Camera2 自定义相机研发流程详解
发布时间：2021-12-07 13:45:06 所属栏目：安卓资讯 来源：互联网
导读：Android 5.0对拍照API进行了全新的设计，新增了全新设计的Camera 2 API，这些API不仅大幅提高了Android系统拍照的功能，还能支持RAW照片输出，甚至允许程序调整相机的对焦模式、曝光模式、快门等; 一、Camera2架构介绍 Camera2引用了管道的概念将安卓设备和摄
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Android 5.0对拍照API进行了全新的设计，新增了全新设计的Camera 2 API，这些API不仅大幅提高了Android系统拍照的功能，还能支持RAW照片输出，甚至允许程序调整相机的对焦模式、曝光模式、快门等; 一、Camera2架构介绍 Camera2引用了管道的概念将安卓设备和摄像头之间联通起来，系统向摄像头发送 Capture 请求，而摄像头会返回 CameraMetadata。这一切建立在一个叫作 CameraCaptureSession 的会话中;  架构在核心参与类角色有：CameraManager、CameraDevice、CameraCharacteristics、CameraRequest与CameraRequest.Builder、CameraCaptureSession以及CaptureResult; 1、CameraManager 位于android.hardware.camera2.CameraManager下，也是Android 21(5.0)添加的，和其他系统服务一样通过 Context.getSystemService(CameraManager.class ) 或者Context.getSystemService(Context.CAMERA_SERVICE) 来完成初始化，主要用于管理系统摄像头： 通过getCameraIdList()方法获取Android设备的摄像头列表; getCameraCharacteristics(String cameraId)获取摄像头的详细参数和支持的功能; 2、CameraDevice CameraDevice是Camera2中抽象出来的一个对象，直接与系统硬件摄像头相联系; 即摄像头功能可被分为limit 和full 两个级别，当摄像头处于limited 级别时候，此时Camera2和早期的Camera功能差不多，除此之外在Camera2架构中，CameraDevice还承担其他重要任务： 通过CameraDevice.StateCallback监听摄像头的状态(主要包括onOpened、onClosed、onDisconnected、onErro四种状态); 管理CameraCaptureSession，-通过方法createCaptureSession()方法和createReprocessableCaptureSession()方法创建会话 ，通常会在CameraDevice.StateCallback中调用对应方法创建预览会话; 管理CaptureRequest，主要包括通过createCaptureRequest(int templateType)创建捕获请求，在需要预览、拍照、再次预览的时候都需要通过创建请求来完成; 3、CameraCaptureSession 系统向摄像头发送 Capture 请求，而摄像头会返回 CameraMetadata，这一切都是在由对应的CameraDevice创建的CameraCaptureSession 会话完成，当程序需要预览、拍照、再次预览时，都需要先通过会话; CameraCaptureSession的有很多重要回调： 管理CameraCaptureSession.StateCallback状态回调，用于接收有关CameraCaptureSession状态的更新的回调对象; 管理CameraCaptureSession.CaptureCallback捕获回调，用于接收捕获请求状态的回调，当请求触发捕获已启动时;捕获完成时;在捕获图像时发生错误的情况下;都会触发该回调对应的方法; 通过调用方法capture()提交捕获图像请求即拍照，其中该请求定义了捕获单个图像的所有参数，包括传感器，镜头，闪光灯和后处理参数，每一次请求的结果将产生一个CaptureResult，可以为一个或多个Surface生成新的帧，然后通过CaptureRequest.Builder的addTarget(Surface)方法附着到对应的Surface上显示; 通过调用方法setRepeatingRequest()请求不断重复捕获图像，即实现预览; 通过方法调用stopRepeating()实现停止捕获图像，即停止预览; 4、CameraCharacteristics 描述Cameradevice属性的对象，可以使用CameraManager通过getCameraCharacteristics(String cameraId)进行查询; 5、CameraRequest和CameraRequest.Builder CameraRequest代表了一次捕获请求，而CameraRequest.Builder用于描述捕获图片的各种参数设置，包含捕获硬件(传感器，镜头，闪存)，对焦模式、曝光模式，处理流水线，控制算法和输出缓冲区的配置，然后传递到对应的会话中进行设置，CameraRequest.Builder则负责生成CameraRequest对象。当程序调用setRepeatingRequest()方法进行预览时，或调用capture()方法进行拍照时，都需要传入CameraRequest参数。CameraRequest可以通过CameraRequest.Builder来进行初始化，通过调用createCaptureRequest来获得; 6、CaptureResult CaptureRequest描述是从图像传感器捕获单个图像的结果的子集的对象，当CaptureRequest被处理之后由CameraDevice生成; 7、Camera2 主要角色之间的联系 CameraManager处于顶层管理位置负责检测获取所有摄像头及其特性和传入指定的CameraDevice.StateCallback回调打开指定摄像头，CameraDevice是负责管理抽象对象，包括监听Camera 的状态回调CameraDevice.StateCallback、创建CameraCaptureSession和CameraRequest; 二、Camera2 相机开发流程详解 1、申请权限 <uses-permission android:name="android.permission.CAMERA" /> <uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" /> 2、在xml布局文件中定义一个TextureView <TextureView android:id="@+id/textureView" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" /> 3、创建一个CameraHelper类，并给TextureView对象添加回调函数 class Camera2Helper(val mActivity: Activity, private val mTextureView: TextureView) { companion object { const val PREVIEW_WIDTH = 720 //预览的宽度 const val PREVIEW_HEIGHT = 1280 //预览的高度 const val SAVE_WIDTH = 720 //保存图片的宽度 const val SAVE_HEIGHT = 1280 //保存图片的高度 } private lateinit var mCameraManager: CameraManager private var mImageReader: ImageReader? = null private var mCameraDevice: CameraDevice? = null private var mCameraCaptureSession: CameraCaptureSession? = null private var mCameraId = "0" private lateinit