Android Camera2 HAL3 学习文档
一、Android Camera整体架构
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自Android8.0之后大多机型采用Camera API2 HAL3架构，架构分层如下图：
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Android Camera整体框架主要包括三个进程：app进程、Camera Server进程、hal进程（provider进程）。进程之间的通信都是通过binder实现，其中app和Camera Server通信使用 AIDL(Android Interface Definition Language) ，camera server和hal（provider进程）通信使用HIDL(HAL interface definition language) 。
1.1 Android Camera基本分层
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由图可知道，Android手机中Camera软件主要有大体上有4层：
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应用层：应用开发者调用AOSP（Android 开放源代码项目）提供的接口即可，AOSP的接口即Android提供的相机应用的通用接口（Camera API2），这些接口将通过Binder与Framework层的相机服务（Camera Service）进行操作与数据传递；
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Framework层：位于 frameworks/av/services/camera/libcameraservice/CameraService.cpp ,Framework相机服务（Camera Service）是承上启下的作用,上与应用交互,下与HAL曾交互。
- frameworks/av/camera/提供了ICameraService、ICameraDeviceUser、ICameraDeviceCallbacks、ICameraServiceListener等aidl接口的实现。以及camera server的main函数。
- AIDL基于Binder实现的一个用于让App fw代码访问native fw代码的接口。其实现存在于下述路径：frameworks/av/camera/aidl/android/hardware。
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Hal层：硬件抽象层，Android 定义好了Framework服务与HAL层通信的协议及接口，HAL层如何实现有各个Vendor供应商自己实现，如Qcom高通的老架构mm-Camera,新架构Camx架构,Mtk联发科的P之后的Hal3架构。
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Driver层：驱动层，数据由硬件到驱动层处理，驱动层接收HAL层数据以及传递Sensor数据给到HAL层，这里当然是各个Sensor芯片不同驱动也不同。
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将整个架构（AndroidO Treble架构）分这么多层的原因大体是为了分清界限，升级方便，高内聚低耦合，将oem定制的东西和Framework分离。参考资料：AndroidO Treble架构分析
- Android要适应各个手机组装厂商的不同配置，不同sensor，不管怎么换芯片，从Framework及之上都不需要改变，App也不需要改变就可以在各种配置机器上顺利运行，HAL层对上的接口也由Android定义死，各个平台厂商只需要按照接口实现适合自己平台的HAL层即可。
1.2 Android Camera工作大体流程
- 上图就是Android Camera整个工作的大体流程表观体现，绿色框中是应用开发者需要做的操作，蓝色为AOSP对其提供的API，黄色为Native Framework Service，紫色为HAL层Service。
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首先App一般在MainActivity中使用SurfaceView或者SurfaceTexture+TextureView或者GLSurfaceView等控件作为显示预览界面的控件，这些控件的共同点都是包含了一个单独的Surface作为取相机数据的容器。
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在MainActivity onCreate的时候调用API 去通知Framework Native Service CameraServer需要进行connect HAL，继而打开Camera硬件sensor。
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openCamera成功会有回调从CameraServer通知到App，再onOpenedCamera或类似回调中去调用类似startPreview的操作。此时会创建CameraCaptureSession，创建过程中会向CameraServer调用ConfigureStream的操作。ConfigureStream的参数中包含了第一步中空间中的Surface的引用，相当于App将Surface容器给到了CameraServer，CameraServer包装了下该Surface容器变成为stream，通过HIDL传递给HAL，继而HAL也做ConfigureStream操作。
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ConfigureStream成功后CameraServer会给App回调通知ConfigStream成功，接下来App便会调用AOS的 setRepeatingRequest接口给到CameraServer，CameraServer初始化时便起来了一个死循环线程等待来接收Request。
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CameraServer将request交到Hal层去处理，得到HAL处理结果后取出该Request的处理Result中的Buffer填到App给到的容器中，SetRepeatingRequest如果是预览，则交给Preview的Surface容器；如果是Capture Request则将收到的Buffer交给ImageReader的Surface容器。
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Surface本质上是BufferQueue的使用者和封装，,当CameraServer中App设置来的Surface容器被填满了BufferQueue机制将会通知到应用，此时App中控件取出各自容器中的内容消费掉，Preview控件中的Surface中的内容将通过View提供到SurfaceFlinger中进行合成最终显示出来，即预览；而ImageReader中的Surface被填了，则App将会取出保存成图片文件消费掉。
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录制视频工作先暂时放着不研究：可参考[Android][MediaRecorder] Android MediaRecorder框架简洁梳理
- 上述流程可以用下图简单表示出来：
二、Android Camera各层简述
2.1 Camera App层
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应用层即应用开发者关注的地方，主要就是利用AOSP提供的应用可用的组件实现用户可见可用的相机应用，主要的接口及要点在Android官方文档：Android 开发者/文档/指南/相机
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应用层开发者需要做的就是按照AOSP的API规定提供的接口，打开相机，做基本的相机参数的设置，发送request指令，将收到的数据显示在应用界面或保存到存储中。
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应用层开发者不需要关注有手机有几个摄像头他们是什么牌子的，他们是怎么组合的，特定模式下哪个摄像头是开或者是关的，他们利用AOSP提供的接口通过AIDL binder调用向Framework层的CameraServer进程下指令，从CameraServer进程中取的数据。
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主要一个预览控件和拍照保存控件，基本过程都如下：
- openCamera:Sensor上电
- configureStream: 该步就是将控件如GLSurfaceView,ImageReader等中的Surface容器给到CameraServer.
- request: 预览使用SetRepeatingRequest,拍一张可以使用Capture,本质都是setRequest给到CameraServer
- CameraServer将Request的处理结果Buffer数据填到对应的Surface容器中,填完后由BufferQueue机制回调到引用层对应的Surface控件的CallBack处理函数,接下来要显示预览或保图片App中对应的Surface中都有数据了。
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两个主要的类：
- (1) CameraManager，CameraManager是一个独一无二地用于检测、连接和描述相机设备的系统服务,负责管理所有的CameraDevice相机设备。通过ICameraService调用到CameraService。
- (2) CameraDevice：CameraDevice是连接在安卓设备上的单个相机的抽象表示。通过ICameraDeviceUser调用到CameraDeviceClient。CameraDevice是抽象类，CameraDeviceImpl.java继承了CameraDevice.java，并完成了抽象方法的具体实现。
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Camera操作过程中最重要的四个步骤：
- CameraManager-->openCamera ---> 打开相机
- CameraDeviceImpl-->createCaptureSession ---> 创建捕获会话
- CameraCaptureSession-->setRepeatingRequest ---> 设置预览界面
- CameraDeviceImpl-->capture ---> 开始捕获图片
2.2 Camera Framework层简述
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Native framework：
- 代码路径位于：frameworks/av/camera/。提供了ICameraService、ICameraDeviceUser、ICameraDeviceCallbacks、ICameraServiceListener等aidl接口的实现。以及camera server的main函数。
- AIDL基于Binder实现的一个用于让App fw代码访问native fw代码的接口。其实现存在于下述路径：frameworks/av/camera/aidl/android/hardware。
- 其主要类：
- (1) ICameraService 是相机服务的接口。用于请求连接、添加监听等。
- (2) ICameraDeviceUser 是已打开的特定相机设备的接口。应用框架可通过它访问具体设备。
- (3) ICameraServiceListener 和 ICameraDeviceCallbacks 分别是从 CameraService 和 CameraDevice 到应用框架的回调。
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Camera Service
- 代码路径：frameworks/av/services/camera/。CameraServer承上启下，向上对应用层提供Aosp的接口服务,下和Hal直接交互。一般而言，CamerServer出现问题的概率极低，大部分还是App层及HAL层出现的问题居多。
2.2.1 CameraServer初始化
2.2.2 App调用CameraServer的相关操作
2.2.2.1 open Camera:
2.2.2.2 configurestream：
2.2.2.3 preview and capture request:
2.2.2.4 flush and close：
2.3 Camera Hal3 子系统
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Android 的相机硬件抽象层 (HAL) 可将 android.hardware.camera2 中较高级别的相机框架 API 连接到底层的相机驱动程序和硬件。Android 8.0 引入了 Treble，用于将 CameraHal API 切换到由 HAL 接口描述语言 (HIDL) 定义的稳定接口。
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应用向相机子系统发出request,一个request对应一组结果.request中包含所有配置信息。其中包括分辨率和像素格式；手动传感器、镜头和闪光灯控件；3A 操作模式；RAW 到 YUV 处理控件；以及统计信息的生成等.一次可发起多个请求，而且提交请求时不会出现阻塞。请求始终按照接收的顺序进行处理。
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由图中看到request中携带了数据容器Surface，交到framework cameraserver中，打包成Camera3OutputStream实例，在一次CameraCaptureSession中包装成Hal request交给HAL层处理。 Hal层获取到处理数据后返回給CameraServer，即CaptureResult通知到Framework，Framework cameraserver则得到HAL层传来的数据给他放进Stream中的容器Surface中。而这些Surface正是来自应用层封装了Surface的控件，这样App就得到了相机子系统传来的数据。
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HAL3 基于captureRequest和CaptureResult来实现事件和数据的传递,一个Request会对应一个Result。
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上述是Android原生的HAL3定义，各个芯片厂商可以根据接口来进行定制化的实现，eg. 高通的mm-camera，camx；联发科的mtkcam hal3等。
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HAL3接口定义在/hardware/interfaces/camera/下。
- HAL层的代码梳理与架构分析放在最后 - Qcom HAL3 Camx架构学习
三、Android Camera源码探索
3.1 Camera2 API
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Camera api部分：frameworks/base/core/java/android/hardware/camera2
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camera2 api关系图：
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android.hardware.camera2开发包给开发者提供了一个操作相机的开发包，是api-21提供的，用于替代之前的Camera操作控类。该软件包将摄像机设备建模为管道，它接收捕获单个帧的输入请求，根据请求捕获单个图像，然后输出一个捕获结果元数据包，以及一组请求的输出图像缓冲区。请求按顺序处理，多个请求可以立即进行。由于相机设备是具有多个阶段的管道，因此需要在移动中处理多个捕捉请求以便在大多数Android设备上保持完全帧率。
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Camera2 API中主要涉及以下几个关键类：
- CameraManager：摄像头管理器，用于打开和关闭系统摄像头
- CameraCharacteristics：描述摄像头的各种特性，我们可以通过CameraManager的getCameraCharacteristics(@NonNull String cameraId)方法来获取。
- CameraDevice：描述系统摄像头，类似于早期的Camera。
- CameraCaptureSession：Session类，当需要拍照、预览等功能时，需要先创建该类的实例，然后通过该实例里的方法进行控制（例如：拍照 capture()）。
- CaptureRequest：描述了一次操作请求，拍照、预览等操作都需要先传入CaptureRequest参数，具体的参数控制也是通过CameraRequest的成员变量来设置。
- CaptureResult：描述拍照完成后的结果。
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如果要操作相机设备，需要获取CameraManager实例。CameraDevices提供了一系列静态属性集合来描述camera设备，提供camera可供设置的属性和设备的输出参数。描述这些属性的是CameraCharacteristics实例，就是CameraManager的getCameraCharacteristics(String)方法。
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为了捕捉或者流式话camera设备捕捉到的图片信息，应用开发者必须创建一个CameraCaptureSession，这个camera session中包含了一系列相机设备的输出surface集合。目标的surface一般通过SurfaceView, SurfaceTexture via Surface(SurfaceTexture), MediaCodec, MediaRecorder, Allocation, and ImageReader.
