession()創(chuàng)建Capture會(huì)話拳话,它接受了三個(gè)參數(shù):

  • outputs:用于接受圖像數(shù)據(jù)的surface集合,這里傳入的是一個(gè)preview的surface
  • callback:用于監(jiān)聽 Session 狀態(tài)的CameraCaptureSession.StateCallback對(duì)象
  • handler:用于執(zhí)行CameraCaptureSession.StateCallback的Handler對(duì)象种吸,傳入null則使用當(dāng)前的主線程Handler

創(chuàng)建CaptureRequest

CaptureRequest是向CameraCaptureSession提交Capture請(qǐng)求時(shí)的信息載體弃衍,其內(nèi)部包括了本次Capture的參數(shù)配置和接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)的Surface。

mPreviewRequestBuilder = mCameraDevice.createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_PREVIEW);
mPreviewRequestBuilder.addTarget(surface);

通過(guò)CameraDevice.createCaptureRequest()創(chuàng)建CaptureRequest.Builder對(duì)象坚俗,傳入一個(gè)templateType參數(shù)镜盯,templateType用于指定使用何種模板創(chuàng)建CaptureRequest.Builder對(duì)象,templateType的取值:

  • TEMPLATE_PREVIEW:預(yù)覽模式
  • TEMPLATE_STILL_CAPTURE:拍照模式
  • TEMPLATE_RECORD:視頻錄制模式
  • TEMPLATE_VIDEO_SNAPSHOT:視頻截圖模式
  • TEMPLATE_MANUAL:手動(dòng)配置參數(shù)模式

除了模式的配置猖败,CaptureRequest還可以配置很多其他信息速缆,例如圖像格式、圖像分辨率恩闻、傳感器控制艺糜、閃光燈控制、3A(自動(dòng)對(duì)焦-AF幢尚、自動(dòng)曝光-AE和自動(dòng)白平衡-AWB)控制等破停。在createCaptureSession的回調(diào)中可以進(jìn)行設(shè)置

// Auto focus should be continuous for camera preview.
mPreviewRequestBuilder.set(CaptureRequest.CONTROL_AF_MODE,
        CaptureRequest.CONTROL_AF_MODE_CONTINUOUS_PICTURE);
// Flash is automatically enabled when necessary.
setAutoFlash(mPreviewRequestBuilder);

// Finally, we start displaying the camera preview.
mPreviewRequest = mPreviewRequestBuilder.build();

代碼中設(shè)置了AF為設(shè)置未圖片模式下的連續(xù)對(duì)焦,并設(shè)置自動(dòng)閃光燈尉剩。最后通過(guò)build()方法生成CaptureRequest對(duì)象真慢。

預(yù)覽

Camera2中,通過(guò)連續(xù)重復(fù)的Capture實(shí)現(xiàn)預(yù)覽功能理茎,每次Capture會(huì)把預(yù)覽畫面顯示到對(duì)應(yīng)的Surface上晤碘。連續(xù)重復(fù)的Capture操作通過(guò)mCaptureSession.setRepeatingRequest(mPreviewRequest,mCaptureCallback, mBackgroundHandler)實(shí)現(xiàn),該方法有三個(gè)參數(shù):

  • request:CaptureRequest對(duì)象
  • listener:監(jiān)聽Capture 狀態(tài)的回調(diào)
  • handler:用于執(zhí)行CameraCaptureSession.CaptureCallback的Handler對(duì)象功蜓,傳入null則使用當(dāng)前的主線程Handler

停止預(yù)覽使用mCaptureSession.stopRepeating()方法。

拍照

設(shè)置上面的request宠蚂,session后式撼,就可以真正的開始拍照操作

mCaptureSession.capture(mPreviewRequestBuilder.build(), mCaptureCallback, mBackgroundHandler);

該方法也有三個(gè)參數(shù),和mCaptureSession.setRepeatingRequest一樣:

  • request:CaptureRequest對(duì)象
  • listener:監(jiān)聽Capture 狀態(tài)的回調(diào)
  • handler:用于執(zhí)行CameraCaptureSession.CaptureCallback的Handler對(duì)象求厕,傳入null則使用當(dāng)前的主線程Handler

這里設(shè)置了mCaptureCallback:

private CameraCaptureSession.CaptureCallback mCaptureCallback = new CameraCaptureSession.CaptureCallback() {
    @Override
    public void onCaptureProgressed(@NonNull CameraCaptureSession session, @NonNull CaptureRequest request, @NonNull CaptureResult partialResult) {
        process(partialResult);
    }

    @Override
    public void onCaptureCompleted(@NonNull CameraCaptureSession session, @NonNull CaptureRequest request, @NonNull TotalCaptureResult result) {
        process(result);
    }

    private void process(CaptureResult result) {
        switch (mState) {
            case STATE_PREVIEW: {
                // We have nothing to do when the camera preview is working normally.
                break;
            }
            case STATE_WAITING_LOCK: {
                Integer afState = result.get(CaptureResult.CONTROL_AF_STATE);
                Log.d("DEBUG", "##### process STATE_WAITING_LOCK: " + afState);
                if (afState == null) {
                    captureStillPicture();
                } else if (CaptureResult.CONTROL_AF_STATE_FOCUSED_LOCKED == afState ||
                        CaptureResult.CONTROL_AF_STATE_NOT_FOCUSED_LOCKED == afState) {
                    // CONTROL_AE_STATE can be null on some devices
                    Integer aeState = result.get(CaptureResult.CONTROL_AE_STATE);
                    if (aeState == null ||
                            aeState == CaptureResult.CONTROL_AE_STATE_CONVERGED) {
                        mState = STATE_PICTURE_TAKEN;
                        captureStillPicture();
                    } else {
                        runPrecaptureSequence();
                    }
                }
                break;
            }
            case STATE_WAITING_PRECAPTURE: {
                // CONTROL_AE_STATE can be null on some devices
                Integer aeState = result.get(CaptureResult.CONTROL_AE_STATE);
                if (aeState == null ||
                        aeState == CaptureResult.CONTROL_AE_STATE_PRECAPTURE ||
                        aeState == CaptureRequest.CONTROL_AE_STATE_FLASH_REQUIRED) {
                    mState = STATE_WAITING_NON_PRECAPTURE;
                }
                break;
            }
            case STATE_WAITING_NON_PRECAPTURE: {
                // CONTROL_AE_STATE can be null on some devices
                Integer aeState = result.get(CaptureResult.CONTROL_AE_STATE);
                if (aeState == null || aeState != CaptureResult.CONTROL_AE_STATE_PRECAPTURE) {
                    mState = STATE_PICTURE_TAKEN;
                    captureStillPicture();
                }
                break;
            }
        }
    }
};

通過(guò)設(shè)置mState來(lái)區(qū)分當(dāng)前狀態(tài)著隆,是在預(yù)覽還是拍照

關(guān)閉相機(jī)

退到后臺(tái)或者當(dāng)前頁(yè)面被關(guān)閉的時(shí)候扰楼,已經(jīng)不需要使用相機(jī)了,需要進(jìn)行相機(jī)關(guān)閉操作美浦,釋放資源弦赖,

private void closeCamera() {
    try {
        mCameraOpenCloseLock.acquire();
        if (null != mCaptureSession) {
            mCaptureSession.close();
            mCaptureSession = null;
        }
        if (null != mCameraDevice) {
            mCameraDevice.close();
            mCameraDevice = null;
        }
        if (null != mImageReader) {
            mImageReader.close();
            mImageReader = null;
        }
    } catch (InterruptedException e) {
        throw new RuntimeException("Interrupted while trying to lock camera closing.", e);
    } finally {
        mCameraOpenCloseLock.release();
    }
}

先后對(duì)CaptureSession,CameraDevice浦辨,ImageReader進(jìn)行close操作蹬竖,釋放資源。
這里僅僅對(duì)Camera2基本使用流程做了介紹流酬,一些更高級(jí)的用法需要大家自行去實(shí)踐币厕。在Camera1中需要對(duì)畫面進(jìn)行方向矯正,而Camera2是否需要呢芽腾,關(guān)于相機(jī)Orientation相關(guān)的知識(shí)旦装,通過(guò)后面的章節(jié)再進(jìn)行介紹。

文章中涉及到的代碼

參考:

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請(qǐng)聯(lián)系作者
  • 序言:七十年代末摊滔,一起剝皮案震驚了整個(gè)濱河市阴绢,隨后出現(xiàn)的幾起案子,更是在濱河造成了極大的恐慌艰躺,老刑警劉巖呻袭,帶你破解...
    沈念sama閱讀 219,270評(píng)論 6 508
  • 序言:濱河連續(xù)發(fā)生了三起死亡事件,死亡現(xiàn)場(chǎng)離奇詭異描滔,居然都是意外死亡棒妨,警方通過(guò)查閱死者的電腦和手機(jī),發(fā)現(xiàn)死者居然都...
    沈念sama閱讀 93,489評(píng)論 3 395
  • 文/潘曉璐 我一進(jìn)店門含长,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來(lái)券腔,“玉大人,你說(shuō)我怎么就攤上這事拘泞》兹遥” “怎么了?”我有些...
    開封第一講書人閱讀 165,630評(píng)論 0 356
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵陪腌,是天一觀的道長(zhǎng)辱魁。 經(jīng)常有香客問(wèn)我,道長(zhǎng)诗鸭,這世上最難降的妖魔是什么染簇? 我笑而不...
    開封第一講書人閱讀 58,906評(píng)論 1 295
  • 正文 為了忘掉前任,我火速辦了婚禮强岸,結(jié)果婚禮上锻弓,老公的妹妹穿的比我還像新娘。我一直安慰自己蝌箍,他們只是感情好青灼,可當(dāng)我...
    茶點(diǎn)故事閱讀 67,928評(píng)論 6 392
  • 文/花漫 我一把揭開白布暴心。 她就那樣靜靜地躺著,像睡著了一般杂拨。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪专普。 梳的紋絲不亂的頭發(fā)上,一...
    開封第一講書人閱讀 51,718評(píng)論 1 305
  • 那天弹沽,我揣著相機(jī)與錄音檀夹,去河邊找鬼。 笑死贷币,一個(gè)胖子當(dāng)著我的面吹牛击胜,可吹牛的內(nèi)容都是我干的。 我是一名探鬼主播役纹,決...
    沈念sama閱讀 40,442評(píng)論 3 420
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼偶摔,長(zhǎng)吁一口氣:“原來(lái)是場(chǎng)噩夢(mèng)啊……” “哼!你這毒婦竟也來(lái)了促脉?” 一聲冷哼從身側(cè)響起辰斋,我...
    開封第一講書人閱讀 39,345評(píng)論 0 276
  • 序言:老撾萬(wàn)榮一對(duì)情侶失蹤,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎瘸味,沒(méi)想到半個(gè)月后宫仗,有當(dāng)?shù)厝嗽跇淞掷锇l(fā)現(xiàn)了一具尸體,經(jīng)...
    沈念sama閱讀 45,802評(píng)論 1 317
  • 正文 獨(dú)居荒郊野嶺守林人離奇死亡旁仿,尸身上長(zhǎng)有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內(nèi)容為張勛視角 年9月15日...
    茶點(diǎn)故事閱讀 37,984評(píng)論 3 337
  • 正文 我和宋清朗相戀三年藕夫,在試婚紗的時(shí)候發(fā)現(xiàn)自己被綠了。 大學(xué)時(shí)的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片枯冈。...
    茶點(diǎn)故事閱讀 40,117評(píng)論 1 351
  • 序言:一個(gè)原本活蹦亂跳的男人離奇死亡毅贮,死狀恐怖,靈堂內(nèi)的尸體忽然破棺而出尘奏,到底是詐尸還是另有隱情滩褥,我是刑警寧澤,帶...
    沈念sama閱讀 35,810評(píng)論 5 346
  • 正文 年R本政府宣布炫加,位于F島的核電站瑰煎,受9級(jí)特大地震影響,放射性物質(zhì)發(fā)生泄漏俗孝。R本人自食惡果不足惜酒甸,卻給世界環(huán)境...
    茶點(diǎn)故事閱讀 41,462評(píng)論 3 331
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望赋铝。 院中可真熱鬧插勤,春花似錦、人聲如沸。這莊子的主人今日做“春日...
    開封第一講書人閱讀 32,011評(píng)論 0 22
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽(yáng)苛蒲。三九已至卤橄,卻和暖如春,著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間臂外,已是汗流浹背窟扑。 一陣腳步聲響...
    開封第一講書人閱讀 33,139評(píng)論 1 272
  • 我被黑心中介騙來(lái)泰國(guó)打工, 沒(méi)想到剛下飛機(jī)就差點(diǎn)兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留漏健,地道東北人嚎货。 一個(gè)月前我還...
    沈念sama閱讀 48,377評(píng)論 3 373
  • 正文 我出身青樓,卻偏偏與公主長(zhǎng)得像蔫浆,于是被迫代替她去往敵國(guó)和親殖属。 傳聞我的和親對(duì)象是個(gè)殘疾皇子,可洞房花燭夜當(dāng)晚...
    茶點(diǎn)故事閱讀 45,060評(píng)論 2 355

推薦閱讀更多精彩內(nèi)容