var mCameraCharacteristics: CameraCharacteristics private var mCameraSensorOrientation = 0 //摄像头方向 private var mCameraFacing = CameraCharacteristics.LENS_FACING_BACK //默认使用后置摄像头 private val mDisplayRotation = mActivity.windowManager.defaultDisplay.rotation //手机方向 private var canTakePic = true //是否可以拍照 private var canExchangeCamera = false //是否可以切换摄像头 private var mCameraHandler: Handler private val handlerThread = HandlerThread("CameraThread") private var mPreviewSize = Size(PREVIEW_WIDTH, PREVIEW_HEIGHT) //预览大小 private var mSavePicSize = Size(SAVE_WIDTH, SAVE_HEIGHT) //保存图片大小 init { handlerThread.start() mCameraHandler = Handler(handlerThread.looper) mTextureView.surfaceTextureListener = object : TextureView.SurfaceTextureListener { override fun onSurfaceTextureSizeChanged(surface: SurfaceTexture?, width: Int, height: Int) { } override fun onSurfaceTextureUpdated(surface: SurfaceTexture?) { } override fun onSurfaceTextureDestroyed(surface: SurfaceTexture?): Boolean { releaseCamera() return true } override fun onSurfaceTextureAvailable(surface: SurfaceTexture?, width: Int, height: Int) { initCameraInfo() } } } } 打开相机和创建会话等都是耗时操作，所以我们启动一个HandlerThread在子线程中来处理; 有两个关于尺寸的变量，一个是预览尺寸(在屏幕上显示)，一个是保存图片的尺寸(保存到sd卡中图片的尺寸); 有两个方向，一个是手机方向(如果是竖屏应用的话此方向为0)，另一个是摄像头方向(一般来说，前置摄像头方向为270，后置摄像头方向为90); 4、初始化相关参数 /** * 初始化 */ private fun initCameraInfo() { mCameraManager = mActivity.getSystemService(Context.CAMERA_SERVICE) as CameraManager val cameraIdList = mCameraManager.cameraIdList if (cameraIdList.isEmpty()) { mActivity.toast("没有可用相机") return } for (id in cameraIdList) { val cameraCharacteristics = mCameraManager.getCameraCharacteristics(id) val facing = cameraCharacteristics.get(CameraCharacteristics.LENS_FACING) if (facing == mCameraFacing) { mCameraId = id mCameraCharacteristics = cameraCharacteristics } log("设备中的摄像头 $id") } val supportLevel = mCameraCharacteristics.get(CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL) if (supportLevel == CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_LEGACY) { mActivity.toast("相机硬件不支持新特性") } //获取摄像头方向 mCameraSensorOrientation = mCameraCharacteristics.get(CameraCharacteristics.SENSOR_ORIENTATION) //获取StreamConfigurationMap，它是管理摄像头支持的所有输出格式和尺寸 val configurationMap = mCameraCharacteristics.get(CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP) val savePicSize = configurationMap.getOutputSizes(ImageFormat.JPEG) //保存照片尺寸 val previewSize = configurationMap.getOutputSizes(SurfaceTexture::class.java) //预览尺寸 val exchange = exchangeWidthAndHeight(mDisplayRotation, mCameraSensorOrientation) mSavePicSize = getBestSize( if (exchange) mSavePicSize.height else mSavePicSize.width, if (exchange) mSavePicSize.width else mSavePicSize.height, if (exchange) mSavePicSize.height else mSavePicSize.width, if (exchange) mSavePicSize.width else mSavePicSize.height, savePicSize.toList()) mPreviewSize = getBestSize( if (exchange) mPreviewSize.height else mPreviewSize.width, if (exchange) mPreviewSize.width else mPreviewSize.height, if (exchange) mTextureView.height else mTextureView.width, if (exchange) mTextureView.width else mTextureView.height, previewSize.toList()) mTextureView.surfaceTexture.setDefaultBufferSize(mPreviewSize.width, mPreviewSize.height) log("预览最优尺寸 ：${mPreviewSize.width} * ${mPreviewSize.height}, 比例 ${mPreviewSize.width.toFloat() / mPreviewSize.height}") log("保存图片最优尺寸 ：${mSavePicSize.width} * ${mSavePicSize.height}, 比例 ${mSavePicSize.width.toFloat() / mSavePicSize.height}") //根据预览的尺寸大小调整TextureView的大小，保证画面不被拉伸 val orientation = mActivity.resources.configuration.orientation if (orientation == Configuration.ORIENTATION_LANDSCAPE) mTextureView.setAspectRatio(mPreviewSize.width, mPreviewSize.height) else