深入理解Camera 三 (相機應(yīng)用層)

和你一起終身學(xué)習(xí)，這里是程序員Android

經(jīng)典好文推薦，通過閱讀本文，您將收獲以下知識點:

一、概覽
二、Camera Api v2
三、Camera Framework
四、Camera App Demo

相機應(yīng)用層

一、概覽

相機應(yīng)用處于整個框架的上層，在現(xiàn)實生活中，為了滿足各式各樣的應(yīng)用場景，會加入很多業(yè)務(wù)處理邏輯，但是一旦當(dāng)我們撥開繁雜的業(yè)務(wù)邏輯，便會發(fā)現(xiàn)其核心部分依然是通過調(diào)用谷歌制訂的一系列Camera Api接口來完成的，而所有的相機行為都包含在該接口中。

起初，相機系統(tǒng)采用的是Camera Api v1接口，它通過一個Camera 類以及該類中的幾個標(biāo)準(zhǔn)方法來實現(xiàn)整個相機系統(tǒng)的預(yù)覽、拍照以及錄像功能，控制邏輯比較簡單，同時也比較容易理解，但也正是這種簡單，導(dǎo)致了它無法逐幀控制底層硬件，無法通過元數(shù)據(jù)進行修改進而增強幀的表達能力，再加之應(yīng)用場景的多樣化趨勢，該接口在新功能的實現(xiàn)上顯得些許力不從心。面對該接口難以進一步擴展相機功能這一局面，谷歌在Andorid 5.0(API Level 21)便重新對Camera進行了設(shè)計，摒棄了Camera Api v1的設(shè)計邏輯，提出了一個全新的API – camera2，引入了Session以及Request概念，將控制邏輯統(tǒng)一成一個視圖，因此在使用上更加復(fù)雜，同時也支持了更多特性，比如逐幀控制曝光、感光度以及支持Raw格式的輸出等。并且由于對控制邏輯的高度抽象化，使得該接口具有很高的靈活性，可以通過簡單的操作實現(xiàn)30fps的全高清連拍的功能，總得來說，該接口極大地提高了對于相機框架的控制能力，同時也進一步大幅度提升了其整體性能。

谷歌提出Camera Api v2接口的同時，將其具體實現(xiàn)放入了Camera Framework中來完成，F(xiàn)ramework內(nèi)部負(fù)責(zé)解析來自App的請求，并且通過AIDL跨進程接口下發(fā)到Camera Service中進行處理，并且等待結(jié)果的回傳。接下來我們首先以Camera Api v2接口為主簡單講解下其邏輯含義，然后詳細(xì)梳理下Camera Framework對于它的實現(xiàn)，最后以一個簡單App Demo為例，來介紹下如何使用該接口來控制整個相機體系。

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二、Camera Api v2

在介紹Camera Api v2之前，首先我們來回顧下Api v1接口的基本邏輯，該接口主要通過一個Camera.java類來定義了所有的控制行為，通過定義諸如open、startPreview、takePicture、AutoFocus等標(biāo)準(zhǔn)的接口來實現(xiàn)打開設(shè)備、預(yù)覽、拍照以及對焦操作的功能，同時通過定義Camera.Parameters來實現(xiàn)了參數(shù)的讀取與設(shè)置，其中包括了幀率、圖片格式的控制，另外，通過定義了Camera.CameraInfo來實現(xiàn)了圖像元數(shù)據(jù)的獲取。而為了更加細(xì)致化地控制相機系統(tǒng)的Camera Api v2接口，相對于Api v1接口而言，復(fù)雜了許多，通過不同的接口類以及接口方法定義了復(fù)雜的相機系統(tǒng)行為，接下來我們來逐一進行介紹：

CameraManager
谷歌將CameraManager定義為一個系統(tǒng)服務(wù)，通過Context.getSystemService來獲取，主要用于檢測以及打開系統(tǒng)相機，其中打開操作通過openCamera方法來完成。除此之外，還定義了getCameraCharacteristics方法來獲取當(dāng)前Camera 設(shè)備支持的屬性信息，而該屬性信息通過CameraCharacteristics來表示，其中包括了圖像數(shù)據(jù)的大小以及幀率等信息。

CameraDevice
代表了一個被打開的系統(tǒng)相機，類似于Camera Api v1中的Camera類，用于創(chuàng)建CameraCaptureSession以及對于最后相機資源的釋放。

