android camera 學習

總體介紹

Android Camera框架從整體上看是一個client/service架構。有兩個進程，一個是client進程，可以看成AP端

，主要包括Java代碼和一些native層的c/c++代碼；另一個是service進程，屬於服務端，是native c/c++代碼，

主要負責和linux kernel中的camera driver交互，搜集linux kernel中driver層傳上來的數據，並交給顯示系統（surface）顯示。client 和 service 進程通過Binder機制進行通信，client端通過調用service端的接口實現各個具體的功能。

對於preview數據不會通過Binder機制從service端copy 到client端，但會通過回調函數與消息機制將preview數據的buffer地址傳到client端，最終可在Java ap中操作處理preview數據。

2.調用層次劃分

Android中Camera的調用流程可分為以下幾個層次：

Package->Framework->JNI->Camera(cpp)--(binder)-->CameraService->Camera HAL->Camera Driver

client端：

Package 中的 camera.java 調用Framework中的 camera.java（framework/base/core/java/android/hardware).Framework中的 camera.java 調用 JNI層的native 函數。JNI層的調用實現在android_hardware_camera.cpp（framework/base/core/jni文件下的文件都被 編譯進libandroid_runtime.so）文件中，android_hardware_camera.cpp文件中的 register_android_hardware_camera(JNIEnv *env)函數會將native函數注冊到虛擬機中，以供framework層的JAVA代碼調用，這些native函數通過調用 libcamera_client.so中的camera類實現具體功能。

核心的libcamera_client.so動態庫源代碼位於：framework/base/libs/camera中，其中 Icamera,IcameraClient,IcameraService三個類按照Binder IPC通信要求的框架實現的，用來與service端通信。

service端:

service端的實現在動態庫libcameraservice.so中，源代碼位於:frameworks/base/services/camera。CameraService相關類通過調用Camera HAL層來實現具體的功能，從HAL層向下就不是Android的標准代碼了，各個廠商有自己不 同的實現。但思路應該都是相同的：Camera遵循V4L2架構，利用ioctl發送VIDIOC_DQBUF命令得到有效的圖像數據，接著回調HAL層 的data callback接口以通知CameraService，CameraService會通過binder通知Camera.cpp。

ps查看進程，類似 com.android.camera是為客戶端Camera進程，/system/bin/mediaserver是為服務端守護進程，由系統啟動時開啟。

n1， camera打開線程與預覽線程n

2，參數設置n

3，自動對焦與觸摸對焦n

4，位置管理n

5，旋轉管理n

6，拍照nA，對焦nB，拍照nC，接受圖片nD，保存圖片

1.打開camera與預覽線程

onCreate()裡會先後開啟CameraOpenThread和CameraPreviewThread。

打開camera還需要線程？CameraOpenThread名為打開camera，實為C/S connect連接服務端，binder進程間通信，開銷較大。預覽線程必須在打開線程完成以後執行，它貫穿始終直到進程消亡為止，整個預覽過程相對復 雜，在抽象層和底層驅動實現.

2.設置參數

—預覽拍照錄像之前，用戶需要設置很多參數，比如閃光，白平衡，場景，對比度等。—程序裡這些參數保存在SharedPreferences共享優選項和Parameters兩個地方，Preferences包含Parameters，打開程序讀取優選項參數，關閉程序保存優選項參數，考慮到用戶經常會調整參數，引入Parameters來保存從打開以後到關閉以前這個中間過程的參數變量，Parameters的鍵值由抽象層根據硬件sensor的能力決定。

3.自動對焦與觸摸對焦

—外界事物由光線經凸透鏡聚焦到sensor上成像，camera模組開啟馬達前後平移鏡頭取得最佳成像效果，這個過程稱之為對焦。—5.1 自動對焦—1)camera模組會因感光強度變化而自動開啟對焦，驅動控制。—2) 用戶長按快門，軟件控制自動對焦。—3) 用戶按下快門拍照，拍攝前自動對焦。—程序裡，Camera對象實現類ShutterButton的接口OnShutterButtonListener裡的方法onShutterButtonFocus(booleanpressed)和onShutterButtonClick()，後者是拍照，下節討論，先看onShutterButtonFocus(booleanpressed)，這個pressed判斷是否為一次有效的長按，如果是的話，執行autoFocus()，這個autoFocus()也是Camera對象實現類FocusManager的接口Listener裡的方法，由binder交給cameraservice，最後在底層驅動實現自動對焦。—5.2 觸摸對焦—自動對焦的對焦區域位於屏幕正中，用戶也可觸摸特定區域對焦。—Camera對象實現類View的接口OnTouchListener裡的方法onTouch()，輸入系統上報MotionEvent的xy坐標，保存在Parameters，執行autoFocus()，抽象層讀取Paramters的觸摸點坐標，實現區域對焦。

4.存儲位置管理

—位置管理LocationManager用來記錄拍攝圖片的GPS位置信息（經維度），存入JPEG頭部插入的Exif裡。—用戶在菜單“相機設置”裡的"保存所在位置"選擇打開（前提是GPS已開啟），屏幕左上方會出現一個GPS圖標，表示現在可以記錄GPS信息了。—程序裡，Camera對象實現了位置管理監聽器LocationManager.Listener的接口showGpsOnScreenIndicator()和hideGpsOnScreenIndicator()，顯示或者隱藏GPS圖標。—程序第一次初始化時initializeFirstTime()，通過讀取優選項Preference得到bool值recordLocation，判斷是否需要記錄GPS信息，如果需要，在拍照capture()裡調用LocationManager的方法得到Locationloc，並將其存入Exif。

5.旋轉管理

—假設一台手機，camera正常安裝，豎直方向作為默認方向(orientation== 0)拍攝照片，即拍攝“肖像照”(portrait)，得到的照片顯示在屏幕上也是豎直方向。—如果把手機旋轉90度水平過來拍攝“山水照”(landscape)，對於camerasensor來說，沒有旋轉的概念，所以軟件上要把圖片旋轉90度回來。————————軟件上，需要借助方向監聽器隨時更新方向信息，並保存在Parameters裡，抽象層實現拍照功能時從Parameters裡讀取方向。—具體的，camera對象內部類MyOrientationEventListener的方法onOrientationChanged()保存方向orientation的值，MyOrientationEventListener繼承OrientationEventListener，OrientationEventListener的onSensorChanged()把從sensorManager拿到的xyz坐標轉換成方向。—程序啟動，注冊sensor監聽器並使能，sensorManager不斷上報底層sensor數據，通過消息機制發送到camera對象，後者計算坐標數據得到方向orientation的值(實際外包給orientationListener完成)，最後保存Parameters。

6.拍照

—拍照分四步，對焦，拍照，接收圖片，保存圖片。—mCameraDevice.takePicture(mShutterCallback,mRawPictureCallback,— mPostViewPictureCallback, newJpegPictureCallback(loc));—1）對焦—拍照前如果已經區域對焦，則取消自動對焦，反之，開啟一次自動對焦。對焦完成後，底層發送對焦成功與否的消息給camera對象，FocusManager把狀態mState保存起來，如果正在對焦未完成(mState== STATE_FOCUSING)則不可拍照，直到對焦完畢。—2）拍照—onShutterButtonClick()-> doSnap() -> capture() -> takePicture()，具體實現在抽象層和底層驅動，實質就是拿一張預覽的圖像，抽象層讀取拍照時的Parameters參數配置，包括用戶選擇的照片大小。—3）接收圖片—通過回調，由底層發送圖片給camera對象。—RawPictureCallback，得到原始圖片，需要軟件壓縮Jpeg。（YUV轉Jpeg）—JpegPictureCallback，直接得到Jpeg圖片，需要硬件壓縮Jpeg。—PostViewPictureCallback，拍完後預覽圖片。—4）保存圖片—交由線程ImageSaver保存圖片和生成thumbnails。—默認路徑位於/mnt/sdcard/DCIM/Camera/