mTextureView.setAspectRatio(mPreviewSize.height, mPreviewSize.width) mImageReader = ImageReader.newInstance(mPreviewSize.width, mPreviewSize.height, ImageFormat.JPEG, 1) mImageReader?.setOnImageAvailableListener(onImageAvailableListener, mCameraHandler) if (openFaceDetect) initFaceDetect() openCamera() } /** * 根据提供的屏幕方向 [displayRotation] 和相机方向 [sensorOrientation] 返回是否需要交换宽高 */ private fun exchangeWidthAndHeight(displayRotation: Int, sensorOrientation: Int): Boolean { var exchange = false when (displayRotation) { Surface.ROTATION_0, Surface.ROTATION_180 -> if (sensorOrientation == 90 || sensorOrientation == 270) { exchange = true } Surface.ROTATION_90, Surface.ROTATION_270 -> if (sensorOrientation == 0 || sensorOrientation == 180) { exchange = true } else -> log("Display rotation is invalid: $displayRotation") } log("屏幕方向 $displayRotation") log("相机方向 $sensorOrientation") return exchange } /** * * 根据提供的参数值返回与指定宽高相等或最接近的尺寸 * * @param targetWidth 目标宽度 * @param targetHeight 目标高度 * @param maxWidth 最大宽度(即TextureView的宽度) * @param maxHeight 最大高度(即TextureView的高度) * @param sizeList 支持的Size列表 * * @return 返回与指定宽高相等或最接近的尺寸 * */ private fun getBestSize(targetWidth: Int, targetHeight: Int, maxWidth: Int, maxHeight: Int, sizeList: List<Size>): Size { val bigEnough = ArrayList<Size>() //比指定宽高大的Size列表 val notBigEnough = ArrayList<Size>() //比指定宽高小的Size列表 for (size in sizeList) { //宽<=最大宽度 && 高<=最大高度 && 宽高比 == 目标值宽高比 if (size.width <= maxWidth && size.height <= maxHeight && size.width == size.height * targetWidth / targetHeight) { if (size.width >= targetWidth && size.height >= targetHeight) bigEnough.add(size) else notBigEnough.add(size) } log("系统支持的尺寸: ${size.width} * ${size.height} , 比例 ：${size.width.toFloat() / size.height}") } log("最大尺寸 ：$maxWidth * $maxHeight, 比例 ：${targetWidth.toFloat() / targetHeight}") log("目标尺寸 ：$targetWidth * $targetHeight, 比例 ：${targetWidth.toFloat() / targetHeight}") //选择bigEnough中最小的值 或 notBigEnough中最大的值 return when { bigEnough.size > 0 -> Collections.min(bigEnough, CompareSizesByArea()) notBigEnough.size > 0 -> Collections.max(notBigEnough, CompareSizesByArea()) else -> sizeList[0] } } 首先，通过mActivity.getSystemService(Context.CAMERA_SERVICE) as CameraManager 获取到 CameraManager 实例; 通过循环遍历设备中可用的相机，通过 mCameraManager.getCameraCharacteristics(id) 获取到相机的各种信息; mCameraCharacteristics.get(CameraCharacteristics.SENSOR_ORIENTATION) 获取到相机传感器的方向; 通过 configurationMap.getOutputSizes(ImageFormat.JPEG) 和 configurationMap.getOutputSizes(SurfaceTexture::class.java) 获取到相机支持的预览尺寸和保存图片的尺寸; exchangeWidthAndHeight(displayRotation: Int, sensorOrientation: Int)方法的作用是根据屏幕方向和摄像头方向确定是否需要交换宽高; 通过 getBestSize() 方法获取到最优的宽和高。根据传入的 目标宽高值、最大宽高值(即屏幕大小)和 相机支持的尺寸列表，从相机支持的尺寸列表中得到一个最优值; 通过mTextureView.surfaceTexture.setDefaultBufferSize() 方法用来设置TextureView的预览尺寸; 创建一个ImageReader对象，并设置回调函数; 在onImageAvailableListener中处理得到的图像数据; 5、打开相机 /** * 打开相机 */ private fun openCamera() { if (ContextCompat.checkSelfPermission(mActivity, Manifest.permission.CAMERA) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) { mActivity.toast("没有相机权限！") return } mCameraManager.openCamera(mCameraId, object : CameraDevice.StateCallback() { override fun onOpened(camera: CameraDevice) { log("onOpened") mCameraDevice = camera createCaptureSession(camera) } override fun onDisconnected(camera: CameraDevice) { log("onDisconnected") } override fun onError(camera: CameraDevice, error: Int) { log("onError $error") mActivity.toast("打开相机失败！