CameraDevice.StateCallback
該類定義了一系列的回調(diào)方法，其實現(xiàn)交由App來完成，主要用于返回創(chuàng)建Camera設(shè)備的結(jié)果，一旦創(chuàng)建成功相機框架會通過回調(diào)其onOpened方法將CameraDevice實例給到App，如果失敗，則調(diào)用onError返回錯誤信息。

CameraCaptureSession
該類代表了一個具體的相機會話，建立了與Camera設(shè)備的通道，而之后對于Camera 設(shè)備的控制都是通過該通道來完成的。當(dāng)需要進行預(yù)覽或者拍照時，首先通過該類創(chuàng)建一個Session，并且調(diào)用其startRepeatingRequest方法開啟預(yù)覽流程，或者調(diào)用capture方法開始一次拍照動作。

CameraCaptureSession.StateCallback
該接口類定義了一系列回調(diào)方法，其實現(xiàn)交由App完成，主要用于返回創(chuàng)建CameraCaptureSession的結(jié)果，成功則通過onConfigured方法返回一個CameraCaptureSession實例，如果失敗則通過onConfigureFailed返回錯誤信息。

CameraCaptureSession.CaptureCallback
該接口類定義了一系列回調(diào)方法，用于返回來自Camera Framework的數(shù)據(jù)和事件，其中onCaptureStarted方法在下發(fā)圖像需求之后立即被調(diào)用，告知App此次圖像需求已經(jīng)收到，onCaptureProgressed方法在產(chǎn)生partial meta data的時候回調(diào)，onCaptureCompleted方法在圖像采集完成，上傳meta data數(shù)據(jù)時被調(diào)用。

CaptureRequest
該類用于表示一次圖像請求，在需要進行預(yù)覽或者拍照時，都需要創(chuàng)建一個CaptureRequest，并且將針對圖片的一系列諸如曝光/對焦設(shè)置參數(shù)都加入到該Request中，通過CameraCaptureSessin下發(fā)到相機系統(tǒng)中。

TotalCaptureResult
每當(dāng)通過CameraDevice完成了一次CaptureRequest之后會生成一個TotalCaptureResult對象，該對象包含了此次抓取動作所產(chǎn)生的所有信息，其中包括關(guān)于硬件模塊(包括Sensor/lens/flash)的配置信息以及相機設(shè)備的狀態(tài)信息等。

CaptureResult
該類代表了某次抓取動作最終生成的圖像信息，其中包括了此次關(guān)于硬件軟件的配置信息以及輸出的圖像數(shù)據(jù)，以及顯示了當(dāng)前Camera設(shè)備的狀態(tài)的元數(shù)據(jù)(meta data)，該類并不保證擁有所有的圖像信息。

三、Camera Framework

基于接口與實現(xiàn)相分離的基本設(shè)計原則，谷歌通過Camera Api 接口的定義，搭建起了App與相機系統(tǒng)的橋梁，而具體實現(xiàn)便是由Camera Framework來負(fù)責(zé)完成的。在采用Camera Api v1接口的時期，該部分是通過JNI層來進行java到C++的轉(zhuǎn)換，進而到達native層，而在native層會通過實現(xiàn)CameraClient建立與Camera Service的通訊 ，整個過程比較繁瑣，使得整體框架略顯繁雜，而隨著Camera Api v2的提出，在該層便大量使用AIDL機制，直接在Java層建立與Camera Service的通信，進一步簡化了整體框架。，接下來我們以幾個主要接口為主線，簡單梳理下其具體實現(xiàn)。

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CameraManager
實現(xiàn)主要在CameraManager.java中，通過CameraManager查詢、獲取以及打開一個Camera 設(shè)備。在該類中還實現(xiàn)了內(nèi)部類CameraManagerGlobal，該類繼承于ICameraServiceListener.Stub，在打開相機設(shè)備的時候，在內(nèi)部會獲取到ICameraService遠(yuǎn)程代理，并且調(diào)用ICameraService的addListener方法將自己注冊到Camera Service中，一旦Camera Service狀態(tài)有所變更便會通過其實現(xiàn)的回調(diào)方法通知到Camera Manager服務(wù)，另外，該類還通過調(diào)用ICameraService.connectDevice()方法獲取到Camera Service中的CameraDevice遠(yuǎn)程代理，并且將該代理傳入CameraDeviceImpl中，進而與Camera Service建立了連接。

