Android控制相機(jī)的硬件

編寫(xiě):kesenhoo@2016/11/30 - http://developer.android.com/training/camera/cameradirect.html

在這一節(jié)課，我們會(huì)討論如何通過(guò)使用Android框架所提供的API來(lái)直接控制相機(jī)硬件，實(shí)現(xiàn)自定義相機(jī)模塊。

直接控制相機(jī)，相比起請(qǐng)求已經(jīng)存在的相機(jī)應(yīng)用進(jìn)行拍照或錄制視頻，要復(fù)雜一些。這節(jié)課將會(huì)講解如何創(chuàng)建一個(gè)專(zhuān)業(yè)的相機(jī)應(yīng)用并將其整合到我們自己的應(yīng)用界面中去。

打開(kāi)相機(jī)對(duì)象

獲取一個(gè) Camera 實(shí)例是直接控制相機(jī)的第一步。正如Android自帶的Camera程序一樣，推薦的方式是在Activity的onCreate()方法里面另起一個(gè)線程，在這個(gè)單獨(dú)的線程里面對(duì)Camera進(jìn)行操作。在單獨(dú)的線程里面訪問(wèn)Camera實(shí)例可以避免操作Camera實(shí)例的時(shí)間較長(zhǎng)而導(dǎo)致UI線程被阻塞。更基礎(chǔ)的實(shí)現(xiàn)方式是，編寫(xiě)一個(gè)打開(kāi)Camera的方法，這個(gè)方法可以在onResume()方法里面去調(diào)用執(zhí)行，單獨(dú)的方法使得代碼更容易重用，也便于保持控制流程更加簡(jiǎn)單。

如果我們?cè)趫?zhí)行Camera.open()方法的時(shí)候Camera正在被另外一個(gè)應(yīng)用使用，那么函數(shù)會(huì)拋出一個(gè)Exception，我們可以利用try語(yǔ)句塊進(jìn)行捕獲：

private boolean safeCameraOpen(int id) {
    boolean qOpened = false;

    try {
        releaseCameraAndPreview();
        mCamera = Camera.open(id);
        qOpened = (mCamera != null);
    } catch (Exception e) {
        Log.e(getString(R.string.app_name), "failed to open Camera");
        e.printStackTrace();
    }

    return qOpened;    
}

private void releaseCameraAndPreview() {
    mPreview.setCamera(null);
    if (mCamera != null) {
        mCamera.release();
        mCamera = null;
    }
}

自從API level 9開(kāi)始，相機(jī)框架可以支持多個(gè)攝像頭的打開(kāi)操作。如果使用舊的API，在調(diào)用open()時(shí)不傳入?yún)?shù)指定打開(kāi)哪個(gè)攝像頭，默認(rèn)情況下會(huì)使用后置攝像頭。

創(chuàng)建相機(jī)預(yù)覽界面

拍照通常需要向用戶(hù)提供一個(gè)預(yù)覽界面來(lái)顯示待拍攝的畫(huà)面內(nèi)容。我們可以使用SurfaceView來(lái)呈現(xiàn)相機(jī)采集到的圖像畫(huà)面。

Preview預(yù)覽組件

我們需要使用preview class來(lái)顯示預(yù)覽界面。這個(gè)類(lèi)需要實(shí)現(xiàn)android.view.SurfaceHolder.Callback接口，它會(huì)用這個(gè)接口把相機(jī)硬件獲取到的圖像數(shù)據(jù)傳遞給應(yīng)用程序。

class Preview extends ViewGroup implements SurfaceHolder.Callback {

    SurfaceView mSurfaceView;
    SurfaceHolder mHolder;

    Preview(Context context) {
        super(context);

        mSurfaceView = new SurfaceView(context);
        addView(mSurfaceView);

        // Install a SurfaceHolder.Callback so we get notified when the
        // underlying surface is created and destroyed.
        mHolder = mSurfaceView.getHolder();
        mHolder.addCallback(this);
        mHolder.setType(SurfaceHolder.SURFACE_TYPE_PUSH_BUFFERS);
    }
...
}

為了能夠呈現(xiàn)相機(jī)圖像畫(huà)面，Preview類(lèi)必須先獲取Camera實(shí)例。

設(shè)置和啟動(dòng)Preview

一個(gè)Camera實(shí)例與它相關(guān)的Preview必須按照特定的順序來(lái)創(chuàng)建，通常來(lái)說(shuō)Camera對(duì)象優(yōu)先被創(chuàng)建。在下面的示例中，初始化Camera的動(dòng)作被封裝了起來(lái)，這樣，無(wú)論用戶(hù)想對(duì)Camera做什么樣的改變，Camera.startPreview()都會(huì)被setCamera()調(diào)用。另外，Preview對(duì)象必須在surfaceChanged()這一回調(diào)方法里面重新啟用（restart）。

public void setCamera(Camera camera) {
    if (mCamera == camera) { return; }

    stopPreviewAndFreeCamera();

    mCamera = camera;

    if (mCamera != null) {
        List<Size> localSizes = mCamera.getParameters().getSupportedPreviewSizes();
        mSupportedPreviewSizes = localSizes;
        requestLayout();

        try {
            mCamera.setPreviewDisplay(mHolder);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // Important: Call startPreview() to start updating the preview
        // surface. Preview must be started before you can take a picture.
        mCamera.startPreview();
    }
}