$error") } }, mCameraHandler) } 6、创建预览会话 /** * 创建预览会话 */ private fun createCaptureSession(cameraDevice: CameraDevice) { val captureRequestBuilder = cameraDevice.createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_PREVIEW) val surface = Surface(mTextureView.surfaceTexture) captureRequestBuilder.addTarget(surface) // 将CaptureRequest的构建器与Surface对象绑定在一起 captureRequestBuilder.set(CaptureRequest.CONTROL_AE_MODE, CaptureRequest.CONTROL_AE_MODE_ON_AUTO_FLASH) // 闪光灯 captureRequestBuilder.set(CaptureRequest.CONTROL_AF_MODE, CaptureRequest.CONTROL_AF_MODE_CONTINUOUS_PICTURE) // 自动对焦 // 为相机预览，创建一个CameraCaptureSession对象 cameraDevice.createCaptureSession(arrayListOf(surface, mImageReader?.surface), object : CameraCaptureSession.StateCallback() { override fun onConfigureFailed(session: CameraCaptureSession?) { mActivity.toast("开启预览会话失败！") } override fun onConfigured(session: CameraCaptureSession) { mCameraCaptureSession = session session.setRepeatingRequest(captureRequestBuilder.build(), mCaptureCallBack, mCameraHandler) } }, mCameraHandler) } private val mCaptureCallBack = object : CameraCaptureSession.CaptureCallback() { override fun onCaptureCompleted(session: CameraCaptureSession, request: CaptureRequest?, result: TotalCaptureResult) { super.onCaptureCompleted(session, request, result) canExchangeCamera = true canTakePic = true } override fun onCaptureFailed(session: CameraCaptureSession?, request: CaptureRequest?, failure: CaptureFailure?) { super.onCaptureFailed(session, request, failure) log("onCaptureFailed") mActivity.toast("开启预览失败！") } } 通过cameraDevice.createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_PREVIEW) 创建一个用于预览的Builder对象; 为该Builder对象添加一个Surface对象，并设置各种相关参数; 通过cameraDevice.createCaptureSession创建一个会话，第一个参数中传了一个 surface 和 mImageReader?.surface。这表明了这次会话的图像数据的输出到这两个对象; 当会话创建成功时，通过 session.setRepeatingRequest(captureRequestBuilder.build(), mCaptureCallBack, mCameraHandler) 发起预览请求; 7、拍照、保存 /** * 拍照 */ fun takePic() { if (mCameraDevice == null || !mTextureView.isAvailable || !canTakePic) return mCameraDevice?.apply { val captureRequestBuilder = createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_STILL_CAPTURE) captureRequestBuilder.addTarget(mImageReader?.surface) captureRequestBuilder.set(CaptureRequest.CONTROL_AF_MODE, CaptureRequest.CONTROL_AF_MODE_CONTINUOUS_PICTURE) // 自动对焦 captureRequestBuilder.set(CaptureRequest.CONTROL_AE_MODE, CaptureRequest.CONTROL_AE_MODE_ON_AUTO_FLASH) // 闪光灯 captureRequestBuilder.set(CaptureRequest.JPEG_ORIENTATION, mCameraSensorOrientation) //根据摄像头方向对保存的照片进行旋转，使其为"自然方向" mCameraCaptureSession?.capture(captureRequestBuilder.build(), null, mCameraHandler) ?: mActivity.toast("拍照异常！") } } private val onImageAvailableListener = OnImageAvailableListener { val image = it.acquireNextImage() val byteBuffer = image.planes[0].buffer val byteArray = ByteArray(byteBuffer.remaining()) byteBuffer.get(byteArray) it.close() BitmapUtils.savePic(byteArray, mCameraSensorOrientation == 270, { savedPath, time -> mActivity.runOnUiThread { mActivity.toast("图片保存成功！保存路径：$savedPath 耗时：$time") } }, { msg -> mActivity.runOnUiThread { mActivity.toast("图片保存失败！$msg") } }) } 通过createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_STILL_CAPTURE) 创建一个拍照请求的Builder对象; 然后设置各种参数。注意，captureRequestBuilder.set(CaptureRequest.JPEG_ORIENTATION, mCameraSensorOrientation)用来设置保存照片的旋转方向。如果不设置的话，保存的照片不是"自然方向"; 拍照的结果是在 OnImageAvailableListener 对象中得到的; 通过 acquireNextImage() 方法获取到一个Image对象，然后通过 image.planes[0].buffer 得到 byteBuffer，将这个 byteBuffer 转换成 byteArray ; 这个 byteArray 就是拍照所得到的图像数据。