CameraDeviceImpl
該類定義在CameraDeviceImpl.java文件中，繼承并實現(xiàn)了CameraDevice接口，代表了一個相機設(shè)備，可以完成CameraCaptureSession的創(chuàng)建以及CaptureRequest創(chuàng)建等工作，內(nèi)部定義了CameraDeviceCallbacks類(該類繼承于ICameraDeviceCallbacks.Stub，對應(yīng)于Camera Service中的 ICameraDeviceCallbacks接口)，用于接收來自Camera Service中的Camera Device的狀態(tài)回調(diào)，并且內(nèi)部維護著一個Camera Service 的遠(yuǎn)程ICameraDevice代理，進而可以下發(fā)圖像請求到Camera Service中。

CameraCaptureSessionImpl
該類定義在CameraCaptureSessionImpl.java文件中，繼承并實現(xiàn)了CameraCaptureSession接口，每一個相機設(shè)備在一個時間段中，只能創(chuàng)建并存在一個CameraCaptureSession，其中該類包含了兩種Session，一種是普通的，適用于一般情況下的會話操作，另一種是用于Reprocess流程的會話操作，該流程主要用于對于現(xiàn)有的圖像數(shù)據(jù)進行再處理的操作。該類維護著來自實例化時傳入的Surface列表，這些Surface正是包含了每一個圖像請求的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。

除了以上這幾個接口，還有幾個接口是需要App部分進行實現(xiàn)的，用于返回App所需要的對象或者數(shù)據(jù)：

CameraDevice.StateCallback
被App端進行繼承并實現(xiàn)，用于在調(diào)用CameraManager的openCamera方法時，通過參數(shù)的形式傳入Framework，在Framework中，一旦CameraDeviceImpl創(chuàng)建成功便通過其中的onOpened方法將其返回給App，如果失敗，便會通過其他方法返回給App錯誤信息。

CameraCaptureSession.StateCallback
被App端進行繼承并實現(xiàn)，用于在調(diào)用CameraDevice的createCaptureSession方法時作為參數(shù)傳入Framework中，一旦創(chuàng)建成功，F(xiàn)ramework便會通過調(diào)用該類的onConfigured接口返回一個CameraCaptureSessionImpl的對象，如果失敗，F(xiàn)ramework會調(diào)用其onConfigureFailed方法將錯誤信息返回至App。

CameraCaptureSession.CaptureCallback
被App端進行繼承并實現(xiàn)，App通過調(diào)用CameraCaptureSessionImpl的setReaptingRequest或者capture方法是作為參數(shù)傳入Framework，一旦Framework接收到來自CameraService的數(shù)據(jù)時，便會通過調(diào)用這個回調(diào)類將數(shù)據(jù)發(fā)送至App中。

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Camera Framework 中針對幾個接口的調(diào)用流程如上圖，接下來我們依次進行分析：

a) openCamera
當(dāng)用戶打開相機應(yīng)用時，會去調(diào)用該方法打開一個相機設(shè)備，其中該方法最終經(jīng)過層層調(diào)用會調(diào)用到Camera Framework中的openCameraDeviceUserAsync方法，在該方法中主要做了三件事：

• 首先是獲取ICameraService代理，調(diào)用其getCameraInfo方法獲取當(dāng)前設(shè)備的屬性。

• 其次是實例化了一個CameraDeviceImpl對象，并將來自App的CameraDevice.StateCallback接口存入該對象中，再將CameraDeviceImpl中的內(nèi)部類CameraDeviceCallback作為參數(shù)通過ICameraService的connectDevice方法傳入Camera Service去打開并獲取一個ICameraDeviceUser代理，并將該代理存入CameraDeviceImpl中進行管理。

• 最后通過App傳入的回調(diào)將CameraDeviceImpl返回給App使用，至此整個流程便完成了。

b) createCaptureSession
在打開相機設(shè)備之后便需要去創(chuàng)建一個相機會話，用于傳輸圖像請求，其最終實現(xiàn)是調(diào)用該方法來進行實現(xiàn)的，而該方法會去調(diào)用到Camera Framework中的createCaptureSessionInternal方法，該方法主要做了兩件事：

• 首先調(diào)用configureStreamsChecked方法來配置數(shù)據(jù)流。

• 其次實例化了一個CameraCaptureImpl對象，并通過傳入CameraCaptureSession.StateCallback回調(diào)類將該對象發(fā)送至至App中。

而在configureStreamsChecked方法中會去調(diào)用ICameraDeviceUser代理的一系列方法進行數(shù)據(jù)流配置，其中調(diào)用cancelRequest方法停掉當(dāng)前的的預(yù)覽流程，調(diào)用deleteStream方法刪除之前的數(shù)據(jù)流，調(diào)用createStream創(chuàng)建新的數(shù)據(jù)流，最后調(diào)用endConfigure來進行數(shù)據(jù)流的配置工作，針對性的配置便在最后這個endConfigure方法中。

c) createCaptureRequest
在創(chuàng)建并獲取相機會話之后，便可以開始下發(fā)圖像請求了，而在此之前，需要通過該方法來創(chuàng)建一個CaptureRequest，一旦調(diào)用該方法，最終會調(diào)用到Camera Service中ICameraDeviceUser的createDefaultRequest方法來創(chuàng)建一個默認(rèn)配置的CameraMetadataNative，其次實例化一個CaptureRequest.Builder對象，并將剛才獲取的CameraMetadataNative傳入其中，之后返回該CaptureRequest.Builder對象，在App中，直接通過調(diào)用該Buidler對象的build方法，獲取一個CaptureRequest對象。

CaptureRequest對象也創(chuàng)建成功了，接下來需要下發(fā)圖像請求了，一般常用請求分為兩種,一個是預(yù)覽一個是拍照。

d) setRepeatingRequest
App調(diào)用該方法開始預(yù)覽流程，通過層層調(diào)用最終會調(diào)用到Framework中的submitCaptureRequest方法，該方法主要做了兩件事：

• 首先調(diào)用CameraService層CameraDeviceUser的submitRequestList方法，將此次Request下發(fā)到CameraService中。

• 其次將App通過參數(shù)傳入的CameraCaptureSession.CaptureCallback對象存到CameraDeviceImpI對象中。

接下來看下拍照請求的處理流程：
e) capture
該方法最終也會調(diào)用到Framework中的submitCaptureRequest方法，接下來邊和預(yù)覽流程大致相同，會去調(diào)用Camera Service 中的ICameraDeviceUser的submitRequestList方法傳入請求，之后將App實現(xiàn)的回調(diào)對象存入CameraDeviceImpl對象中。

f) onCaptureProgressed
一旦Request下發(fā)到Camera Service之后，當(dāng)?shù)讓由闪薖artial Meta Data數(shù)據(jù)，Camera Service會調(diào)用通過調(diào)用在打開相機設(shè)備時傳入的ICameraDeviceCallback代理，通過其onResultReceived方法將數(shù)據(jù)傳回Framework，之后調(diào)用App傳入的CameraCaptureSession.CaptureCallback中的onCaputreProgressed方法將結(jié)果回傳至App進行解析以及后處理。

g) onCaptureCompleted
一旦Request下發(fā)到Camera Service之后，當(dāng)?shù)讓由闪薓eta data數(shù)據(jù)，Camera Service會調(diào)用通過調(diào)用在打開相機設(shè)備時傳入的ICameraDeviceCallback代理，通過其onResultReceived方法將數(shù)據(jù)傳回Framework，之后調(diào)用App傳入的CameraCaptureSession.CaptureCallback中的onCaputreCompleted方法將結(jié)果回傳至App進行解析以及后處理。

h) onImageAvailable
之前已經(jīng)通過兩個回調(diào)接口onCaptureProgressed以及onCaptureCompleted方法將meta data上傳到了App，一般情況下，圖像數(shù)據(jù)會在他們之后上傳，而且這個上傳過程并不經(jīng)過Camera Framework，而是通過BufferQueue來進行的，當(dāng)Camera Service接收到底層傳來的圖像數(shù)據(jù)，便會立即調(diào)用processCaptureResult_3_4方法，該方法中會去調(diào)用BufferQueue中生產(chǎn)者角色的Surface的queueBuffer方法，將數(shù)據(jù)入隊并通知消費者去消費，而此時的消費者正是App端的ImageReader，并經(jīng)過一層層回調(diào)，最終會通過調(diào)用ImageReader的onImageAvailable方法，通知ImageReader去將數(shù)據(jù)取出，并做后期操作。

從上面的梳理不難發(fā)現(xiàn)，整個Camera Framework除了是對Camera Api v2的實現(xiàn)外，還承擔(dān)著與Camera Service跨進程通信的任務(wù)，充當(dāng)了一個位于App與Service之間的中轉(zhuǎn)站的角色。

四、Camera App Demo

經(jīng)過上面的梳理總結(jié)，我們已經(jīng)對整個Camera Api v2接口以及實現(xiàn)都有了一個較為深入的認(rèn)識，但是認(rèn)識暫時僅僅停留在代碼層面，為了更好理解其功能，接下來我們以一個簡單的相機應(yīng)用入手來加深下對接口的使用流程的理解：

該相機Demo比較簡單，界面有兩個元素，一個是用于預(yù)覽顯示的TextureView，以及一個用于拍照的按鈕，整個代碼就采用了一個MainActiviy，相機操作就在該類中進行，其主要代碼如下：

package com.bruce.camerademo1;

import androidx.annotation.NonNull;
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;
import androidx.core.app.ActivityCompat;

import android.Manifest;
import android.content.Context;
import android.content.pm.PackageManager;
import android.graphics.ImageFormat;
import android.graphics.SurfaceTexture;
import android.hardware.camera2.CameraAccessException;
import android.hardware.camera2.CameraCaptureSession;
import android.hardware.camera2.CameraDevice;
import android.hardware.camera2.CameraManager;
import android.hardware.camera2.CaptureRequest;
import android.hardware.camera2.TotalCaptureResult;
import android.media.Image;
import android.media.ImageReader;
import android.os.Bundle;
import android.os.Environment;
import android.util.Log;
import android.util.Size;
import android.view.Surface;
import android.view.TextureView;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.TextView;

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.util.Arrays;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    TextureView mTextureView = null;
    CameraManager mCamManager = null;
    CameraDevice mCamDevice = null;
    CameraCaptureSession mCamSession = null;
    Button mClick = null;

    //預(yù)覽數(shù)據(jù)大小 1080 × 720
    private Size mPreviewSize = new Size(1080, 720);
    //拍照數(shù)據(jù)圖像大小 1080 × 720
   private Size mCaptureSize = new Size(1080, 720);

    private Surface mPreviewSurface = null;
    private CaptureRequest.Builder mCaptureRequestBuilder = null;
    private CaptureRequest mCaptureRequest = null;
    private ImageReader mImageReader = null;
    static String LOG_TAG = "Camera";

    private void log(String s) {
        if (s.isEmpty()) {
            Log.e(LOG_TAG, "s is empty");
            return;
        }
        Log.i(LOG_TAG, "" + s);
    }

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
    }

    @Override
    protected void onResume() {
        super.onResume();
        mTextureView = findViewById(R.id.textview);
        mTextureView.setSurfaceTextureListener(textureListener);
        mClick = findViewById(R.id.button);
        mImageReader = ImageReader.newInstance(mCaptureSize.getWidth(), mCaptureSize.getHeight(), ImageFormat.JPEG, 2);
        mImageReader.setOnImageAvailableListener(new ImageReader.OnImageAvailableListener() {
            @Override
            public void onImageAvailable(ImageReader reader) {
                Image image = reader.acquireNextImage();
                ByteBuffer buffer = image.getPlanes()[0].getBuffer();
                byte[] bytes = new byte[buffer.remaining()];
                //由緩沖區(qū)存入字節(jié)數(shù)組
                buffer.get(bytes);
                //字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換為jpeg格式圖片，并存儲在設(shè)備中
                doByte2JpegFile(bytes);
                image.close();
            }
        }, null /*mCameraHandler*/);
        mClick.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                try {
                    //創(chuàng)建CaptureRequest.Builder,TEMPLATE_STILL_CAPTURE代表了此Request是用于拍照
                    CaptureRequest.Builder b = mCamDevice.createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_STILL_CAPTURE);
                    b.addTarget(mImageReader.getSurface());
                    mCamSession.capture(b.build(), new CameraCaptureSession.CaptureCallback() {
                        @Override
                        public void onCaptureCompleted(@NonNull CameraCaptureSession session, @NonNull CaptureRequest request, @NonNull TotalCaptureResult result) {
                            super.onCaptureCompleted(session, request, result);
                            //返回result --> meta data
                        }
                    }, null);
                } catch (CameraAccessException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
    }

    public TextureView.SurfaceTextureListener textureListener = new TextureView.SurfaceTextureListener() {
        @Override
        public void onSurfaceTextureAvailable(SurfaceTexture surface, int width, int height) {

            if (ActivityCompat.checkSelfPermission(MainActivity.this, Manifest.permission.CAMERA) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
                ActivityCompat.requestPermissions(MainActivity.this, new String[]{Manifest.permission.CAMERA}, 1);
            }

            if (ActivityCompat.checkSelfPermission(MainActivity.this, Manifest.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
                ActivityCompat.requestPermissions(MainActivity.this, new String[]{Manifest.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE},1);
            }

            //獲取CameraManager服務(wù)
            mCamManager = (CameraManager)getSystemService(Context.CAMERA_SERVICE);
            try {
                //打開主攝
                mCamManager.openCamera("0", mStateCallback, null);
            } catch (CameraAccessException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        //App需要實現(xiàn)該接口，用于接收CameraDevice實例
        public CameraDevice.StateCallback mStateCallback = new CameraDevice.StateCallback() {
            @Override
            public void onOpened(CameraDevice camera) {
                if (camera != null) {
                    log("camera is not null");
                }
                log("onOpened");
                //返回CameraDevice,將其存入mCamDevice
                mCamDevice = camera;
                startPreview();
            }

            @Override
            public void onDisconnected(CameraDevice camera) {
                camera.close();
                mCamDevice = null;
            }

            @Override
            public void onError(CameraDevice camera, int error) {
                camera.close();
                mCamDevice = null;
            }
        };

        public void startPreview() {
            SurfaceTexture mSurfaceTexture = mTextureView.getSurfaceTexture();
            // 設(shè)置TextureView 用于顯示的緩沖區(qū)大小
            mSurfaceTexture.setDefaultBufferSize(mPreviewSize.getWidth(), mPreviewSize.getHeight());
            //創(chuàng)建Surface，用于顯示預(yù)覽數(shù)據(jù)
            mPreviewSurface = new Surface(mSurfaceTexture);
            try {
                //創(chuàng)建CameraCaptureSession,App需要實現(xiàn)CameraCaptureSession.StateCallback用于接收CameraCaptureSession實例
                mCamDevice.createCaptureSession(Arrays.asList(mPreviewSurface, mImageReader.getSurface()), new CameraCaptureSession.StateCallback() {
                    @Override
                    public void onConfigured(CameraCaptureSession session) {
                        try {
                            //創(chuàng)建用于預(yù)覽的CaptureRequest.Builder,進而得到CaptureRequest
                            CaptureRequest.Builder b = mCamDevice.createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_PREVIEW);
                            b.addTarget(mPreviewSurface);
                            CaptureRequest r = b.build();
                            mCamSession = session;
                            //下發(fā)預(yù)覽需求
                            mCamSession.setRepeatingRequest(r, mPreviewCaptureCallback, null);
                        } catch (CameraAccessException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    CameraCaptureSession.CaptureCallback mPreviewCaptureCallback = new CameraCaptureSession.CaptureCallback() {
                        @Override
                        public void onCaptureCompleted(CameraCaptureSession session, CaptureRequest request, TotalCaptureResult result) {
                            //返回result --> meta data
                        }
                    };

                    @Override
                    public void onReady(CameraCaptureSession session) {
                        super.onReady(session);
                    }

                    @Override
                    public void onConfigureFailed(CameraCaptureSession session) {

                    }
                }, null);
            } catch (CameraAccessException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        @Override
        public void onSurfaceTextureSizeChanged(SurfaceTexture surface, int width, int height) {
            log("onSurfaceTextureSizeChanged Enter");
        }

        @Override
        public boolean onSurfaceTextureDestroyed(SurfaceTexture surface) {
            log("onSurfaceTextureDestroyed Enter");
            return false;
        }

        @Override
        public void onSurfaceTextureUpdated(SurfaceTexture surface) {
            log("onSurfaceTextureUpdated Enter");
        }
    };

    private String doByte2JpegFile(byte[]... jpeg) {
        File photo = new File(Environment.getExternalStorageDirectory(), "photo-test.jpg");
        log("dir : " + Environment.getExternalStorageDirectory());

        if (photo.exists()) {
            photo.delete();
            log("photo exists");
        } else {
            log("photo not exists");
        }

        try {
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(photo.getPath());
            log("photo path : " + photo.getPath());

            fos.write(jpeg[0]);
            fos.close();
        }
        catch (java.io.IOException e) {
            Log.e(LOG_TAG, "Exception in photoCallback", e);
        }

        log("get jpeg files done");
        return(null);
    }
}

代碼比較簡單，其主要邏輯如下：
a) 初始化
隨著應(yīng)用的打開，首先在MainActivity的onResume方法中去初始化用于拍照的按鈕和接收數(shù)據(jù)的ImageReader，并且設(shè)置其各自回調(diào)方法。

b) 獲取CameraManager/打開Camera 設(shè)備
其次在TextureView.SurfaceTextureListener中的回調(diào)方法onSurfaceTextureAvailable會被調(diào)用，在該方法中會去獲取CameraManager服務(wù)，并打調(diào)用其openCamera方法打開后主攝相機設(shè)備，并通過回調(diào)接口獲取該設(shè)備，緊接著調(diào)用startPreview方法。

c) 創(chuàng)建Camera Capture Session/下發(fā)預(yù)覽需求
在startPreview方法中會去下發(fā)預(yù)覽需求，主要工作有設(shè)置TextureView緩沖區(qū)大小，創(chuàng)建用于接收預(yù)覽數(shù)據(jù)的Surface，并調(diào)用CameraDevice的createCaptureSession方法創(chuàng)建CameraCaptureSession，在其回調(diào)接口onConfigured方法中，去創(chuàng)建CaptureRequest，并調(diào)用CameraCaptureSession的setRepeatingRequest方法下發(fā)Request到相機框架中。

d) 返回預(yù)覽Metadata/圖像數(shù)據(jù)
在完成了預(yù)覽需求的Request的下發(fā)工作后，相機框架便會不斷通過傳入的CaptureCallback中的onCaptureComplete方法上傳Meta Data以及通過BufferQueue框架上傳圖像數(shù)據(jù)進行預(yù)覽顯示。

e) 下發(fā)拍照需求
當(dāng)點擊應(yīng)用界面的拍照按鈕的時候，會觸發(fā)按鈕的View.OnClickListener監(jiān)聽類中的onClick方法，在該方法中，初始化了一個用于拍照的CaptureRequest，并且通過調(diào)用CameraCaptureSession的capture方法下發(fā)拍照需求.

f) 返回拍照Metadata/圖像數(shù)據(jù)
一旦拍照圖像數(shù)據(jù)生成，便會通過回調(diào)接口CaptureCallback中的onCaptureComplete方法上傳Meta Data以及通過BufferQueue框架上傳圖像數(shù)據(jù)到ImageReader中，觸發(fā)其onImageAvailable方法，在該方法中通過ImageReader的acquireNextImage獲取到拍照圖像數(shù)據(jù)，并通過doByte2JpegFile將其轉(zhuǎn)存外JPEG格式的圖片保存在設(shè)備中。

Camera App作為整個框架體系的最上層，直接面向的主體是普通用戶，其關(guān)鍵性不言而喻，一點點的卡頓或者停滯都會降低用戶體驗，所以為了保證整個框架的穩(wěn)定性以及高效性，谷歌重新設(shè)計了Camera 接口Api v2，由于該接口將控制邏輯高度抽象成了一個控制視圖，因此可以逐幀控制硬件參數(shù)，進而實現(xiàn)一系列強大的功能，比如可以直接在預(yù)覽過程中，手動控制曝光、感光度、對焦以及白平衡的參數(shù)，動態(tài)地輸出不同效果的圖像，又比如可以利用該接口與HDR算法相配合，實現(xiàn)高動態(tài)成像效果。而其中，對于Api v2接口的實現(xiàn)是在Camera Framework中完成的，由上面分析可以看出，其內(nèi)部并沒有采用十分復(fù)雜的控制邏輯，整套代碼流程清晰明朗，而這樣的設(shè)計，進一步保證了該層的穩(wěn)定性以及高效性，為整個相機框架體系的穩(wěn)定奠定了堅實的基礎(chǔ)。

原文鏈接：?https://blog.csdn.net/u012596975/article/details/107137110

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