视频捕获: 基于Camera 2实现的Android平台

　　前言

　　本文简要介绍了如何使用Camera2相关API在移动Android系统下进行视频捕获.

　　Camera2是Google添加到Android 5.0中的全新API，以代替Camera1来操作相机.

　　按照惯例，源代码AndroidVideo是第一位.

　　Camera2调用相机捕获视频的核心实现是在Camera2Capture.java中.

　　权限配置

　　要使用Android平台提供的*敏*感*词*，必须首先在配置文件中添加以下权限配置:

　　获取相机信息

　　打开相机管理器

　　CameraManager是用于检测，连接和描述相机设备的系统服务. 您可以通过调用Context.getSystemService（java.lang.String）方法获取CameraManager的实例:

　　CameraManager mManager = (CameraManager) context.getSystemService(Context.CAMERA_SERVICE);

　　获取相机列表信息

　　通过调用CameraManager.getCameraIdList（）方法，可以获得摄像机ID的列表:

　　String[] cameraIds = mCameraManager.getCameraIdList();

for (String id : cameraIds) {

//TODO

}

　　可以通过相应的ID从CameraManager获取相应摄像机的属性集CameraCharacteristics.

　　在CameraCharacteristics中，您可以获得诸如前后条件，支持的输出尺寸，支持的输出格式等信息.

　　for (String id : cameraIds) {

//传入*敏*感*词*id，获取对应*敏*感*词*的参数集

CameraCharacteristics characteristics = mManager.getCameraCharacteristics(id);

//获取*敏*感*词*的支持等级

Integer level = characteristics.get(CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL);

//如果是LEGACY等级，不建议使用该*敏*感*词*

if (level == CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_LEGACY)

{

continue;

}

//获取*敏*感*词*的朝向

Integer facing = characteristics.get(CameraCharacteristics.LENS_FACING);

//筛选出前置*敏*感*词*

if (facing != CameraCharacteristics.LENS_FACING_FRONT) {

continue;

}

//StreamConfigurationMap包含了该*敏*感*词*支持的size、format等信息

StreamConfigurationMap map = mCameraCharacteristics.get(CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP);

//获取输出格式为YUV_420_888时兼容的size

Size[] size = map.getOutputSizes(ImageFormat.YUV_420_888);

//获取输出View为SurfaceView时兼容的size

//Size[] size = map.getOutputSizes(SurfaceHolder.class);

//TODO 其他的参数，例如输出格式、输出帧率上下限等

}

　　PS: 对于Camera2采集系统，每个摄像机都有一个支持级别:

　　PS: 通常，如果摄像机级别为LEVEL_3和LEVEL_FULL，建议使用Camera2进行采集，否则建议使用具有更好兼容性的Camera1进行视频采集.

　　打开相机

　　通过摄像机信息，我们可以找到所需的CameraId，然后使用该ID来获取我们的摄像机设备CameraDevice.

　　函数原型是public void openCamera（String cameraId，final CameraDevice.StateCallback回调，Handler handler），

　　cameraId是需要打开的摄像机的ID. 为了监视摄像机的情况，您需要传递一个回调，这是第二个参数CameraDevice.StateCallback. 当然，如果我们不希望打开操作占用UI线程时间，

　　我们可以使用Looper构造HandlerThread子线程，然后传入Handler.

　　//打开*敏*感*词*，正常打开会回调到CameraDeviceStateCallback的onOpened方法

mManager.openCamera(mCameraId, new CameraDevice.StateCallback() {

@Override

public void onOpened(@NonNull CameraDevice camera) {

//*敏*感*词*成功连接

//camera也就是我们需要获取的*敏*感*词*设备

mCameraDevice = camera;

}

@Override

public void onDisconnected(@NonNull CameraDevice camera) {

//*敏*感*词*断开连接

}

@Override

public void onError(@NonNull CameraDevice camera, int error) {

//打开错误

}

}, mHandler);

　　创建一个采集会话

　　成功打开相机并获取相应的CameraDevice之后，我们需要创建一个采集会话以提供程序与相机之间的通信.

　　函数原型是公共抽象void createCaptureSession（列表输出，CameraCaptureSession.StateCallback回调，Handler处理程序）引发CameraAccessException.

　　传入的第一个参数是需要采集的Surface. 为了监视会话的创建，我们需要传递CameraCaptureSession.StateCallback回调. 当然，第三个参数是允许在相应的Handler所在的线程中执行操作.

　　//获取一个采集Session会话，正常流程回回调到CameraCaptureSessionStateCallback的onConfigured方法

mCameraDevice.createCaptureSession(Arrays.asList(mSurfaceView.getHolder().getSurface()), new CameraCaptureSession.StateCallback() {

@Override

public void onConfigured(@NonNull CameraCaptureSession session) {

//会话创建成功

//mCameraCaptureSession也就是新创建的会话

mCameraCaptureSession = session;

}

@Override

public void onConfigureFailed(@NonNull CameraCaptureSession session) {

//会话创建失败

}

}, mHandler);

　　PS: 对于某些业务需求，有必要提高捕获帧速率（120fps及以上）. 这个createConstrainedHighSpeedCaptureSession（）会话可以很好地支持此功能.

　　发送采集请求

　　当您需要开始采集时，需要构造一个采集请求，然后将该请求发送到采集会话.

　　//创建一个基于录制的请求

mRequest = mDevice.createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_RECORD);

//将需要的目标Surface加入Target列表

mRequest.addTarget(surface);

//重复发送这个请求，进行持续的采集

mCameraCaptureSession.setRepeatingRequest(mRequest.build(), NULL, mHandler);

　　原创数据回调

　　在获取Camera1时，通常通过设置setPreviewCallbackWithBuffer（）和addCallbackBuffer（）来获取采集的原创数据，那么该功能如何在Camera2中实现？

　　我们可以使用ImageReader类:

　　//ImageReader是一个数据回调模块，类似于Camera1的setPreviewCallbackWithBuffer

mReader = ImageReader.newInstance(mConfig.mWidth, mConfig.mHeight, mConfig.mFormat, 2);

mReader.setOnImageAvailableListener(new ImageReader.OnImageAvailableListener() {

@Override

public void onImageAvailable(ImageReader reader) {

Image image = reader.acquireNextImage();

//数据处理

image.close();

}

}, mHandler);

　　我们需要在createCaptureSession（）的第一个参数中传递ImageReader的Surface:

　　//通过ImageReader.getSurface()获取一个Surface并将其传给Session中

mCameraDevice.createCaptureSession(Arrays.asList(mReader.getSurface())//....);

　　然后将这个目标添加到CaptureRequest中:

　　//当然，构造请求时，需要将该Surface同时加入到Request的Target列表中

mRequest.addTarget(mReader.getSurface());

　　参考资料

　　对于Camera2相关的项目，我们通常可以参考以下项目:

　　googlesamples / android-Camera2Basic

　　google / cameraview

　　结论

　　本文简要介绍了基于Camera2 API的Android平台的相机采集功能.

　　尽管Camera2是Google推荐的当前采集框架，但是由于制造商的兼容性问题，Camera2的API功能相对不稳定；

　　因此，作者仍然建议开发以Camera1作为主要集合，而Camera2作为辅助集合的体系结构.