然后就可以把这个 byteArray 保存成图片到手机存储中; 8、 释放相机及线程 fun releaseCamera() { mCameraCaptureSession?.close() mCameraCaptureSession = null mCameraDevice?.close() mCameraDevice = null mImageReader?.close() mImageReader = null canExchangeCamera = false } fun releaseThread() { handlerThread.quitSafely() } 总结 Camera2 API和旧的Camera API区别很大, 刚开始用可能会很不习惯, 但Camera2有很多优势, 提供了非常多的参数供我们控制;Android 5.0对拍照API进行了全新的设计，新增了全新设计的Camera 2 API，这些API不仅大幅提高了Android系统拍照的功能，还能支持RAW照片输出，甚至允许程序调整相机的对焦模式、曝光模式、快门等; 一、Camera2架构介绍 Camera2引用了管道的概念将安卓设备和摄像头之间联通起来，系统向摄像头发送 Capture 请求，而摄像头会返回 CameraMetadata。这一切建立在一个叫作 CameraCaptureSession 的会话中; 架构在核心参与类角色有：CameraManager、CameraDevice、CameraCharacteristics、CameraRequest与CameraRequest.Builder、CameraCaptureSession以及CaptureResult; 1、CameraManager 位于android.hardware.camera2.CameraManager下，也是Android 21(5.0)添加的，和其他系统服务一样通过 Context.getSystemService(CameraManager.class ) 或者Context.getSystemService(Context.CAMERA_SERVICE) 来完成初始化，主要用于管理系统摄像头： 通过getCameraIdList()方法获取Android设备的摄像头列表; getCameraCharacteristics(String cameraId)获取摄像头的详细参数和支持的功能; 2、CameraDevice CameraDevice是Camera2中抽象出来的一个对象，直接与系统硬件摄像头相联系; 即摄像头功能可被分为limit 和full 两个级别，当摄像头处于limited 级别时候，此时Camera2和早期的Camera功能差不多，除此之外在Camera2架构中，CameraDevice还承担其他重要任务： 通过CameraDevice.StateCallback监听摄像头的状态(主要包括onOpened、onClosed、onDisconnected、onErro四种状态); 管理CameraCaptureSession，-通过方法createCaptureSession()方法和createReprocessableCaptureSession()方法创建会话 ，通常会在CameraDevice.StateCallback中调用对应方法创建预览会话; 管理CaptureRequest，主要包括通过createCaptureRequest(int templateType)创建捕获请求，在需要预览、拍照、再次预览的时候都需要通过创建请求来完成; 3、CameraCaptureSession 系统向摄像头发送 Capture 请求，而摄像头会返回 CameraMetadata，这一切都是在由对应的CameraDevice创建的CameraCaptureSession 会话完成，当程序需要预览、拍照、再次预览时，都需要先通过会话; CameraCaptureSession的有很多重要回调： 管理CameraCaptureSession.StateCallback状态回调，用于接收有关CameraCaptureSession状态的更新的回调对象; 管理CameraCaptureSession.CaptureCallback捕获回调，用于接收捕获请求状态的回调，当请求触发捕获已启动时;捕获完成时;在捕获图像时发生错误的情况下;都会触发该回调对应的方法; 通过调用方法capture()提交捕获图像请求即拍照，其中该请求定义了捕获单个图像的所有参数，包括传感器，镜头，闪光灯和后处理参数，每一次请求的结果将产生一个CaptureResult，可以为一个或多个Surface生成新的帧，然后通过CaptureRequest.Builder的addTarget(Surface)方法附着到对应的Surface上显示; 通过调用方法setRepeatingRequest()请求不断重复捕获图像，即实现预览; 通过方法调用stopRepeating()实现停止捕获图像，即停止预览; 4、CameraCharacteristics 描述Cameradevice属性的对象，可以使用CameraManager通过getCameraCharacteristics(String cameraId)进行查询; 5、CameraRequest和CameraRequest.Builder CameraRequest代表了一次捕获请求，而CameraRequest.Builder用于描述捕获图片的各种参数设置，包含捕获硬件(传感器，镜头，闪存)，对焦模式、曝光模式，处理流水线，控制算法和输出缓冲区的配置，然后传递到对应的会话中进行设置，CameraRequest.Builder则负责生成CameraRequest对象。当程序调用setRepeatingRequest()方法进行预览时，或调用capture()方法进行拍照时，都需要传入CameraRequest参数。CameraRequest可以通过CameraRequest.Builder来进行初始化，通过调用createCaptureRequest来获得; 6、CaptureResult CaptureRequest描述是从图像传感器捕获单个图像的结果的子集的对象，当CaptureRequest被处理之后由CameraDevice生成; 7、Camera2 主要角色之间的联系 CameraManager处于顶层管理位置负责检测获取所有摄像头及其特性和传入指定的CameraDevice.StateCallback回调打开指定摄像头，CameraDevice是负责管理抽象对象，包括监听Camera 的状态回调CameraDevice.StateCallback、创建CameraCaptureSession和CameraRequest; 二、Camera2 相机开发流程详解 1、申请权限 <uses-permission android:name="android.permission.CAMERA" /> <uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" /> 2、在xml布局文件中定义一个TextureView <TextureView android:id="@+id/textureView" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" /> 3、创建一个CameraHelper类，并给TextureView对象添加回调函数 class Camera2Helper(val mActivity: Activity, private val mTextureView: TextureView) { companion object { const val PREVIEW_WIDTH = 720 //预览的宽度 const val PREVIEW_HEIGHT = 1280 //预览的高度 const val SAVE_WIDTH = 720 //保存图片的宽度 const val SAVE_HEIGHT = 1280 //保存图片的高度 } private lateinit var mCameraManager: CameraManager private var mImageReader: ImageReader? = null private var mCameraDevice: CameraDevice? = null private var mCameraCaptureSession: CameraCaptureSession? = null private var mCameraId = "0" private lateinit var mCameraCharacteristics: CameraCharacteristics private var mCameraSensorOrientation = 0 //摄像头方向 private var mCameraFacing = CameraCharacteristics.LENS_FACING_BACK //默认使用后置摄像头 private val mDisplayRotation = mActivity.windowManager.defaultDisplay.rotation //手机方向 private var canTakePic = true //是否可以拍照 private var canExchangeCamera = false //是否可以切换摄像头 private var mCameraHandler: Handler private val handlerThread = HandlerThread("CameraThread") private var mPreviewSize = Size(PREVIEW_WIDTH, PREVIEW_HEIGHT) //预览大小 private var mSavePicSize = Size(SAVE_WIDTH, SAVE_HEIGHT) //保存图片大小 init { handlerThread.start() mCameraHandler = Handler(handlerThread.looper) mTextureView.surfaceTextureListener = object : TextureView.SurfaceTextureListener { override fun onSurfaceTextureSizeChanged(surface: SurfaceTexture?, width: Int, height: Int) { } override fun onSurfaceTextureUpdated(surface: SurfaceTexture?) { } override fun onSurfaceTextureDestroyed(surface: SurfaceTexture?): Boolean { releaseCamera() return true } override fun onSurfaceTextureAvailable(surface: SurfaceTexture?, width: Int, height: Int) { initCameraInfo() } } } } 打开相机和创建会话等都是耗时操作，所以我们启动一个HandlerThread在子线程中来处理; 有两个关于尺寸的变量，一个是预览尺寸(在屏幕上显示)，一个是保存图片的尺寸(保存到sd卡中图片的尺寸); 有两个方向，一个是手机方向(如果是竖屏应用的话此方向为0)，另一个是摄像头方向(一般来说，前置摄像头方向为270，后置摄像头方向为90); 4、初始化相关参数 /** * 初始化 */ private fun initCameraInfo() { mCameraManager = mActivity.getSystemService(Context.CAMERA_SERVICE) as CameraManager val cameraIdList = mCameraManager.cameraIdList if (cameraIdList.isEmpty()) { mActivity.toast("没有可用相机") return } for (id in cameraIdList) { val cameraCharacteristics = mCameraManager.getCameraCharacteristics(id) val facing = cameraCharacteristics.get(CameraCharacteristics.LENS_FACING) if (facing == mCameraFacing) { mCameraId = id mCameraCharacteristics = cameraCharacteristics } log("设备中的摄像头 $id") } val supportLevel = mCameraCharacteristics.get(CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL) if (supportLevel == CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_LEGACY) { mActivity.toast("相机硬件不支持新特性") } //获取摄像头方向 mCameraSensorOrientation = mCameraCharacteristics.get(CameraCharacteristics.SENSOR_ORIENTATION) //获取StreamConfigurationMap，它是管理摄像头支持的所有输出格式和尺寸 val configurationMap = mCameraCharacteristics.get(CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP) val savePicSize = configurationMap.getOutputSizes(ImageFormat.JPEG) //保存照片尺寸 val previewSize = configurationMap.getOutputSizes(SurfaceTexture::class.java) //预览尺寸 val exchange = exchangeWidthAndHeight(mDisplayRotation, mCameraSensorOrientation) mSavePicSize = getBestSize( if (exchange) mSavePicSize.height else mSavePicSize.width, if (exchange) mSavePicSize.width else mSavePicSize.height, if (exchange) mSavePicSize.height else mSavePicSize.width, if (exchange) mSavePicSize.width else mSavePicSize.height, savePicSize.toList()) mPreviewSize = getBestSize( if (exchange) mPreviewSize.height else mPreviewSize.width, if (exchange) mPreviewSize.width else mPreviewSize.height, if (exchange) mTextureView.height else mTextureView.width, if (exchange) mTextureView.width else mTextureView.height, previewSize.toList()) mTextureView.surfaceTexture.setDefaultBufferSize(mPreviewSize.width, mPreviewSize.height) log("预览最优尺寸 ：${mPreviewSize.width} * ${mPreviewSize.height}, 比例 ${mPreviewSize.width.toFloat() / mPreviewSize.height}") log("保存图片最优尺寸 ：${mSavePicSize.width} * ${mSavePicSize.height}, 比例 ${mSavePicSize.width.toFloat() / mSavePicSize.height}") //根据预览的尺寸大小调整TextureView的大小，保证画面不被拉伸 val orientation = mActivity.resources.configuration.orientation if (orientation == Configuration.ORIENTATION_LANDSCAPE) mTextureView.setAspectRatio(mPreviewSize.width, mPreviewSize.height) else mTextureView.setAspectRatio(mPreviewSize.height, mPreviewSize.width) mImageReader = ImageReader.newInstance(mPreviewSize.width, mPreviewSize.height, ImageFormat.JPEG, 1) mImageReader?.setOnImageAvailableListener(onImageAvailableListener, mCameraHandler) if (openFaceDetect) initFaceDetect() openCamera() } /** * 根据提供的屏幕方向 [displayRotation] 和相机方向 [sensorOrientation] 返回是否需要交换宽高 */ private fun exchangeWidthAndHeight(displayRotation: Int, sensorOrientation: Int): Boolean { var exchange = false when (displayRotation) { Surface.ROTATION_0, Surface.ROTATION_180 -> if (sensorOrientation == 90 || sensorOrientation == 270) { exchange = true } Surface.ROTATION_90, Surface.ROTATION_270 -> if (sensorOrientation == 0 || sensorOrientation == 180) { exchange = true } else -> log("Display rotation is invalid: $displayRotation") } log("屏幕方向 $displayRotation") log("相机方向 $sensorOrientation") return exchange } /** * * 根据提供的参数值返回与指定宽高相等或最接近的尺寸 * * @param targetWidth 目标宽度 * @param targetHeight 目标高度 * @param maxWidth 最大宽度(即TextureView的宽度) * @param maxHeight 最大高度(即TextureView的高度) * @param sizeList 支持的Size列表 * * @return 返回与指定宽高相等或最接近的尺寸 * */ private fun getBestSize(targetWidth: Int, targetHeight: Int, maxWidth: Int, maxHeight: Int, sizeList: List<Size>): Size { val bigEnough = ArrayList<Size>() //比指定宽高大的Size列表 val notBigEnough = ArrayList<Size>() //比指定宽高小的Size列表 for (size in sizeList) { //宽<=最大宽度 && 高<=最大高度 && 宽高比 == 目标值宽高比 if (size.width <= maxWidth && size.height <= maxHeight && size.width == size.height * targetWidth / targetHeight) { if (size.width >= targetWidth && size.height >= targetHeight) bigEnough.add(size) else notBigEnough.add(size) } log("系统支持的尺寸: ${size.width} * ${size.height} , 比例 ：${size.width.toFloat() / size.height}") } log("最大尺寸 ：$maxWidth * $maxHeight, 比例 ：${targetWidth.toFloat() / targetHeight}") log("目标尺寸 ：$targetWidth * $targetHeight, 比例 ：${targetWidth.toFloat() / targetHeight}") //选择bigEnough中最小的值 或 notBigEnough中最大的值 return when { bigEnough.size > 0 -> Collections.min(bigEnough, CompareSizesByArea()) notBigEnough.size > 0 -> Collections.max(notBigEnough, CompareSizesByArea()) else -> sizeList[0] } } 首先，通过mActivity.getSystemService(Context.CAMERA_SERVICE) as CameraManager 获取到 CameraManager 实例; 通过循环遍历设备中可用的相机，通过 mCameraManager.getCameraCharacteristics(id) 获取到相机的各种信息; mCameraCharacteristics.get(CameraCharacteristics.SENSOR_ORIENTATION) 获取到相机传感器的方向; 通过 configurationMap.getOutputSizes(ImageFormat.JPEG) 和 configurationMap.getOutputSizes(SurfaceTexture::class.java) 获取到相机支持的预览尺寸和保存图片的尺寸; exchangeWidthAndHeight(displayRotation: Int, sensorOrientation: Int)方法的作用是根据屏幕方向和摄像头方向确定是否需要交换宽高; 通过 getBestSize() 方法获取到最优的宽和高。根据传入的 目标宽高值、最大宽高值(即屏幕大小)和 相机支持的尺寸列表，从相机支持的尺寸列表中得到一个最优值; 通过mTextureView.surfaceTexture.setDefaultBufferSize() 方法用来设置TextureView的预览尺寸; 创建一个ImageReader对象，并设置回调函数; 在onImageAvailableListener中处理得到的图像数据; 5、打开相机 /** * 打开相机 */ private fun openCamera() { if (ContextCompat.checkSelfPermission(mActivity, Manifest.permission.CAMERA) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) { mActivity.toast("没有相机权限！") return } mCameraManager.openCamera(mCameraId, object : CameraDevice.StateCallback() { override fun onOpened(camera: CameraDevice) { log("onOpened") mCameraDevice = camera createCaptureSession(camera) } override fun onDisconnected(camera: CameraDevice) { log("onDisconnected") } override fun onError(camera: CameraDevice, error: Int) { log("onError $error") mActivity.toast("打开相机失败！