修改相機(jī)設(shè)置

相機(jī)參數(shù)的修改可以改變拍照的成像效果，例如縮放大小，曝光補(bǔ)償值等等。下面的例子僅僅演示了如何改變預(yù)覽大小，更多設(shè)置請(qǐng)參考相機(jī)應(yīng)用的源代碼。

public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int w, int h) {
    // Now that the size is known, set up the camera parameters and begin
    // the preview.
    Camera.Parameters parameters = mCamera.getParameters();
    parameters.setPreviewSize(mPreviewSize.width, mPreviewSize.height);
    requestLayout();
    mCamera.setParameters(parameters);

    // Important: Call startPreview() to start updating the preview surface.
    // Preview must be started before you can take a picture.
    mCamera.startPreview();
}

設(shè)置預(yù)覽方向

大多數(shù)相機(jī)程序會(huì)鎖定預(yù)覽方向?yàn)闄M屏狀態(tài)，因?yàn)樵摲较蚴窍鄼C(jī)傳感器的自然放置方向。當(dāng)然這一設(shè)定并不妨礙我們?nèi)ヅ呢Q屏的照片，這個(gè)時(shí)候設(shè)備的方向角度信息會(huì)被記錄在EXIF文件頭中。setCameraDisplayOrientation()方法可以讓你在不影響照片拍攝過(guò)程的情況下，改變預(yù)覽的方向。然而，對(duì)于Android API level 14及更舊版本的系統(tǒng)，在改變方向之前，我們必須先停止相機(jī)預(yù)覽，設(shè)置方向之后，然后再重啟預(yù)覽。

拍攝照片

一旦預(yù)覽啟動(dòng)成功之后，可以使用Camera.takePicture()方法拍攝照片。我們可以創(chuàng)建Camera.PictureCallback與Camera.ShutterCallback對(duì)象并將他們傳遞到Camera.takePicture()中。

如果我們想要獲取每一幀的相機(jī)畫(huà)面，可以創(chuàng)建一個(gè)Camera.PreviewCallback并實(shí)現(xiàn)onPreviewFrame()回調(diào)。我們可以取景畫(huà)面幀進(jìn)行保存，也可以延遲調(diào)用takePicture()來(lái)進(jìn)行拍照。

重啟Preview

在拍攝好圖片后，我們必須在用戶(hù)拍下一張圖片之前重啟預(yù)覽。下面的示例是根據(jù)快門(mén)按鈕的不同狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)重啟預(yù)覽。

@Override
public void onClick(View v) {
    switch(mPreviewState) {
    case K_STATE_FROZEN:
        mCamera.startPreview();
        mPreviewState = K_STATE_PREVIEW;
        break;

    default:
        mCamera.takePicture( null, rawCallback, null);
        mPreviewState = K_STATE_BUSY;
    } // switch
    shutterBtnConfig();
}

停止預(yù)覽并釋放相機(jī)

當(dāng)應(yīng)用使用完相機(jī)之后，我們有必要進(jìn)行清理釋放資源的操作。尤其是，我們必須釋放Camera對(duì)象，不然的話可能會(huì)引起其他應(yīng)用程序使用Camera實(shí)例的時(shí)候發(fā)生崩潰，包括我們自己應(yīng)用也同樣會(huì)遇到這個(gè)問(wèn)題。

那么何時(shí)應(yīng)該停止預(yù)覽并釋放相機(jī)呢？在預(yù)覽Surface組件被銷(xiāo)毀之后，可以做停止預(yù)覽與釋放相機(jī)的操作。如下面Preview類(lèi)中的方法所做的那樣：

public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {
    // Surface will be destroyed when we return, so stop the preview.
    if (mCamera != null) {
        // Call stopPreview() to stop updating the preview surface.
        mCamera.stopPreview();
    }
}

/**
 * When this function returns, mCamera will be null.
 */
private void stopPreviewAndFreeCamera() {

    if (mCamera != null) {
        // Call stopPreview() to stop updating the preview surface.
        mCamera.stopPreview();

        // Important: Call release() to release the camera for use by other
        // applications. Applications should release the camera immediately
        // during onPause() and re-open() it during onResume()).
        mCamera.release();

        mCamera = null;
    }
}

在這節(jié)課的前部分中，這一些系列的動(dòng)作也是setCamera()方法的一部分，因此初始化一個(gè)相機(jī)的動(dòng)作，總是從停止預(yù)覽開(kāi)始的。