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camera 预览界面一般使用SurfaceView或者TextureView,，捕获的图片数据buffers可以通过ImageReader读取。
- TextureView可用于显示内容流。这样的内容流可以例如是视频或OpenGL场景。内容流可以来自应用程序的进程以及远程进程。
- TextureView只能在硬件加速窗口中使用。在软件中渲染时，TextureView将不会绘制任何内容。
- TextureView不会创建单独的窗口，但表现为常规视图。这一关键差异允许TextureView移动，转换和使用动画
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之后，应用程序需要构建CaptureRequest，在捕获单个图片的时候，这些request请求需要定义一些请求的参数。
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一旦设置了请求，就可以将其传递到活动捕获会话，以进行一次捕获或无休止地重复使用。两种方法还具有接受用作突发捕获/重复突发的请求列表的变体。重复请求的优先级低于捕获，因此在配置重复请求时通过capture()提交的请求将在当前重复（突发）捕获的任何新实例开始捕获之前捕获。
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处理完请求后，摄像机设备将生成一个TotalCaptureResult对象，该对象包含有关捕获时摄像机设备状态的信息以及使用的最终设置。如果需要舍入或解决相互矛盾的参数，这些可能与请求有所不同。相机设备还将一帧图像数据发送到请求中包括的每个输出表面。这些是相对于输出CaptureResult异步生成的，有时基本上稍晚。
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Camera2拍照流程如下图所示：
- 开发者通过创建CaptureRequest向摄像头发起Capture请求，这些请求会排成一个队列供摄像头处理，摄像头将结果包装在CaptureMetadata中返回给开发者。整个流程建立在一个CameraCaptureSession的会话中。
3.1.1 打开相机
- 打开相机之前，我们首先要获取CameraManager，然后获取相机列表，进而获取各个摄像头（主要是前置摄像头和后置摄像头）的参数。
mCameraManager = (CameraManager) mContext.getSystemService(Context.CAMERA_SERVICE);
try {
final String[] ids = mCameraManager.getCameraIdList();
numberOfCameras = ids.length;
for (String id : ids) {
final CameraCharacteristics characteristics = mCameraManager.getCameraCharacteristics(id);
final int orientation = characteristics.get(CameraCharacteristics.LENS_FACING);
if (orientation == CameraCharacteristics.LENS_FACING_FRONT) {
faceFrontCameraId = id;
faceFrontCameraOrientation = characteristics.get(CameraCharacteristics.SENSOR_ORIENTATION);
frontCameraCharacteristics = characteristics;
} else {
faceBackCameraId = id;
faceBackCameraOrientation = characteristics.get(CameraCharacteristics.SENSOR_ORIENTATION);
backCameraCharacteristics = characteristics;
}
}
} catch (Exception e) {
Log.e(TAG, "Error during camera initialize");
}
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Camera2与Camera一样也有cameraId的概念，我们通过mCameraManager.getCameraIdList()来获取cameraId列表，然后通过mCameraManager.getCameraCharacteristics(id)获取每个id对应摄像头的参数。
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关于CameraCharacteristics里面的参数，主要用到的有以下几个：
- LENS_FACING：前置摄像头（LENS_FACING_FRONT）还是后置摄像头（LENS_FACING_BACK）。
- SENSOR_ORIENTATION：摄像头拍照方向。
- FLASH_INFO_AVAILABLE：是否支持闪光灯。
- CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL：获取当前设备支持的相机特性。
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事实上，在各个厂商的的Android设备上，Camera2的各种特性并不都是可用的，需要通过characteristics.get(CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL)方法来根据返回值来获取支持的级别，具体说来：
- INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_FULL：全方位的硬件支持，允许手动控制全高清的摄像、支持连拍模式以及其他新特性。
- INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_LIMITED：有限支持，这个需要单独查询。
- INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_LEGACY：所有设备都会支持，也就是和过时的Camera API支持的特性是一致的。
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利用这个INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL参数，我们可以来判断是使用Camera还是使用Camera2，具体方法如下：
@TargetApi(Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP)
public static boolean hasCamera2(Context mContext) {
if (mContext == null) return false;
if (Build.VERSION.SDK_INT < Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP) return false;
try {
CameraManager manager = (CameraManager) mContext.getSystemService(Context.CAMERA_SERVICE);
String[] idList = manager.getCameraIdList();
boolean notFull = true;
if (idList.length == 0) {
notFull = false;
} else {
for (final String str : idList) {
if (str == null || str.trim().isEmpty()) {
notFull = false;
break;
}
final CameraCharacteristics characteristics = manager.getCameraCharacteristics(str);
final int supportLevel = characteristics.get(CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL);
if (supportLevel == CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_LEGACY) {
notFull = false;
break;
}
}
}
return notFull;
} catch (Throwable ignore) {
return false;
}
}
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打开相机主要调用的是mCameraManager.openCamera(currentCameraId, stateCallback, backgroundHandler)方法，如你所见，它有三个参数：
- String cameraId：摄像头的唯一ID。
- CameraDevice.StateCallback callback：摄像头打开的相关回调。
- Handler handler：StateCallback需要调用的Handler，我们一般可以用当前线程的Handler。
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mCameraManager.openCamera(currentCameraId, stateCallback, backgroundHandler); -
上面我们提到了CameraDevice.StateCallback，它是摄像头打开的一个回调，定义了打开，关闭以及出错等各种回调方法，我们可以在 这些回调方法里做对应的操作。
private CameraDevice.StateCallback stateCallback = new CameraDevice.StateCallback() {
@Override
public void onOpened(@NonNull CameraDevice cameraDevice) {
//获取CameraDevice
mcameraDevice = cameraDevice;
}
@Override
public void onDisconnected(@NonNull CameraDevice cameraDevice) {
//关闭CameraDevice
cameraDevice.close();
}
@Override
public void onError(@NonNull CameraDevice cameraDevice, int error) {
//关闭CameraDevice
cameraDevice.close();
}
};
3.1.1 关闭相机
- 关闭相机就直接调用
cameraDevice.close();关闭CameraDevice。
3.1.2 开启预览
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Camera2都是通过创建请求会话的方式进行调用的，具体说来：
- 调用mCameraDevice.createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_PREVIEW)方法创建CaptureRequest
- 调用mCameraDevice.createCaptureSession()方法创建CaptureSession。
CaptureRequest.Builder createCaptureRequest(@RequestTemplate int templateType)
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createCaptureRequest()方法里参数templateType代表了请求类型，请求类型一共分为六种，分别为：
- TEMPLATE_PREVIEW：创建预览的请求
- TEMPLATE_STILL_CAPTURE：创建一个适合于静态图像捕获的请求，图像质量优先于帧速率。
- TEMPLATE_RECORD：创建视频录制的请求
- TEMPLATE_VIDEO_SNAPSHOT：创建视视频录制时截屏的请求
- TEMPLATE_ZERO_SHUTTER_LAG：创建一个适用于零快门延迟的请求。在不影响预览帧率的情况下最大化图像质量。
- TEMPLATE_MANUAL：创建一个基本捕获请求，这种请求中所有的自动控制都是禁用的(自动曝光，自动白平衡、自动焦点)。
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createCaptureSession(@NonNull List<Surface> outputs, @NonNull CameraCaptureSession.StateCallback callback, @Nullable Handler handler) -
createCaptureSession()方法一共包含三个参数：
- List outputs：我们需要输出到的Surface列表。
- CameraCaptureSession.StateCallback callback：会话状态相关回调。
- Handler handler：callback可以有多个（来自不同线程），这个handler用来区别那个callback应该被回调，一般写当前线程的Handler即可。
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关于CameraCaptureSession.StateCallback里的回调方法：
- onConfigured(@NonNull CameraCaptureSession session); 摄像头完成配置，可以处理Capture请求了。
- onConfigureFailed(@NonNull CameraCaptureSession session); 摄像头配置失败
- onReady(@NonNull CameraCaptureSession session); 摄像头处于就绪状态，当前没有请求需要处理。
- onActive(@NonNull CameraCaptureSession session); 摄像头正在处理请求。
- onClosed(@NonNull CameraCaptureSession session); 会话被关闭
- onSurfacePrepared(@NonNull CameraCaptureSession session, @NonNull Surface surface); Surface准备就绪
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理解了这些东西，创建预览请求就十分简单了。
previewRequestBuilder = mCameraDevice.createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_PREVIEW);
previewRequestBuilder.addTarget(workingSurface);
//注意这里除了预览的Surface，我们还添加了imageReader.getSurface()它就是负责拍照完成后用来获取数据的
mCameraDevice.createCaptureSession(Arrays.asList(workingSurface, imageReader.getSurface()),
new CameraCaptureSession.StateCallback() {
@Override
public void onConfigured(@NonNull CameraCaptureSession cameraCaptureSession) {
cameraCaptureSession.setRepeatingRequest(previewRequest, captureCallback, backgroundHandler);
}
@Override
public void onConfigureFailed(@NonNull CameraCaptureSession cameraCaptureSession) {
Log.d(TAG, "Fail while starting preview: ");
}
}, null);
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可以发现，在onConfigured()里调用了cameraCaptureSession.setRepeatingRequest(previewRequest, captureCallback, backgroundHandler)，这样我们就可以 持续的进行预览了。
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上面我们说了添加了imageReader.getSurface()它就是负责拍照完成后用来获取数据，具体操作就是为ImageReader设置一个OnImageAvailableListener，然后在它的onImageAvailable() 方法里获取。
mImageReader.setOnImageAvailableListener(mOnImageAvailableListener, mBackgroundHandler);
private final ImageReader.OnImageAvailableListener mOnImageAvailableListener
= new ImageReader.OnImageAvailableListener() {
@Override
public void onImageAvailable(ImageReader reader) {
//当图片可得到的时候获取图片并保存
mBackgroundHandler.post(new ImageSaver(reader.acquireNextImage(), mFile));
}
};
3.1.4 关闭预览
- 关闭预览就是关闭当前预览的会话，结合上面开启预览的内容，具体实现如下：
if (captureSession != null) {
captureSession.close();
try {
captureSession.abortCaptures();
} catch (Exception ignore) {
} finally {
captureSession = null;
}
}
3.1.5 拍照
- 拍照具体来说分为三步：
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对焦
- 定义了一个CameraCaptureSession.CaptureCallback来处理对焦请求返回的结果。
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拍照
- 定义了一个captureStillPicture()来进行拍照。
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取消对焦
- 拍完照片后，还要解锁相机焦点，让相机恢复到预览状态。
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// 对焦
private CameraCaptureSession.CaptureCallback captureCallback = new CameraCaptureSession.CaptureCallback() {
@Override
public void onCaptureProgressed(@NonNull CameraCaptureSession session,
@NonNull CaptureRequest request,
@NonNull CaptureResult partialResult) {
}
@Override
public void onCaptureCompleted(@NonNull CameraCaptureSession session,
@NonNull CaptureRequest request,
@NonNull TotalCaptureResult result) {
//等待对焦
final Integer afState = result.get(CaptureResult.CONTROL_AF_STATE);
if (afState == null) {
//对焦失败，直接拍照
captureStillPicture();
} else if (CaptureResult.CONTROL_AF_STATE_FOCUSED_LOCKED == afState
|| CaptureResult.CONTROL_AF_STATE_NOT_FOCUSED_LOCKED == afState
|| CaptureResult.CONTROL_AF_STATE_INACTIVE == afState
|| CaptureResult.CONTROL_AF_STATE_PASSIVE_SCAN == afState) {
Integer aeState = result.get(CaptureResult.CONTROL_AE_STATE);
if (aeState == null ||
aeState == CaptureResult.CONTROL_AE_STATE_CONVERGED) {
previewState = STATE_PICTURE_TAKEN;
//对焦完成，进行拍照
captureStillPicture();
} else {
runPreCaptureSequence();
}
}
}
};
// 拍照
private void captureStillPicture() {
try {
if (null == mCameraDevice) {
return;
}
//构建用来拍照的CaptureRequest
final CaptureRequest.Builder captureBuilder =
mCameraDevice.createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_STILL_CAPTURE);
captureBuilder.addTarget(imageReader.getSurface());
//使用相同的AR和AF模式作为预览
captureBuilder.set(CaptureRequest.CONTROL_AF_MODE, CaptureRequest.CONTROL_AF_MODE_CONTINUOUS_PICTURE);
//设置方向
captureBuilder.set(CaptureRequest.JPEG_ORIENTATION, getPhotoOrientation(mCameraConfigProvider.getSensorPosition()));
//创建会话
CameraCaptureSession.CaptureCallback CaptureCallback = new CameraCaptureSession.CaptureCallback() {
@Override
public void onCaptureCompleted(@NonNull CameraCaptureSession session,
@NonNull CaptureRequest request,
@NonNull TotalCaptureResult result) {
Log.d(TAG, "onCaptureCompleted: ");
}
};
//停止连续取景
captureSession.stopRepeating();
//捕获照片
captureSession.capture(captureBuilder.build(), CaptureCallback, null);
} catch (CameraAccessException e) {
Log.e(TAG, "Error during capturing picture");
}
}
// 取消对焦
try {
//重置自动对焦
previewRequestBuilder.set(CaptureRequest.CONTROL_AF_TRIGGER, CameraMetadata.CONTROL_AF_TRIGGER_CANCEL);
captureSession.capture(previewRequestBuilder.build(), captureCallback, backgroundHandler);
//相机恢复正常的预览状态
previewState = STATE_PREVIEW;
//打开连续取景模式
captureSession.setRepeatingRequest(previewRequest, captureCallback, backgroundHandler);
} catch (Exception e) {
Log.e(TAG, "Error during focus unlocking");
}
3.1.6 开始/结束录制视频
- 这部分暂时先放置不深究。
3.2 Android Camera原理之openCamera模块(一)
- Java端上层开发的时候只需要知道如何调度API，如何调起Camera即可，但是关于API的内部实现需要通过Framework层代码往下一步一步步深入，本节从向上的API函数openCamera开始，展开讨论camera调起之后底层是如何工作的。
3.2.1 CameraManager
- CameraManager是本地的SystemService集合中一个service，在SystemServiceRegistry中注册：
registerService(Context.CAMERA_SERVICE, CameraManager.class,
new CachedServiceFetcher<CameraManager>() {
@Override
public CameraManager createService(ContextImpl ctx) {
return new CameraManager(ctx);
}});
- SystemServiceRegistry中有两个HashMap集合来存储本地的SystemService数据，有一点要注意点一些，这和Binder的service不同，他们不是binder service，只是普通的调用模块，集成到一个本地service中，便于管理。
private static final HashMap<Class<?>, String> SYSTEM_SERVICE_NAMES =
new HashMap<Class<?>, String>();
private static final HashMap<String, ServiceFetcher<?>> SYSTEM_SERVICE_FETCHERS =
new HashMap<String, ServiceFetcher<?>>();
3.2.2 openCamera函数
- CameraManager中两个openCamera(...)，只是一个传入Handler（句柄），一个传入Executor（操作线程池），是想用线程池来执行Camera中耗时操作。
- cameraId 是一个标识，标识当前要打开的camera
- callback 是一个状态回调，当前camera被打开的时候，这个状态回调会被触发的。
- handler 是传入的一个执行耗时操作的handler
- executor 操作线程池
public void openCamera(@NonNull String cameraId,
@NonNull final CameraDevice.StateCallback callback, @Nullable Handler handler)
public void openCamera(@NonNull String cameraId,
@NonNull @CallbackExecutor Executor executor,
@NonNull final CameraDevice.StateCallback callback)
- 了解一下openCamera的调用流程：
3.2.2.1 openCameraDeviceUserAsync函数
private CameraDevice openCameraDeviceUserAsync(String cameraId,
CameraDevice.StateCallback callback, Executor executor, final int uid)
throws CameraAccessException
{
//......
}
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返回值是CameraDevice，从Camera2 API中讲解了Camera framework模块中主要类之间的关系，CameraDevice是抽象类，CameraDeviceImpl是其实现类，就是要获取CameraDeviceImpl的实例。
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这个函数的主要作用就是到底层获取相机设备的信息，并获取当前指定cameraId的设备实例。本函数的主要工作可以分为下面五点：
- 获取当前cameraId指定相机的设备信息
- 利用获取相机的设备信息创建CameraDeviceImpl实例
- 调用远程CameraService获取当前相机的远程服务
- 将获取的远程服务设置到CameraDeviceImpl实例中
- 返回CameraDeviceImpl实例
3.2.2.2 获取当前cameraId指定相机的设备信息
CameraCharacteristics characteristics = getCameraCharacteristics(cameraId);
- 一句简单的调用，返回值是CameraCharacteristics，CameraCharacteristics提供了CameraDevice的各种属性，可以通过getCameraCharacteristics函数来查询。
public CameraCharacteristics getCameraCharacteristics(@NonNull String cameraId)
throws CameraAccessException {
CameraCharacteristics characteristics = null;
if (CameraManagerGlobal.sCameraServiceDisabled) {
throw new IllegalArgumentException("No cameras available on device");
}
synchronized (mLock) {
ICameraService cameraService = CameraManagerGlobal.get().getCameraService();
if (cameraService == null) {
throw new CameraAccessException(CameraAccessException.CAMERA_DISCONNECTED,
"Camera service is currently unavailable");
}
try {
if (!supportsCamera2ApiLocked(cameraId)) {
int id = Integer.parseInt(cameraId);
String parameters = cameraService.getLegacyParameters(id);
CameraInfo info = cameraService.getCameraInfo(id);
characteristics = LegacyMetadataMapper.createCharacteristics(parameters, info);
} else {
CameraMetadataNative info = cameraService.getCameraCharacteristics(cameraId);
characteristics = new CameraCharacteristics(info);
}
} catch (ServiceSpecificException e) {
throwAsPublicException(e);
} catch (RemoteException e) {
throw new CameraAccessException(CameraAccessException.CAMERA_DISCONNECTED,
"Camera service is currently unavailable", e);
}
}
return characteristics;
}
- 一个关键的函数----> supportsCamera2ApiLocked(cameraId)，这个函数的意思是 当前camera服务是否支持camera2 api，如果支持，返回true，如果不支持，返回false。
private boolean supportsCameraApiLocked(String cameraId, int apiVersion) {
/*
* Possible return values:
* - NO_ERROR => CameraX API is supported
* - CAMERA_DEPRECATED_HAL => CameraX API is *not* supported (thrown as an exception)
* - Remote exception => If the camera service died
*
* Anything else is an unexpected error we don't want to recover from.
*/
try {
ICameraService cameraService = CameraManagerGlobal.get().getCameraService();
// If no camera service, no support
if (cameraService == null) return false;
return cameraService.supportsCameraApi(cameraId, apiVersion);
} catch (RemoteException e) {
// Camera service is now down, no support for any API level
}
return false;
}
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调用的CameraService对应的是ICameraService.aidl，对应的实现类在frameworks/av/services/camera/libcameraservice/CameraService.h里。
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下面是CameraManager与CameraService之间的连接关系图示：
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CameraManagerGlobal是CameraManager中的内部类，服务端在native层，Camera2API介绍的时候已经说明了当前cameraservice是放在frameworks/av/services/camera/libcameraservice/中的，编译好了之后会生成一个libcameraservices.so的共享库。熟悉camera代码，首先应该熟悉camera架构的代码。
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这儿监测的是当前camera架构是基于HAL什么版本的，看下面的switch判断：
- 当前device是基于HAL1.0 HAL3.0 HAL3.1，并且apiversion不是API_VERSION_2，此时支持，这里要搞清楚了，这里的API_VERSION_2不是api level 2，而是camera1还是camera2。
- 当前device是基于HAL3.2 HAL3.3 HAL3.4，此时支持
- 目前android版本，正常情况下都是支持camera2的
Status CameraService::supportsCameraApi(const String16& cameraId, int apiVersion,
/*out*/ bool *isSupported) {
ATRACE_CALL();
const String8 id = String8(cameraId);
ALOGV("%s: for camera ID = %s", __FUNCTION__, id.string());
switch (apiVersion) {
case API_VERSION_1:
case API_VERSION_2:
break;
default:
String8 msg = String8::format("Unknown API version %d", apiVersion);
ALOGE("%s: %s", __FUNCTION__, msg.string());
return STATUS_ERROR(ERROR_ILLEGAL_ARGUMENT, msg.string());
}
int deviceVersion = getDeviceVersion(id);
switch(deviceVersion) {
case CAMERA_DEVICE_API_VERSION_1_0:
case CAMERA_DEVICE_API_VERSION_3_0:
case CAMERA_DEVICE_API_VERSION_3_1:
if (apiVersion == API_VERSION_2) {
ALOGV("%s: Camera id %s uses HAL version %d <3.2, doesn't support api2 without shim",
__FUNCTION__, id.string(), deviceVersion);
*isSupported = false;
} else { // if (apiVersion == API_VERSION_1) {
ALOGV("%s: Camera id %s uses older HAL before 3.2, but api1 is always supported",
__FUNCTION__, id.string());
*isSupported = true;
}
break;
case CAMERA_DEVICE_API_VERSION_3_2:
case CAMERA_DEVICE_API_VERSION_3_3:
case CAMERA_DEVICE_API_VERSION_3_4:
ALOGV("%s: Camera id %s uses HAL3.2 or newer, supports api1/api2 directly",
__FUNCTION__, id.string());
*isSupported = true;
break;
case -1: {
String8 msg = String8::format("Unknown camera ID %s", id.string());
ALOGE("%s: %s", __FUNCTION__, msg.string());
return STATUS_ERROR(ERROR_ILLEGAL_ARGUMENT, msg.string());
}
default: {
String8 msg = String8::format("Unknown device version %x for device %s",
deviceVersion, id.string());
ALOGE("%s: %s", __FUNCTION__, msg.string());
return STATUS_ERROR(ERROR_INVALID_OPERATION, msg.string());
}
}
return Status::ok();
}
- 采用camera2 api来获取相机设备的信息。
CameraMetadataNative info = cameraService.getCameraCharacteristics(cameraId);
characteristics = new CameraCharacteristics(info);
- 其中DeviceInfo3是CameraProviderManager::ProviderInfo::DeviceInfo3，CameraProviderManager中的结构体，最终返回的是CameraMetadata类型，它是一个Parcelable类型，native中对应的代码是frameworks/av/camera/include/camera/CameraMetadata.h，java中对应的是frameworks/base/core/java/android/hardware/camera2/impl/CameraMetadataNative.java，Parcelable类型是可以跨进程传输的。下面是在native中定义CameraMetadata为CameraMetadataNative。
namespace hardware {
namespace camera2 {
namespace impl {
using ::android::CameraMetadata;
typedef CameraMetadata CameraMetadataNative;
}
}
}
- 我们关注其中的一个调用函数：
status_t CameraProviderManager::getCameraCharacteristicsLocked(const std::string &id,
CameraMetadata* characteristics) const {
auto deviceInfo = findDeviceInfoLocked(id, /*minVersion*/ {3,0}, /*maxVersion*/ {4,0});
if (deviceInfo == nullptr) return NAME_NOT_FOUND;
return deviceInfo->getCameraCharacteristics(characteristics);
}
- 发现了调用了一个findDeviceInfoLocked(...)函数，返回类型是一个DeviceInfo结构体，CameraProviderManager.h中定义了三个DeviceInfo结构体，除了DeviceInfo之外，还有DeviceInfo1与DeviceInfo3，他们都继承DeviceInfo，其中DeviceInfo1为HALv1服务，DeviceInfo3为HALv3-specific服务，都是提供camera device一些基本信息。这里主要看下findDeviceInfoLocked(...)函数：
CameraProviderManager::ProviderInfo::DeviceInfo* CameraProviderManager::findDeviceInfoLocked(
const std::string& id,
hardware::hidl_version minVersion, hardware::hidl_version maxVersion) const {
for (auto& provider : mProviders) {
for (auto& deviceInfo : provider->mDevices) {
if (deviceInfo->mId == id &&
minVersion <= deviceInfo->mVersion && maxVersion >= deviceInfo->mVersion) {
return deviceInfo.get();
}
}
}
return nullptr;
}
- 这儿的是mProviders是ProviderInfo类型的列表，这个ProviderInfo也是CameraProviderManager.h中定义的结构体，并且上面3种DeviceInfo都是定义在ProviderInfo里面的。下面给出了ProviderInfo的代码大纲，裁剪了很多代码，但是我们还是能看到核心的代码：ProviderInfo是管理当前手机的camera device设备的，通过addDevice保存在mDevices中，接下来我们看下这个addDevice是如何工作的。
struct ProviderInfo :
virtual public hardware::camera::provider::V2_4::ICameraProviderCallback,
virtual public hardware::hidl_death_recipient
{
//......
ProviderInfo(const std::string &providerName,
sp<hardware::camera::provider::V2_4::ICameraProvider>& interface,
CameraProviderManager *manager);
~ProviderInfo();
status_t initialize();
const std::string& getType() const;
status_t addDevice(const std::string& name,
hardware::camera::common::V1_0::CameraDeviceStatus initialStatus =
hardware::camera::common::V1_0::CameraDeviceStatus::PRESENT,
/*out*/ std::string *parsedId = nullptr);
// ICameraProviderCallbacks interface - these lock the parent mInterfaceMutex
virtual hardware::Return<void> cameraDeviceStatusChange(
const hardware::hidl_string& cameraDeviceName,
hardware::camera::common::V1_0::CameraDeviceStatus newStatus) override;
virtual hardware::Return<void> torchModeStatusChange(
const hardware::hidl_string& cameraDeviceName,
hardware::camera::common::V1_0::TorchModeStatus newStatus) override;
// hidl_death_recipient interface - this locks the parent mInterfaceMutex
virtual void serviceDied(uint64_t cookie, const wp<hidl::base::V1_0::IBase>& who) override;
// Basic device information, common to all camera devices
struct DeviceInfo {
//......
};
std::vector<std::unique_ptr<DeviceInfo>> mDevices;
std::unordered_set<std::string> mUniqueCameraIds;
int mUniqueDeviceCount;
// HALv1-specific camera fields, including the actual device interface
struct DeviceInfo1 : public DeviceInfo {
//......
};
// HALv3-specific camera fields, including the actual device interface
struct DeviceInfo3 : public DeviceInfo {
//......
};
private:
void removeDevice(std::string id);
};
- mProviders是如何添加的？
-
1.CameraService --> onFirstRef()
-
2.CameraService --> enumerateProviders()
-
3.CameraProviderManager --> initialize(this)
-
initialize(...)函数原型是：
status_t initialize(wp<StatusListener> listener,ServiceInteractionProxy *proxy = &sHardwareServiceInteractionProxy);- 第2个参数默认是sHardwareServiceInteractionProxy类型：
-
hardware::Camera::provider::V2_4::ICameraProvider::getService(serviceName)出处
-
在./hardware/interfaces/camera/provider/2.4/default/CameraProvider.cpp，传入的参数可能是下面两种的一个：
- const std::string kLegacyProviderName("legacy/0"); 代表 HALv1
- const std::string kExternalProviderName("external/0"); 代码HALv3-specific
-
// 第2个参数默认是sHardwareServiceInteractionProxy类型:
struct ServiceInteractionProxy {
virtual bool registerForNotifications(
const std::string &serviceName,
const sp<hidl::manager::V1_0::IServiceNotification>
¬ification) = 0;
virtual sp<hardware::camera::provider::V2_4::ICameraProvider> getService(
const std::string &serviceName) = 0;
virtual ~ServiceInteractionProxy() {}
};
// Standard use case - call into the normal generated static methods which invoke
// the real hardware service manager
struct HardwareServiceInteractionProxy : public ServiceInteractionProxy {
virtual bool registerForNotifications(
const std::string &serviceName,
const sp<hidl::manager::V1_0::IServiceNotification>
¬ification) override {
return hardware::camera::provider::V2_4::ICameraProvider::registerForNotifications(
serviceName, notification);
}
virtual sp<hardware::camera::provider::V2_4::ICameraProvider> getService(
const std::string &serviceName) override {
return hardware::camera::provider::V2_4::ICameraProvider::getService(serviceName);
}
};
// ICameraProvider
ICameraProvider* HIDL_FETCH_ICameraProvider(const char* name) {
if (strcmp(name, kLegacyProviderName) == 0) {
CameraProvider* provider = new CameraProvider();
if (provider == nullptr) {
ALOGE("%s: cannot allocate camera provider!", __FUNCTION__);
return nullptr;
}
if (provider->isInitFailed()) {
ALOGE("%s: camera provider init failed!", __FUNCTION__);
delete provider;
return nullptr;
}
return provider;
} else if (strcmp(name, kExternalProviderName) == 0) {
ExternalCameraProvider* provider = new ExternalCameraProvider();
return provider;
}
ALOGE("%s: unknown instance name: %s", __FUNCTION__, name);
return nullptr;
}
- addDevice是如何工作的？
- 1.CameraProviderManager::ProviderInfo::initialize()初始化的时候是检查当前的camera device，检查的执行函数是：（1）
- 最终调用到./hardware/interfaces/camera/provider/2.4/default/CameraProvider.cpp中的getCameraIdList函数：CAMERA_DEVICE_STATUS_PRESENT表明当前的camera是可用的，mCameraStatusMap存储了所有的camera 设备列表。（2）
// （1）
std::vector<std::string> devices;
hardware::Return<void> ret = mInterface->getCameraIdList([&status, &devices](
Status idStatus,
const hardware::hidl_vec<hardware::hidl_string>& cameraDeviceNames) {
status = idStatus;
if (status == Status::OK) {
for (size_t i = 0; i < cameraDeviceNames.size(); i++) {
devices.push_back(cameraDeviceNames[i]);
}
} });
// （2）
Return<void> CameraProvider::getCameraIdList(getCameraIdList_cb _hidl_cb) {
std::vector<hidl_string> deviceNameList;
for (auto const& deviceNamePair : mCameraDeviceNames) {
if (mCameraStatusMap[deviceNamePair.first] == CAMERA_DEVICE_STATUS_PRESENT) {
deviceNameList.push_back(deviceNamePair.second);
}
}
hidl_vec<hidl_string> hidlDeviceNameList(deviceNameList);
_hidl_cb(Status::OK, hidlDeviceNameList);
return Void();
}
- 我们理一下整体的调用结构：
- 1.上面谈的camera2 api就是在framework层的，在应用程序进程中。
- 2.CameraService，是camera2 api binder IPC通信方式调用到服务端的，camera相关的操作都在在服务端进行。所在的位置就是./frameworks/av/services/camera/下面
- 3.服务端也只是一个桥梁，service也会调用到HAL，硬件抽象层，具体位置在./hardware/interfaces/camera/provider/2.4
- 4.camera driver，底层的驱动层了，这是真正操作硬件的地方。
3.2.2.3 利用获取相机的设备信息创建CameraDeviceImpl实例
android.hardware.camera2.impl.CameraDeviceImpl deviceImpl =
new android.hardware.camera2.impl.CameraDeviceImpl(
cameraId,
callback,
executor,
characteristics,
mContext.getApplicationInfo().targetSdkVersion);
- 创建CameraDevice实例，传入了刚刚获取的characteristics参数（camera设备信息赋值为CameraDevice实例）。这个实例接下来还会使用，使用的时候再谈一下。
3.2.2.4 调用远程CameraService获取当前相机的远程服务
// Use cameraservice's cameradeviceclient implementation for HAL3.2+ devices
ICameraService cameraService = CameraManagerGlobal.get().getCameraService();
if (cameraService == null) {
throw new ServiceSpecificException(
ICameraService.ERROR_DISCONNECTED,
"Camera service is currently unavailable");
}
cameraUser = cameraService.connectDevice(callbacks, cameraId,
mContext.getOpPackageName(), uid);
- 这个函数的主要目的就是连接当前的cameraDevice设备。调用到CameraService::connectDevice中。
Status CameraService::connectDevice(
const sp<hardware::camera2::ICameraDeviceCallbacks>& cameraCb,
const String16& cameraId,
const String16& clientPackageName,
int clientUid,
/*out*/
sp<hardware::camera2::ICameraDeviceUser>* device) {
ATRACE_CALL();
Status ret = Status::ok();
String8 id = String8(cameraId);
sp<CameraDeviceClient> client = nullptr;
ret = connectHelper<hardware::camera2::ICameraDeviceCallbacks,CameraDeviceClient>(cameraCb, id,
/*api1CameraId*/-1,
CAMERA_HAL_API_VERSION_UNSPECIFIED, clientPackageName,
clientUid, USE_CALLING_PID, API_2,
/*legacyMode*/ false, /*shimUpdateOnly*/ false,
/*out*/client);
if(!ret.isOk()) {
logRejected(id, getCallingPid(), String8(clientPackageName),
ret.toString8());
return ret;
}
*device = client;
return ret;
}
-
- connectDevice函数的第5个参数就是当前binder ipc的返回值，我们connectDevice之后，会得到一个cameraDeviceClient对象，这个对象会返回到应用程序进程中。我们接下来主要看看这个对象是如何生成的。
- validateConnectLocked：检查当前的camera device是否可用，这儿的判断比较简单，只是简单判断当前设备是否存在。
- handleEvictionsLocked：处理camera独占情况，主要的工作是当前的cameradevice如果已经被其他的设备使用了，或者是否有比当前调用优先级更高的调用等等，在执行完这个函数之后，才能完全判断当前的camera device是可用的，并且开始获取camera device的一些信息开始工作了。
- CameraFlashlight-->prepareDeviceOpen：此时准备连接camera device 了，需要判断一下如果当前的camera device有可用的flashlight，那就要开始准备好了，但是flashlight被占用的那就没有办法了。只是一个通知作用。
- getDeviceVersion：判断一下当前的camera device的version 版本，主要判断在CameraProviderManager::getHighestSupportedVersion函数中，这个函数中将camera device支持的最高和最低版本查清楚，然后我们判断当前的camera facing，只有两种情况CAMERA_FACING_BACK = 0与CAMERA_FACING_FRONT = 1，这些都是先置判断条件，只有这些检查都通过，说明当前camera device是确实可用的。
- makeClient：是根据当前的CAMERA_DEVICE_API_VERSION来判断的，当前最新的HAL架构都是基于HALv3的，所以我们采用的client都是CameraDeviceClient。
Status CameraService::makeClient(const sp<CameraService>& cameraService,
const sp<IInterface>& cameraCb, const String16& packageName, const String8& cameraId,
int api1CameraId, int facing, int clientPid, uid_t clientUid, int servicePid,
bool legacyMode, int halVersion, int deviceVersion, apiLevel effectiveApiLevel,
/*out*/sp<BasicClient>* client) {
if (halVersion < 0 || halVersion == deviceVersion) {
// Default path: HAL version is unspecified by caller, create CameraClient
// based on device version reported by the HAL.
switch(deviceVersion) {
case CAMERA_DEVICE_API_VERSION_1_0:
if (effectiveApiLevel == API_1) { // Camera1 API route
sp<ICameraClient> tmp = static_cast<ICameraClient*>(cameraCb.get());
*client = new CameraClient(cameraService, tmp, packageName,
api1CameraId, facing, clientPid, clientUid,
getpid(), legacyMode);
} else { // Camera2 API route
ALOGW("Camera using old HAL version: %d", deviceVersion);
return STATUS_ERROR_FMT(ERROR_DEPRECATED_HAL,
"Camera device "%s" HAL version %d does not support camera2 API",
cameraId.string(), deviceVersion);
}
break;
case CAMERA_DEVICE_API_VERSION_3_0:
case CAMERA_DEVICE_API_VERSION_3_1:
case CAMERA_DEVICE_API_VERSION_3_2:
case CAMERA_DEVICE_API_VERSION_3_3:
case CAMERA_DEVICE_API_VERSION_3_4:
if (effectiveApiLevel == API_1) { // Camera1 API route
sp<ICameraClient> tmp = static_cast<ICameraClient*>(cameraCb.get());
*client = new Camera2Client(cameraService, tmp, packageName,
cameraId, api1CameraId,
facing, clientPid, clientUid,
servicePid, legacyMode);
} else { // Camera2 API route
sp<hardware::camera2::ICameraDeviceCallbacks> tmp =
static_cast<hardware::camera2::ICameraDeviceCallbacks*>(cameraCb.get());
*client = new CameraDeviceClient(cameraService, tmp, packageName, cameraId,
facing, clientPid, clientUid, servicePid);
}
break;
default:
// Should not be reachable
ALOGE("Unknown camera device HAL version: %d", deviceVersion);
return STATUS_ERROR_FMT(ERROR_INVALID_OPERATION,
"Camera device "%s" has unknown HAL version %d",
cameraId.string(), deviceVersion);
}
} else {
// A particular HAL version is requested by caller. Create CameraClient
// based on the requested HAL version.
if (deviceVersion > CAMERA_DEVICE_API_VERSION_1_0 &&
halVersion == CAMERA_DEVICE_API_VERSION_1_0) {
// Only support higher HAL version device opened as HAL1.0 device.
sp<ICameraClient> tmp = static_cast<ICameraClient*>(cameraCb.get());
*client = new CameraClient(cameraService, tmp, packageName,
api1CameraId, facing, clientPid, clientUid,
servicePid, legacyMode);
} else {
// Other combinations (e.g. HAL3.x open as HAL2.x) are not supported yet.
ALOGE("Invalid camera HAL version %x: HAL %x device can only be"
" opened as HAL %x device", halVersion, deviceVersion,
CAMERA_DEVICE_API_VERSION_1_0);
return STATUS_ERROR_FMT(ERROR_ILLEGAL_ARGUMENT,
"Camera device "%s" (HAL version %d) cannot be opened as HAL version %d",
cameraId.string(), deviceVersion, halVersion);
}
}
return Status::ok();
}
- CameraClient与Camera2Client是之前系统版本使用的camera client对象，现在都使用CameraDeviceClient了
- BnCamera --> ./frameworks/av/camera/include/camera/android/hardware/ICamera.h
- ICamera --> ./frameworks/av/camera/include/camera/android/hardware/ICamera.h
- BnCameraDeviceUser --> android/hardware/camera2/BnCameraDeviceUser.h 这是ICameraDeviceUser.aidl自动生成的binder 对象。所以最终得到的client对象就是ICameraDeviceUser.Stub对象。
3.2.2.5 将获取的远程服务设置到CameraDeviceImpl实例中
deviceImpl.setRemoteDevice(cameraUser);
device = deviceImpl;
- 这个cameraUser就是cameraservice端设置的ICameraDeviceUser.Stub对象：
public void setRemoteDevice(ICameraDeviceUser remoteDevice) throws CameraAccessException {
synchronized(mInterfaceLock) {
// TODO: Move from decorator to direct binder-mediated exceptions
// If setRemoteFailure already called, do nothing
if (mInError) return;
mRemoteDevice = new ICameraDeviceUserWrapper(remoteDevice);
IBinder remoteDeviceBinder = remoteDevice.asBinder();
// For legacy camera device, remoteDevice is in the same process, and
// asBinder returns NULL.
if (remoteDeviceBinder != null) {
try {
remoteDeviceBinder.linkToDeath(this, /*flag*/ 0);
} catch (RemoteException e) {
CameraDeviceImpl.this.mDeviceExecutor.execute(mCallOnDisconnected);
throw new CameraAccessException(CameraAccessException.CAMERA_DISCONNECTED,
"The camera device has encountered a serious error");
}
}
mDeviceExecutor.execute(mCallOnOpened);
mDeviceExecutor.execute(mCallOnUnconfigured);
}
}
- 这个mRemoteDevice是应用程序进程和android camera service端之间链接的桥梁，上层操作camera的方法会通过调用mRemoteDevice来调用到camera service端来实现操作底层camera驱动的目的。
3.2.3 小结
- 本节通过我们熟知的openCamera函数讲起，openCamera串起应用程序和cameraService之间的联系，通过研究cameraservice代码，我们知道了底层是如何通过HAL调用camera驱动设备的。下面会逐渐深入讲解camera底层知识，不足之处，敬请谅解。
3.3 Android Camera原理之openCamera模块(二)
- 在openCamera模块(一)中主要讲解了openCamera的调用流程以及camera模块涉及到的4个层次之间的调用关系，但是一些细节问题并没有阐释到，本节补充一下细节问题，力求丰满整个openCamera模块的知识体系。
- 在API一节中谈到了调用openCamera的方法：
manager.openCamera(mCameraId, mStateCallback, mBackgroundHandler); - 其中这个manager就是CameraManager实例，openCamera方法上一篇文章已经介绍地比较清楚了，但是第二个参数mStateCallback没有深入讲解，大家只知道是一个相机状态的回调，但是这个状态很重要。这个状态回调会告知开发者当前的camera处于什么状态，在确切获得这个状态之后，才能进行下一步的操作。例如我打开camera是成功还是失败了，如果不知道的话是不能进行下一步的操作的。
private final CameraDevice.StateCallback mStateCallback = new CameraDevice.StateCallback() {
@Override
public void onOpened(@NonNull CameraDevice cameraDevice) {
// This method is called when the camera is opened. We start camera preview here.
mCameraOpenCloseLock.release();
mCameraDevice = cameraDevice;
createCameraPreviewSession();
}
@Override
public void onDisconnected(@NonNull CameraDevice cameraDevice) {
mCameraOpenCloseLock.release();
cameraDevice.close();
mCameraDevice = null;
}
@Override
public void onError(@NonNull CameraDevice cameraDevice, int error) {
mCameraOpenCloseLock.release();
cameraDevice.close();
mCameraDevice = null;
Activity activity = getActivity();
if (null != activity) {
activity.finish();
}
}
};
- openCamer(二)想要探讨的是Camera状态是如何回调的。（在上节中已经谈到了详细的调用流程，不再赘述）
3.2.1 openCameraDeviceUserAsync中StateCallback
- openCamera会调用到openCameraDeviceUserAsync(...)中，当然也会把它的StateCallback参数传进来，这个参数和获取到的CameraCharacteristics一起传入CameraDeviceImpl的构造函数中。
android.hardware.camera2.impl.CameraDeviceImpl deviceImpl =
new android.hardware.camera2.impl.CameraDeviceImpl(
cameraId,
callback,
executor,
characteristics,
mContext.getApplicationInfo().targetSdkVersion);
- 但是传入cameraService的回调参数却不是这个回调，看一下代码：
ICameraDeviceCallbacks callbacks = deviceImpl.getCallbacks();
//......
cameraUser = cameraService.connectDevice(callbacks, cameraId,
mContext.getOpPackageName(), uid);
- 这个callbacks是CameraDeviceImpl实例中的参数，那么这个callbacks和我们传入的StateCallback有什么关系了，还是要去CameraDeviceImpl中看。
public CameraDeviceImpl(String cameraId, StateCallback callback, Executor executor,
CameraCharacteristics characteristics, int appTargetSdkVersion) {
if (cameraId == null || callback == null || executor == null || characteristics == null) {
throw new IllegalArgumentException("Null argument given");
}
mCameraId = cameraId;
mDeviceCallback = callback;
mDeviceExecutor = executor;
mCharacteristics = characteristics;
mAppTargetSdkVersion = appTargetSdkVersion;
final int MAX_TAG_LEN = 23;
String tag = String.format("CameraDevice-JV-%s", mCameraId);
if (tag.length() > MAX_TAG_LEN) {
tag = tag.substring(0, MAX_TAG_LEN);
}
TAG = tag;
Integer partialCount =
mCharacteristics.get(CameraCharacteristics.REQUEST_PARTIAL_RESULT_COUNT);
if (partialCount == null) {
// 1 means partial result is not supported.
mTotalPartialCount = 1;
} else {
mTotalPartialCount = partialCount;
}
}
- 构造函数中传入的StateCallback赋给了CameraDeviceImpl中的mDeviceCallback
private final CameraDeviceCallbacks mCallbacks = new CameraDeviceCallbacks();
public CameraDeviceCallbacks getCallbacks() {
return mCallbacks;
}
public class CameraDeviceCallbacks extends ICameraDeviceCallbacks.Stub {
//......
}
3.2.2 CameraDeviceCallbacks回调
- ICameraDeviceCallbacks.aidl自动生成的android/hardware/camera2/ICameraDeviceCallbacks.h文件
class ICameraDeviceCallbacksDefault : public ICameraDeviceCallbacks {
public:
::android::IBinder* onAsBinder() override;
::android::binder::Status onDeviceError(int32_t errorCode, const ::android::hardware::camera2::impl::CaptureResultExtras& resultExtras) override;
::android::binder::Status onDeviceIdle() override;
::android::binder::Status onCaptureStarted(const ::android::hardware::camera2::impl::CaptureResultExtras& resultExtras, int64_t timestamp) override;
::android::binder::Status onResultReceived(const ::android::hardware::camera2::impl::CameraMetadataNative& result, const ::android::hardware::camera2::impl::CaptureResultExtras& resultExtras, const ::std::vector<::android::hardware::camera2::impl::PhysicalCaptureResultInfo>& physicalCaptureResultInfos) override;
::android::binder::Status onPrepared(int32_t streamId) override;
::android::binder::Status onRepeatingRequestError(int64_t lastFrameNumber, int32_t repeatingRequestId) override;
::android::binder::Status onRequestQueueEmpty() override;
};
- 这个回调函数是从CameraService中调上来的。下面的回调包含了Camera执行过程中的各种状态，执行成功、执行失败、数据接收成功等等。这儿暂时不展开描述，等后面capture image的时候会详细阐释。
- onDeviceError
- onDeviceIdle
- onCaptureStarted
- onResultReceived
- onPrepared
- onRepeatingRequestError
- onRequestQueueEmpty
3.2.3 StateCallback回调
- StateCallback是openCamera传入的3个参数中的一个，这是一个标识当前camera连接状态的回调。
public static abstract class StateCallback {
public static final int ERROR_CAMERA_IN_USE = 1;
public static final int ERROR_MAX_CAMERAS_IN_USE = 2;
public static final int ERROR_CAMERA_DISABLED = 3;
public static final int ERROR_CAMERA_DEVICE = 4;
public static final int ERROR_CAMERA_SERVICE = 5;
/** @hide */
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
@IntDef(prefix = {"ERROR_"}, value =
{ERROR_CAMERA_IN_USE,
ERROR_MAX_CAMERAS_IN_USE,
ERROR_CAMERA_DISABLED,
ERROR_CAMERA_DEVICE,
ERROR_CAMERA_SERVICE })
public @interface ErrorCode {};
public abstract void onOpened(@NonNull CameraDevice camera); // Must implement
public void onClosed(@NonNull CameraDevice camera) {
// Default empty implementation
}
public abstract void onDisconnected(@NonNull CameraDevice camera); // Must implement
public abstract void onError(@NonNull CameraDevice camera,
@ErrorCode int error); // Must implement
}
- onOpened回调：
- 当前camera device已经被打开了，会触发这个回调。探明camera的状态是opened了，这是可以开始createCaptureSession开始使用camera 捕捉图片或者视频了。
- 触发onOpened回调的地方在setRemoteDevice(...)，这个函数在connectDevice(...)连接成功之后执行，表明当前的camera device已经连接成功了，触发camera 能够打开的回调。
public void setRemoteDevice(ICameraDeviceUser remoteDevice) throws CameraAccessException {
synchronized(mInterfaceLock) {
// TODO: Move from decorator to direct binder-mediated exceptions
// If setRemoteFailure already called, do nothing
if (mInError) return;
mRemoteDevice = new ICameraDeviceUserWrapper(remoteDevice);
IBinder remoteDeviceBinder = remoteDevice.asBinder();
// For legacy camera device, remoteDevice is in the same process, and
// asBinder returns NULL.
if (remoteDeviceBinder != null) {
try {
remoteDeviceBinder.linkToDeath(this, /*flag*/ 0);
} catch (RemoteException e) {
CameraDeviceImpl.this.mDeviceExecutor.execute(mCallOnDisconnected);
throw new CameraAccessException(CameraAccessException.CAMERA_DISCONNECTED,
"The camera device has encountered a serious error");
}
}
mDeviceExecutor.execute(mCallOnOpened);
mDeviceExecutor.execute(mCallOnUnconfigured);
}
}
private final Runnable mCallOnOpened = new Runnable() {
@Override
public void run() {
StateCallbackKK sessionCallback = null;
synchronized(mInterfaceLock) {
if (mRemoteDevice == null) return; // Camera already closed
sessionCallback = mSessionStateCallback;
}
if (sessionCallback != null) {
sessionCallback.onOpened(CameraDeviceImpl.this);
}
mDeviceCallback.onOpened(CameraDeviceImpl.this);
}
};
- onClosed回调：
- camera device已经被关闭，这个回调被触发。一般是终端开发者closeCamera的时候会释放当前持有的camera device，这是正常的现象。
public void close() {
synchronized (mInterfaceLock) {
if (mClosing.getAndSet(true)) {
return;
}
if (mRemoteDevice != null) {
mRemoteDevice.disconnect();
mRemoteDevice.unlinkToDeath(this, /*flags*/0);
}
if (mRemoteDevice != null || mInError) {
mDeviceExecutor.execute(mCallOnClosed);
}
mRemoteDevice = null;
}
}
private final Runnable mCallOnClosed = new Runnable() {
private boolean mClosedOnce = false;
@Override
public void run() {
if (mClosedOnce) {
throw new AssertionError("Don't post #onClosed more than once");
}
StateCallbackKK sessionCallback = null;
synchronized(mInterfaceLock) {
sessionCallback = mSessionStateCallback;
}
if (sessionCallback != null) {
sessionCallback.onClosed(CameraDeviceImpl.this);
}
mDeviceCallback.onClosed(CameraDeviceImpl.this);
mClosedOnce = true;
}
};
- onDisconnected回调：
- camera device不再可用，打开camera device失败了，一般是因为权限或者安全策略问题导致camera device打不开。一旦连接camera device出现ERROR_CAMERA_DISCONNECTED问题了，这是函数就会被回调，表示当前camera device处于断开的状态。
- onError回调：
- 调用camera device的时候出现了严重的问题。执行CameraService-->connectDevice 出现异常了
} catch (ServiceSpecificException e) {
if (e.errorCode == ICameraService.ERROR_DEPRECATED_HAL) {
throw new AssertionError("Should've gone down the shim path");
} else if (e.errorCode == ICameraService.ERROR_CAMERA_IN_USE ||
e.errorCode == ICameraService.ERROR_MAX_CAMERAS_IN_USE ||
e.errorCode == ICameraService.ERROR_DISABLED ||
e.errorCode == ICameraService.ERROR_DISCONNECTED ||
e.errorCode == ICameraService.ERROR_INVALID_OPERATION) {
// Received one of the known connection errors
// The remote camera device cannot be connected to, so
// set the local camera to the startup error state
deviceImpl.setRemoteFailure(e);
if (e.errorCode == ICameraService.ERROR_DISABLED ||
e.errorCode == ICameraService.ERROR_DISCONNECTED ||
e.errorCode == ICameraService.ERROR_CAMERA_IN_USE) {
// Per API docs, these failures call onError and throw
throwAsPublicException(e);
}
} else {
// Unexpected failure - rethrow
throwAsPublicException(e);
}
} catch (RemoteException e) {
// Camera service died - act as if it's a CAMERA_DISCONNECTED case
ServiceSpecificException sse = new ServiceSpecificException(
ICameraService.ERROR_DISCONNECTED,
"Camera service is currently unavailable");
deviceImpl.setRemoteFailure(sse);
throwAsPublicException(sse);
}
- deviceImpl.setRemoteFailure(e);是执行onError回调的函数。
3.2.4 小结
- Camera的知识点非常多，这两节主要是见微知著，从openCamera讲起，从顶层到底层的浏览一遍整个框架，由浅入深的学习camera知识。下面总结的是连接成功之后，StateCallback-->onOpened回调中camera会如何操作。
3.3 Android Camera原理之createCaptureSession模块
- openCamera成功之后就会执行CameraDeviceImpl-->createCaptureSession，执行成功的回调CameraDevice.StateCallback的onOpened(CameraDevice cameraDevice)方法，当前这个CameraDevice参数就是当前已经打开的相机设备。
- 获取了相机设备，接下来要创建捕捉会话，会话建立成功，可以在当前会话的基础上设置相机预览界面，这时候我们调整摄像头，就能看到屏幕上渲染的相机输入流了，接下来我们可以操作拍照片、拍视频等操作。
- 上图是createCaptureSession执行流程，涉及到的代码模块流程非常复杂，这儿只是提供了核心的一些流程。接下来我们会从代码结构和代码功能的基础上来讲述这一块的内容。
3.3.1 CameraDeviceImpl->createCaptureSession
public void createCaptureSession(List<Surface> outputs,
CameraCaptureSession.StateCallback callback, Handler handler)
throws CameraAccessException {
List<OutputConfiguration> outConfigurations = new ArrayList<>(outputs.size());
for (Surface surface : outputs) {
outConfigurations.add(new OutputConfiguration(surface));
}
createCaptureSessionInternal(null, outConfigurations, callback,
checkAndWrapHandler(handler), /*operatingMode*/ICameraDeviceUser.NORMAL_MODE,
/*sessionParams*/ null);
}
- 将Surface转化为OutputConfiguration，OutputConfiguration是一个描述camera输出数据的类，其中包括Surface和捕获camera会话的特定设置。从其类的定义来看，它是一个实现Parcelable的类，说明其必定要跨进程传输。
- CameraDeviceImpl->createCaptureSession传入的Surface列表：
- 这儿的一个Surface表示输出流，Surface表示有多个输出流，我们有几个显示载体，就需要几个输出流。
- 对于拍照而言，有两个输出流：一个用于预览、一个用于拍照。
- 对于录制视频而言，有两个输出流：一个用于预览、一个用于录制视频。
- 下面是拍照的时候执行的代码：第一个surface是用于预览的，第二个surface，由于是拍照，所以使用ImageReader对象来获取捕获的图片，ImageReader在构造函数的时候调用nativeGetSurface获取Surface，这个Surface作为拍照的Surface来使用。
mCameraDevice.createCaptureSession(Arrays.asList(surface, mImageReader.getSurface()),
new CameraCaptureSession.StateCallback() {
@Override
public void onConfigured(@NonNull CameraCaptureSession cameraCaptureSession) {ss
}
@Override
public void onConfigureFailed(
@NonNull CameraCaptureSession cameraCaptureSession) {
}
}, null
);
- 视频录制的也是一样的道理，视频录制使用MediaRecorder来获取视频信息，MediaRecorder在构造的时候也调用nativeGetSurface获取Surface。
- ImageReader->OnImageAvailableListener回调：可以读取Surface对象的图片数据，将其转化为本地可以识别的数据，图片的长宽、时间信息等等。这些image数据信息的采集后续会详细说明，这儿先一笔带过。
private class SurfaceImage extends android.media.Image {
public SurfaceImage(int format) {
mFormat = format;
}
@Override
public void close() {
ImageReader.this.releaseImage(this);
}
public ImageReader getReader() {
return ImageReader.this;
}
private class SurfacePlane extends android.media.Image.Plane {
private SurfacePlane(int rowStride, int pixelStride, ByteBuffer buffer) {
//......
}
final private int mPixelStride;
final private int mRowStride;
private ByteBuffer mBuffer;
}
private long mNativeBuffer;
private long mTimestamp;
private int mTransform;
private int mScalingMode;
private SurfacePlane[] mPlanes;
private int mFormat = ImageFormat.UNKNOWN;
// If this image is detached from the ImageReader.
private AtomicBoolean mIsDetached = new AtomicBoolean(false);
private synchronized native SurfacePlane[] nativeCreatePlanes(int numPlanes,
int readerFormat);
private synchronized native int nativeGetWidth();
private synchronized native int nativeGetHeight();
private synchronized native int nativeGetFormat(int readerFormat);
private synchronized native HardwareBuffer nativeGetHardwareBuffer();
}
- 在准备拍照之前，还会设置一下ImageReader的OnImageAvailableListener回调接口，调用
setOnImageAvailableListener(OnImageAvailableListener listener, Handler handler)设置当前的OnImageAvailableListener 对象。这儿回调接口只有一个onImageAvailable函数，表示当前的捕捉的image已经可用了。然后我们在onImageAvailable回调函数中操作当前捕获的图片。
public interface OnImageAvailableListener {
void onImageAvailable(ImageReader reader);
}
3.3.2 CameraDeviceImpl->createCaptureSessionInternal
private void createCaptureSessionInternal(InputConfiguration inputConfig,
List<OutputConfiguration> outputConfigurations,
CameraCaptureSession.StateCallback callback, Executor executor,
int operatingMode, CaptureRequest sessionParams)
- 传入的几个参数中，inputConfig为null，我们只需关注outputConfigurations即可。
createCaptureSessionInternal函数中代码很多，但是重要的就是执行配置Surface
configureSuccess = configureStreamsChecked(inputConfig, outputConfigurations,
operatingMode, sessionParams);
if (configureSuccess == true && inputConfig != null) {
input = mRemoteDevice.getInputSurface();
}
- 如果配置surface成功，返回一个Input surface这个input surface是用户本地设置的一个输入流。接下来这个input对象会在构造CameraCaptureSessionImpl对象时被传入。 具体参考
3.3.4.CameraCaptureSessionImpl构造函数
3.3.3 CameraDeviceImpl->configureStreamsChecked
- 下面这张图详细列出配置输入输出流函数中执行的主要步骤，由于当前的inputConfig为null，所以核心的执行就是下面粉红色框中的过程——创建输出流
mRemoteDevice.beginConfigure();与mRemoteDevice.endConfigure(operatingMode, null);中间的过程是IPC通知service端告知当前正在处理输入输出流。执行完mRemoteDevice.endConfigure(operatingMode, null);返回success = true;如果中间被终端了，那么success肯定不为true。
3.3.3.1 检查输入流
- checkInputConfiguration(inputConfig);
当前inputConfig为null，所以这部分不执行。
3.3.3.2 检查输出流
- 检查当前缓存的输出流数据列表，如果当前的输出流信息已经在列表中，则不必要重新创建流，如果没有则需要创建流。
// Streams to create
HashSet<OutputConfiguration> addSet = new HashSet<OutputConfiguration>(outputs);
// Streams to delete
List<Integer> deleteList = new ArrayList<Integer>();
for (int i = 0; i < mConfiguredOutputs.size(); ++i) {
int streamId = mConfiguredOutputs.keyAt(i);
OutputConfiguration outConfig = mConfiguredOutputs.valueAt(i);
if (!outputs.contains(outConfig) || outConfig.isDeferredConfiguration()) {
deleteList.add(streamId);
} else {
addSet.remove(outConfig); // Don't create a stream previously created
}
}
private final SparseArray<OutputConfiguration> mConfiguredOutputs = new SparseArray<>();- mConfiguredOutputs是内存中的输出流缓存列表，每次创建输出流都会把streamId和输出流缓存在这个SparseArray中。
- 这个部分代码操作完成之后：
addSet就是要即将要创建输出流的集合列表。deleteList就是即将要删除的streamId列表，保证当前mConfiguredOutputs列表中的输出流数据是最新可用的。
- 下面是删除过期输出流的地方：
// Delete all streams first (to free up HW resources)
for (Integer streamId : deleteList) {
mRemoteDevice.deleteStream(streamId);
mConfiguredOutputs.delete(streamId);
}
- 下面是创建输出流的地方：
// Add all new streams
for (OutputConfiguration outConfig : outputs) {
if (addSet.contains(outConfig)) {
int streamId = mRemoteDevice.createStream(outConfig);
mConfiguredOutputs.put(streamId, outConfig);
}
}
3.3.3.3 mRemoteDevice.createStream(outConfig)
- 这个IPC调用直接调用到CameraDeviceClient.h中的
virtual binder::Status createStream( const hardware::camera2::params::OutputConfiguration &outputConfiguration, /*out*/ int32_t* newStreamId = NULL) override; - 其实第一个参数outputConfiguration表示输出surface，第2个参数是out属性的，表示IPC执行之后返回的参数。该方法中主要就是下面的这段代码了。
const std::vector<sp<IGraphicBufferProducer>>& bufferProducers =
outputConfiguration.getGraphicBufferProducers();
size_t numBufferProducers = bufferProducers.size();
//......
for (auto& bufferProducer : bufferProducers) {
//......
sp<Surface> surface;
res = createSurfaceFromGbp(streamInfo, isStreamInfoValid, surface, bufferProducer,
physicalCameraId);
//......
surfaces.push_back(surface);
}
//......
int streamId = camera3::CAMERA3_STREAM_ID_INVALID;
std::vector<int> surfaceIds;
err = mDevice->createStream(surfaces, deferredConsumer, streamInfo.width,
streamInfo.height, streamInfo.format, streamInfo.dataSpace,
static_cast<camera3_stream_rotation_t>(outputConfiguration.getRotation()),
&streamId, physicalCameraId, &surfaceIds, outputConfiguration.getSurfaceSetID(),
isShared);
-
for循环中使用
outputConfiguration.getGraphicBufferProducers()得到的GraphicBufferProducers创建出对应的surface，同时会对这些surface对象进行判断，检查它们的合法性，合法的话就会将它们加入到surfaces集合中，然后调用mDevice->createStream进一步执行流的创建. -
这里就要说一说Android显示系统的一些知识了，大家要清楚，Android上最终绘制在屏幕上的buffer都是在显存中分配的，而除了这部分外，其他都是在内存中分配的，buffer管理的模块有两个，一个是framebuffer，一个是gralloc，framebuffer用来将渲染好的buffer显示到屏幕上，而gralloc用于分配buffer，我们相机预览的buffer轮转也不例外，它所申请的buffer根上也是由gralloc来分配的，在native层的描述是一个private_handle_t指针，而中间会经过多层的封装，这些buffer都是共享的。
-
只不过它的生命周期中的某个时刻只能属于一个所有者，而这些所有者的角色在不断的变换，这也就是Android中最经典的生产者--消费者的循环模型了，生产者就是BufferProducer，消费者就是BufferConsumer，每一个buffer在它的生命周期过程中转换时都会被锁住，这样它的所有者角色发生变化，而其他对象想要修改它就不可能了，这样就保证了buffer同步。
3.3.3.4 mDevice->createStream
- 首先将上一步传入的surface，也就是以后的consumer加入到队列中，然后调用重载的createStream方法进一步处理。这里的参数width就表示我们要配置的surface的宽度，height表示高度，format表示格式，这个format格式是根据surface查询ANativeWindow获取的——
anw->query(anw, NATIVE_WINDOW_FORMAT, &format)我们前面已经说过，dataSpace的类型为android_dataspace，它表示我们buffer轮转时，buffer的大小，接下来定义一个Camera3OutputStream局部变量，这个也就是我们说的配置流了，接下来的if/else判断会根据我们的意图，创建不同的流对象，比如我们要配置拍照流，它的format格式为HAL_PIXEL_FORMAT_BLOB，所以就执行第一个if分支，创建一个Camera3OutputStream，创建完成后，执行 * id = mNextStreamId++，给id指针赋值，这也就是当前流的id了，所以它是递增的。一般情况下，mStatus的状态在initializeCommonLocked()初始化通过调用internalUpdateStatusLocked方法被赋值为STATUS_UNCONFIGURED状态，所以这里的switch/case分支中就进入case STATUS_UNCONFIGURED，然后直接break跳出了，所以局部变量wasActive的值为false，最后直接返回OK。 - 到这里，createStream的逻辑就执行完成了，还是要提醒大家，createStream的逻辑是在framework中的for循环里执行的，我们的创建相当于只配置了一个surface，如果有多个surface的话，这里会执行多次，相应的Camera3OutputStream流的日志也会打印多次，对于进行定位的问题也非常有帮助。
3.3.3.5 mRemoteDevice.endConfigure
binder::Status CameraDeviceClient::endConfigure(int operatingMode,
const hardware::camera2::impl::CameraMetadataNative& sessionParams) {
//......
status_t err = mDevice->configureStreams(sessionParams, operatingMode);
//......
}
- 这里传入的第二个参与一般为null，调用到
Camera3Device::configureStreams
--->Camera3Device::filterParamsAndConfigureLocked
--->Camera3Device::configureStreamsLocked
Camera3Device::configureStreamsLocked中会直接调用HAL层的配置流方法：res = mInterface->configureStreams(sessionBuffer, &config, bufferSizes); - 完成输入流的配置：
if (mInputStream != NULL && mInputStream->isConfiguring()) {
res = mInputStream->finishConfiguration();
if (res != OK) {
CLOGE("Can't finish configuring input stream %d: %s (%d)",
mInputStream->getId(), strerror(-res), res);
cancelStreamsConfigurationLocked();
return BAD_VALUE;
}
}
- 完成输出流的配置：
for (size_t i = 0; i < mOutputStreams.size(); i++) {
sp<Camera3OutputStreamInterface> outputStream =
mOutputStreams.editValueAt(i);
if (outputStream->isConfiguring() && !outputStream->isConsumerConfigurationDeferred()) {
res = outputStream->finishConfiguration();
if (res != OK) {
CLOGE("Can't finish configuring output stream %d: %s (%d)",
outputStream->getId(), strerror(-res), res);
cancelStreamsConfigurationLocked();
return BAD_VALUE;
}
}
}
outputStream->finishConfiguration()`
--->`Camera3Stream::finishConfiguration`
--->`Camera3OutputStream::configureQueueLocked`
--->`Camera3OutputStream::configureConsumerQueueLocked
- 关于一下
Camera3OutputStream::configureConsumerQueueLocked核心的执行步骤：
// Configure consumer-side ANativeWindow interface. The listener may be used
// to notify buffer manager (if it is used) of the returned buffers.
res = mConsumer->connect(NATIVE_WINDOW_API_CAMERA,
/*listener*/mBufferReleasedListener,
/*reportBufferRemoval*/true);
if (res != OK) {
ALOGE("%s: Unable to connect to native window for stream %d",
__FUNCTION__, mId);
return res;
}
- mConsumer就是配置时创建的surface，我们连接mConsumer，然后分配需要的空间大小。下面申请底层的ANativeWindow窗口，这是一个OpenCL 的窗口。对应的Android设备上一般是两种：Surface和SurfaceFlinger
int maxConsumerBuffers;
res = static_cast<ANativeWindow*>(mConsumer.get())->query(
mConsumer.get(),
NATIVE_WINDOW_MIN_UNDEQUEUED_BUFFERS, &maxConsumerBuffers);
if (res != OK) {
ALOGE("%s: Unable to query consumer undequeued"
" buffer count for stream %d", __FUNCTION__, mId);
return res;
}
- 至此，CameraDeviceImpl->configureStreamsChecked分析完成，接下里我们需要根据配置stream结果来创建CameraCaptureSession
3.3.4 CameraCaptureSessionImpl构造函数
try {
// configure streams and then block until IDLE
configureSuccess = configureStreamsChecked(inputConfig, outputConfigurations,
operatingMode, sessionParams);
if (configureSuccess == true && inputConfig != null) {
input = mRemoteDevice.getInputSurface();
}
} catch (CameraAccessException e) {
configureSuccess = false;
pendingException = e;
input = null;
if (DEBUG) {
Log.v(TAG, "createCaptureSession - failed with exception ", e);
}
}
- 配置流完成之后，返回
configureSuccess表示当前配置是否成功。
然后创建CameraCaptureSessionImpl的时候要用到：
CameraCaptureSessionCore newSession = null;
if (isConstrainedHighSpeed) {
ArrayList<Surface> surfaces = new ArrayList<>(outputConfigurations.size());
for (OutputConfiguration outConfig : outputConfigurations) {
surfaces.add(outConfig.getSurface());
}
StreamConfigurationMap config =
getCharacteristics().get(CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP);
SurfaceUtils.checkConstrainedHighSpeedSurfaces(surfaces, /*fpsRange*/null, config);
newSession = new CameraConstrainedHighSpeedCaptureSessionImpl(mNextSessionId++,
callback, executor, this, mDeviceExecutor, configureSuccess,
mCharacteristics);
} else {
newSession = new CameraCaptureSessionImpl(mNextSessionId++, input,
callback, executor, this, mDeviceExecutor, configureSuccess);
}
// TODO: wait until current session closes, then create the new session
mCurrentSession = newSession;
if (pendingException != null) {
throw pendingException;
}
mSessionStateCallback = mCurrentSession.getDeviceStateCallback();
- 一般执行CameraCaptureSessionImpl构造函数。
CameraCaptureSessionImpl(int id, Surface input,
CameraCaptureSession.StateCallback callback, Executor stateExecutor,
android.hardware.camera2.impl.CameraDeviceImpl deviceImpl,
Executor deviceStateExecutor, boolean configureSuccess) {
if (callback == null) {
throw new IllegalArgumentException("callback must not be null");
}
mId = id;
mIdString = String.format("Session %d: ", mId);
mInput = input;
mStateExecutor = checkNotNull(stateExecutor, "stateExecutor must not be null");
mStateCallback = createUserStateCallbackProxy(mStateExecutor, callback);
mDeviceExecutor = checkNotNull(deviceStateExecutor,
"deviceStateExecutor must not be null");
mDeviceImpl = checkNotNull(deviceImpl, "deviceImpl must not be null");
mSequenceDrainer = new TaskDrainer<>(mDeviceExecutor, new SequenceDrainListener(),
/*name*/"seq");
mIdleDrainer = new TaskSingleDrainer(mDeviceExecutor, new IdleDrainListener(),
/*name*/"idle");
mAbortDrainer = new TaskSingleDrainer(mDeviceExecutor, new AbortDrainListener(),
/*name*/"abort");
if (configureSuccess) {
mStateCallback.onConfigured(this);
if (DEBUG) Log.v(TAG, mIdString + "Created session successfully");
mConfigureSuccess = true;
} else {
mStateCallback.onConfigureFailed(this);
mClosed = true; // do not fire any other callbacks, do not allow any other work
Log.e(TAG, mIdString + "Failed to create capture session; configuration failed");
mConfigureSuccess = false;
}
}
- 构造函数执行的最后可以看到，当前
configureSuccess=true，执行mStateCallback.onConfigureFailed(this)，如果失败，执行mStateCallback.onConfigureFailed(this)回调。
3.3.5 小结
- createCaptureSession的过程就分析完了，它是我们相机预览最重要的条件，一般session创建成功，那么我们的预览就会正常，session创建失败，则预览一定黑屏，如果有碰到相机黑屏的问题，最大的疑点就是这里，session创建完成后，framework会通过
CameraCaptureSession.StateCallback类的public abstract void onConfigured(@NonNull CameraCaptureSession session)回调到应用层，通知我们session创建成功了，那么我们就可以使用回调方法中的CameraCaptureSession参数，调用它的setRepeatingRequest方法来下预览了，该逻辑执行完成后，相机的预览就起来了。
3.4 Android Camera原理之setRepeatingRequest与capture模块
- 在createCaptureSession之后，Camera 会话就已经创建成功，接下来就开始进行预览。预览回调onCaptureCompleted之后就可以拍照(回调到onCaptureCompleted，说明capture 完整frame数据已经返回了，可以捕捉其中的数据了。)，由于预览和拍照的很多流程很相似，拍照只是预览过程中的一个节点，所以我们把预览和拍照放在该节中里讲解。
3.4.1 预览
- 预览发起的函数就是
CameraCaptureSession-->setRepeatingRequest，本节就谈一下Camera 是如何发起预览操作的。 CameraCaptureSession-->setRepeatingRequest是createCaptureSession(List<Surface> outputs, CameraCaptureSession.StateCallback callback, Handler handler)中输出流配置成功之后执行CameraCaptureSession.StateCallback.onConfigured(@NonNull CameraCaptureSession session)函数中执行的。
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) {
showToast("Failed");
}
}, null
);
- 最终执行了
mCaptureSession.setRepeatingRequest(mPreviewRequest, mCaptureCallback, mBackgroundHandler);
来执行camera preview操作。像对焦等操作就可以在这个onConfigured回调中完成。onConfigured回调表示当前的配置流已经完成，相机已经显示出来了，可以预览了。onConfigureFailed配置流失败，相机黑屏。
public int setRepeatingRequest(CaptureRequest request, CaptureCallback callback,
Handler handler) throws CameraAccessException {
checkRepeatingRequest(request);
synchronized (mDeviceImpl.mInterfaceLock) {
checkNotClosed();
handler = checkHandler(handler, callback);
return addPendingSequence(mDeviceImpl.setRepeatingRequest(request,
createCaptureCallbackProxy(handler, callback), mDeviceExecutor));
}
}
- 第一个参数CaptureRequest 标识当前capture 请求的属性，是请求一个camera还是多个camera，是否复用之前的请求等等。
- 第二个参数CaptureCallback 是捕捉回调，这是开发者直接接触的回调。
public interface CaptureCallback {
public static final int NO_FRAMES_CAPTURED = -1;
public void onCaptureStarted(CameraDevice camera,
CaptureRequest request, long timestamp, long frameNumber);
public void onCapturePartial(CameraDevice camera,
CaptureRequest request, CaptureResult result);
public void onCaptureProgressed(CameraDevice camera,
CaptureRequest request, CaptureResult partialResult);
public void onCaptureCompleted(CameraDevice camera,
CaptureRequest request, TotalCaptureResult result);
public void onCaptureFailed(CameraDevice camera,
CaptureRequest request, CaptureFailure failure);
public void onCaptureSequenceCompleted(CameraDevice camera,
int sequenceId, long frameNumber);
public void onCaptureSequenceAborted(CameraDevice camera,
int sequenceId);
public void onCaptureBufferLost(CameraDevice camera,
CaptureRequest request, Surface target, long frameNumber);
}
-
这需要开发者自己实现，这些回调是如何调用到上层的，后续补充CameraDeviceCallbacks回调模块，这都是通过CameraDeviceCallbacks回调调上来的。
-
下面我们从camera 调用原理的角度分析一下
mCaptureSession.setRepeatingRequest--->CameraDeviceImpl.setRepeatingRequest--->CameraDeviceImpl.submitCaptureRequest
其中CameraDeviceImpl.setRepeatingRequest中第3个参数传入的是true。之所以这个强调一点，因为接下来执行CameraDeviceImpl.capture的时候也会执行setRepeatingRequest，这里第3个参数传入的就是false。第3个参数boolean repeating如果为true，表示当前捕获的是一个过程，camera frame不断在填充；如果为false，表示当前捕获的是一个瞬间，就是拍照。
public int setRepeatingRequest(CaptureRequest request, CaptureCallback callback,
Executor executor) throws CameraAccessException {
List<CaptureRequest> requestList = new ArrayList<CaptureRequest>();
requestList.add(request);
return submitCaptureRequest(requestList, callback, executor, /*streaming*/true);
}
private int submitCaptureRequest(List<CaptureRequest> requestList, CaptureCallback callback,
Executor executor, boolean repeating) {
//......
}
- CameraDeviceImpl.submitCaptureRequest核心工作就是3步：
- 验证当前CaptureRequest列表中的request是否合理：核心就是验证与request绑定的Surface是否存在。
- 向底层发送请求信息。
- 将底层返回的请求信息和传入的CaptureCallback 绑定，以便后续正确回调。
- 而这三步中，第二步却是核心工作。
3.4.1.1 向底层发送captureRequest请求
SubmitInfo requestInfo;
CaptureRequest[] requestArray = requestList.toArray(new CaptureRequest[requestList.size()]);
// Convert Surface to streamIdx and surfaceIdx
for (CaptureRequest request : requestArray) {
request.convertSurfaceToStreamId(mConfiguredOutputs);
}
requestInfo = mRemoteDevice.submitRequestList(requestArray, repeating);
if (DEBUG) {
Log.v(TAG, "last frame number " + requestInfo.getLastFrameNumber());
}
for (CaptureRequest request : requestArray) {
request.recoverStreamIdToSurface();
}
-
执行request.convertSurfaceToStreamId(mConfiguredOutputs);将本地已经缓存的surface和stream记录在内存中，并binder传输到camera service层中，防止camera service端重复请求。
-
requestInfo = mRemoteDevice.submitRequestList(requestArray, repeating);这儿直接调用到camera service端。这儿需要重点讲解一下的。
-
request.recoverStreamIdToSurface();回调成功，清除之前在内存中的数据。
-
CameraDeviceClient::submitRequest--->CameraDeviceClient::submitRequestList：
- 这个函数代码很多，前面很多执行都是在复用检索之前的缓存是否可用，我们关注一下核心的执行：预览的情况下传入的streaming是true，执行上面；如果是拍照的话，那就执行下面的else。err = mDevice->setStreamingRequestList(metadataRequestList, surfaceMapList, &(submitInfo->mLastFrameNumber));
- 传入的submitInfo就是要返回上层的回调参数，如果是预览状态，需要不断更新当前的的frame数据，所以每次更新最新的frame number。
if (streaming) {
err = mDevice->setStreamingRequestList(metadataRequestList, surfaceMapList,
&(submitInfo->mLastFrameNumber));
if (err != OK) {
String8 msg = String8::format(
"Camera %s: Got error %s (%d) after trying to set streaming request",
mCameraIdStr.string(), strerror(-err), err);
ALOGE("%s: %s", __FUNCTION__, msg.string());
res = STATUS_ERROR(CameraService::ERROR_INVALID_OPERATION,
msg.string());
} else {
Mutex::Autolock idLock(mStreamingRequestIdLock);
mStreamingRequestId = submitInfo->mRequestId;
}
} else {
err = mDevice->captureList(metadataRequestList, surfaceMapList,
&(submitInfo->mLastFrameNumber));
if (err != OK) {
String8 msg = String8::format(
"Camera %s: Got error %s (%d) after trying to submit capture request",
mCameraIdStr.string(), strerror(-err), err);
ALOGE("%s: %s", __FUNCTION__, msg.string());
res = STATUS_ERROR(CameraService::ERROR_INVALID_OPERATION,
msg.string());
}
ALOGV("%s: requestId = %d ", __FUNCTION__, submitInfo->mRequestId);
}
- Camera3Device::setStreamingRequestList--->Camera3Device::submitRequestsHelper：
status_t Camera3Device::submitRequestsHelper(
const List<const PhysicalCameraSettingsList> &requests,
const std::list<const SurfaceMap> &surfaceMaps,
bool repeating,
/*out*/
int64_t *lastFrameNumber) {
ATRACE_CALL();
Mutex::Autolock il(mInterfaceLock);
Mutex::Autolock l(mLock);
status_t res = checkStatusOkToCaptureLocked();
if (res != OK) {
// error logged by previous call
return res;
}
RequestList requestList;
res = convertMetadataListToRequestListLocked(requests, surfaceMaps,
repeating, /*out*/&requestList);
if (res != OK) {
// error logged by previous call
return res;
}
if (repeating) {
res = mRequestThread->setRepeatingRequests(requestList, lastFrameNumber);
} else {
res = mRequestThread->queueRequestList(requestList, lastFrameNumber);
}
//......
return res;
}
-
预览的时候会执行mRequestThread->setRepeatingRequests(requestList, lastFrameNumber);
拍照的时候执行mRequestThread->queueRequestList(requestList, lastFrameNumber); -
mRequestThread->setRepeatingRequests：
status_t Camera3Device::RequestThread::setRepeatingRequests(
const RequestList &requests,
/*out*/
int64_t *lastFrameNumber) {
ATRACE_CALL();
Mutex::Autolock l(mRequestLock);
if (lastFrameNumber != NULL) {
*lastFrameNumber = mRepeatingLastFrameNumber;
}
mRepeatingRequests.clear();
mRepeatingRequests.insert(mRepeatingRequests.begin(),
requests.begin(), requests.end());
unpauseForNewRequests();
mRepeatingLastFrameNumber = hardware::camera2::ICameraDeviceUser::NO_IN_FLIGHT_REPEATING_FRAMES;
return OK;
}
- 将当前提交的CaptureRequest请求放入之前的预览请求队列中，告知HAL层有新的request请求，HAL层连接请求开始工作，源源不断地输出信息到上层。这儿是跑在Camera3Device中定义的RequestThread线程中，可以保证在预览的时候不断地捕获信息流，camera就不断处于预览的状态了。
3.4.1.2 将返回请求信息和 CaptureCallback 绑定
if (callback != null) {
mCaptureCallbackMap.put(requestInfo.getRequestId(),
new CaptureCallbackHolder(
callback, requestList, executor, repeating, mNextSessionId - 1));
} else {
if (DEBUG) {
Log.d(TAG, "Listen for request " + requestInfo.getRequestId() + " is null");
}
}
/** map request IDs to callback/request data */
private final SparseArray<CaptureCallbackHolder> mCaptureCallbackMap =
new SparseArray<CaptureCallbackHolder>();
-
向底层发送captureRequest请求：--->回调的requestIinfo表示当前capture request的结果，将requestInfo.getRequestId()与CaptureCallbackHolder绑定，因为Camera 2架构支持发送多次CaptureRequest请求，如果不使用这种绑定机制，后续的回调会造成严重的错乱，甚至回调不上来，那么开发者无法继续使用了。
-
我们看看使用这些回调的地方的代码：CameraDeviceCallbacks.aidl是camera service进程与用户进程通信的回调，到这个回调里面，再取出CaptureRequest绑定的CaptureCallback回调，调用到CaptureCallback回调函数，这样开发者可以直接使用。
-
下面是CameraDeviceCallbacks的onCaptureStarted回调---->
public void onCaptureStarted(final CaptureResultExtras resultExtras, final long timestamp) {
int requestId = resultExtras.getRequestId();
final long frameNumber = resultExtras.getFrameNumber();
if (DEBUG) {
Log.d(TAG, "Capture started for id " + requestId + " frame number " + frameNumber);
}
final CaptureCallbackHolder holder;
synchronized(mInterfaceLock) {
if (mRemoteDevice == null) return; // Camera already closed
// Get the callback for this frame ID, if there is one
holder = CameraDeviceImpl.this.mCaptureCallbackMap.get(requestId);
if (holder == null) {
return;
}
if (isClosed()) return;
// Dispatch capture start notice
final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
try {
holder.getExecutor().execute(
new Runnable() {
@Override
public void run() {
if (!CameraDeviceImpl.this.isClosed()) {
final int subsequenceId = resultExtras.getSubsequenceId();
final CaptureRequest request = holder.getRequest(subsequenceId);
if (holder.hasBatchedOutputs()) {
// Send derived onCaptureStarted for requests within the
// batch
final Range<Integer> fpsRange =
request.get(CaptureRequest.CONTROL_AE_TARGET_FPS_RANGE);
for (int i = 0; i < holder.getRequestCount(); i++) {
holder.getCallback().onCaptureStarted(
CameraDeviceImpl.this,
holder.getRequest(i),
timestamp - (subsequenceId - i) *
NANO_PER_SECOND/fpsRange.getUpper(),
frameNumber - (subsequenceId - i));
}
} else {
holder.getCallback().onCaptureStarted(
CameraDeviceImpl.this,
holder.getRequest(resultExtras.getSubsequenceId()),
timestamp, frameNumber);
}
}
}
});
} finally {
Binder.restoreCallingIdentity(ident);
}
}
}
- holder = CameraDeviceImpl.this.mCaptureCallbackMap.get(requestId);然后直接调用
holder.getCallback().onCaptureStarted(
CameraDeviceImpl.this,
holder.getRequest(i),
timestamp - (subsequenceId - i) *
NANO_PER_SECOND/fpsRange.getUpper(),
frameNumber - (subsequenceId - i));
3.4.2 拍照
- 开发者如果想要拍照的话，直接调用mCaptureSession.capture(mPreviewRequestBuilder.build(), mCaptureCallback, mBackgroundHandler); - 拍照的调用流程和预览很相似，只是在调用函数中个传入的参数不同。
public int capture(CaptureRequest request, CaptureCallback callback, Executor executor)
throws CameraAccessException {
if (DEBUG) {
Log.d(TAG, "calling capture");
}
List<CaptureRequest> requestList = new ArrayList<CaptureRequest>();
requestList.add(request);
return submitCaptureRequest(requestList, callback, executor, /*streaming*/false);
}
-
拍照的时候也是调用submitCaptureRequest，只不过第3个参数传入的是false，表示不用循环获取HAL调用上来的帧数据，只获取瞬间的帧数据就可以。
-
拍照和预览调用的区分在：CameraDeviceClient::submitRequestList
if (streaming) {
//......
} else {
err = mDevice->captureList(metadataRequestList, surfaceMapList,
&(submitInfo->mLastFrameNumber));
if (err != OK) {
String8 msg = String8::format(
"Camera %s: Got error %s (%d) after trying to submit capture request",
mCameraIdStr.string(), strerror(-err), err);
ALOGE("%s: %s", __FUNCTION__, msg.string());
res = STATUS_ERROR(CameraService::ERROR_INVALID_OPERATION,
msg.string());
}
ALOGV("%s: requestId = %d ", __FUNCTION__, submitInfo->mRequestId);
}
- 接下里调用到mDevice->captureList--->Camera3Device::submitRequestsHelper：
status_t Camera3Device::submitRequestsHelper(
const List<const PhysicalCameraSettingsList> &requests,
const std::list<const SurfaceMap> &surfaceMaps,
bool repeating,
/*out*/
int64_t *lastFrameNumber) {
//......
RequestList requestList;
//......
if (repeating) {
res = mRequestThread->setRepeatingRequests(requestList, lastFrameNumber);
} else {
res = mRequestThread->queueRequestList(requestList, lastFrameNumber);
}
//......
return res;
}
- 执行Camera3Device::RequestThread线程中的queueRequestList。
status_t Camera3Device::RequestThread::queueRequestList(
List<sp<CaptureRequest> > &requests,
/*out*/
int64_t *lastFrameNumber) {
ATRACE_CALL();
Mutex::Autolock l(mRequestLock);
for (List<sp<CaptureRequest> >::iterator it = requests.begin(); it != requests.end();
++it) {
mRequestQueue.push_back(*it);
}
if (lastFrameNumber != NULL) {
*lastFrameNumber = mFrameNumber + mRequestQueue.size() - 1;
ALOGV("%s: requestId %d, mFrameNumber %" PRId32 ", lastFrameNumber %" PRId64 ".",
__FUNCTION__, (*(requests.begin()))->mResultExtras.requestId, mFrameNumber,
*lastFrameNumber);
}
unpauseForNewRequests();
return OK;
}
-
*lastFrameNumber = mFrameNumber + mRequestQueue.size() - 1;- 这里有关键的执行代码，表示当前取最新的capture frame数据。 -
拍照的时候在什么地方捕捉image：
- camera1的时候提供了PictureCallback回调方式来提供实时预览回调，可以在这里获取image数据回调。
- camera2没有这个接口，但是提供了ImageReader.OnImageAvailableListener来实现回调。
public interface OnImageAvailableListener {
/**
* Callback that is called when a new image is available from ImageReader.
*
* @param reader the ImageReader the callback is associated with.
* @see ImageReader
* @see Image
*/
void onImageAvailable(ImageReader reader);
}
- 在对上API接口openCamera函数之前要设置mImageReader
mImageReader = ImageReader.newInstance(largest.getWidth(), largest.getHeight(),
ImageFormat.JPEG, /*maxImages*/2);
mImageReader.setOnImageAvailableListener(
mOnImageAvailableListener, mBackgroundHandler);
- ImageReader中有一个getSurface()函数，这是ImageReader的拍照输出流，我们拍照的时候一般有两个输出流(outputSurface对象)，一个是预览流，还有一个是拍照流。可以参考之前的createCaptureSession模块，ImageReader设置的拍照流会设置到camera service端。
public Surface getSurface() {
return mSurface;
}
- 看上面ImageReader的调用流程，调用到ImageReader.OnImageAvailableListener->onImageAvailable中，我们获取ImageReader->acquireNextImage可以获取采集的image图片。其实ImageReader中也可以获取预览的流式数据。SurfacePlane 封装了返回的ByteBuffer数据，可供开发者实时获取。
private class SurfacePlane extends android.media.Image.Plane {
private SurfacePlane(int rowStride, int pixelStride, ByteBuffer buffer) {
mRowStride = rowStride;
mPixelStride = pixelStride;
mBuffer = buffer;
/**
* Set the byteBuffer order according to host endianness (native
* order), otherwise, the byteBuffer order defaults to
* ByteOrder.BIG_ENDIAN.
*/
mBuffer.order(ByteOrder.nativeOrder());
}
@Override
public ByteBuffer getBuffer() {
throwISEIfImageIsInvalid();
return mBuffer;
}
final private int mPixelStride;
final private int mRowStride;
private ByteBuffer mBuffer;
}
- 很多开发者在camera1使用Camera.PreviewCallback的void onPreviewFrame(byte[] data, Camera camera)可以获取实时数据，但是在camera2中没有这个接口了，虽然camera1的接口方法也能用，camera2替代的接口就是ImageReader.OnImageAvailableListener->onImageAvailable。