$error") } }, mCameraHandler) } 6、创建预览会话 /** * 创建预览会话 */ private fun createCaptureSession(cameraDevice: CameraDevice) { val captureRequestBuilder = cameraDevice.createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_PREVIEW) val surface = Surface(mTextureView.surfaceTexture) captureRequestBuilder.addTarget(surface) // 将CaptureRequest的构建器与Surface对象绑定在一起 captureRequestBuilder.set(CaptureRequest.CONTROL_AE_MODE, CaptureRequest.CONTROL_AE_MODE_ON_AUTO_FLASH) // 闪光灯 captureRequestBuilder.set(CaptureRequest.CONTROL_AF_MODE, CaptureRequest.CONTROL_AF_MODE_CONTINUOUS_PICTURE) // 自动对焦 // 为相机预览，创建一个CameraCaptureSession对象 cameraDevice.createCaptureSession(arrayListOf(surface, mImageReader?.surface), object : CameraCaptureSession.StateCallback() { override fun onConfigureFailed(session: CameraCaptureSession?) { mActivity.toast("开启预览会话失败！") } override fun onConfigured(session: CameraCaptureSession) { mCameraCaptureSession = session session.setRepeatingRequest(captureRequestBuilder.build(), mCaptureCallBack, mCameraHandler) } }, mCameraHandler) } private val mCaptureCallBack = object : CameraCaptureSession.CaptureCallback() { override fun onCaptureCompleted(session: CameraCaptureSession, request: CaptureRequest?, result: TotalCaptureResult) { super.onCaptureCompleted(session, request, result) canExchangeCamera = true canTakePic = true } override fun onCaptureFailed(session: CameraCaptureSession?, request: CaptureRequest?, failure: CaptureFailure?) { super.onCaptureFailed(session, request, failure) log("onCaptureFailed") mActivity.toast("开启预览失败！") } } 通过cameraDevice.createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_PREVIEW) 创建一个用于预览的Builder对象; 为该Builder对象添加一个Surface对象，并设置各种相关参数; 通过cameraDevice.createCaptureSession创建一个会话，第一个参数中传了一个 surface 和 mImageReader?.surface。这表明了这次会话的图像数据的输出到这两个对象; 当会话创建成功时，通过 session.setRepeatingRequest(captureRequestBuilder.build(), mCaptureCallBack, mCameraHandler) 发起预览请求; 7、拍照、保存 /** * 拍照 */ fun takePic() { if (mCameraDevice == null || !mTextureView.isAvailable || !canTakePic) return mCameraDevice?.apply { val captureRequestBuilder = createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_STILL_CAPTURE) captureRequestBuilder.addTarget(mImageReader?.surface) captureRequestBuilder.set(CaptureRequest.CONTROL_AF_MODE, CaptureRequest.CONTROL_AF_MODE_CONTINUOUS_PICTURE) // 自动对焦 captureRequestBuilder.set(CaptureRequest.CONTROL_AE_MODE, CaptureRequest.CONTROL_AE_MODE_ON_AUTO_FLASH) // 闪光灯 captureRequestBuilder.set(CaptureRequest.JPEG_ORIENTATION, mCameraSensorOrientation) //根据摄像头方向对保存的照片进行旋转，使其为"自然方向" mCameraCaptureSession?.capture(captureRequestBuilder.build(), null, mCameraHandler) ?: mActivity.toast("拍照异常！") } } private val onImageAvailableListener = OnImageAvailableListener { val image = it.acquireNextImage() val byteBuffer = image.planes[0].buffer val byteArray = ByteArray(byteBuffer.remaining()) byteBuffer.get(byteArray) it.close() BitmapUtils.savePic(byteArray, mCameraSensorOrientation == 270, { savedPath, time -> mActivity.runOnUiThread { mActivity.toast("图片保存成功！保存路径：$savedPath 耗时：$time") } }, { msg -> mActivity.runOnUiThread { mActivity.toast("图片保存失败！$msg") } }) } 通过createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_STILL_CAPTURE) 创建一个拍照请求的Builder对象; 然后设置各种参数。注意，captureRequestBuilder.set(CaptureRequest.JPEG_ORIENTATION, mCameraSensorOrientation)用来设置保存照片的旋转方向。如果不设置的话，保存的照片不是"自然方向"; 拍照的结果是在 OnImageAvailableListener 对象中得到的; 通过 acquireNextImage() 方法获取到一个Image对象，然后通过 image.planes[0].buffer 得到 byteBuffer，将这个 byteBuffer 转换成 byteArray ; 这个 byteArray 就是拍照所得到的图像数据。然后就可以把这个 byteArray 保存成图片到手机存储中; 8、 释放相机及线程 fun releaseCamera() { mCameraCaptureSession?.close() mCameraCaptureSession = null mCameraDevice?.close() mCameraDevice = null mImageReader?.close() mImageReader = null canExchangeCamera = false } fun releaseThread() { handlerThread.quitSafely() } 总结 Camera2 API和旧的Camera API区别很大, 刚开始用可能会很不习惯, 但Camera2有很多优势, 提供了非常多的参数供我们控制。 （编辑：52刷机网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |