Qualcomm Camera基础

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Qualcomm Camera基础

欧阳鹏 2013-03-26 13:58:18 浏览1008
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1. 设置摄像头方向

2. 打开线程与预览线程 

3. 设置参数

4. Camera外设按键

5. 自动对焦与触摸对焦

6. 拍照

7. 人脸检测

8. 位置管理

9. 旋转管理

10. 变焦

11. 录像




Camera的架构为典型的C/S架构,Client端,用户的行为,是为应用程序进程,Server端,设备的功能,是为Camera服务守护进程,客户端进程承载用户的需求,由Binder进程间通信送往服务端实现设备的功能,服务端由回调函数和消息机制反馈数据返还给用户。

ps查看进程,类似 com.android.camera是为客户端Camera进程,/system/bin/mediaserver是为服务端守护进程,由系统启动时开启。


1. 设置摄像头方向

Framework框架层的Camera对象(camera.java)里有一个类class CameraInfo,里面存放了两个公有成员变量facing和orientation,即我们要讨论的前后置和方向。 程序第一次初始化时initializeFirstTime(),通过getCameraInfo()得到前后置和方向的信息,客户端发送请求getCameraInfo()询问服务端,服务端调用抽象层拿数据,抽象层参考底层camera sensor驱动的数据facing和orientation,这两个值在驱动里是写死的,不能由用户改变,camera程序启动以后就把它们作为全局变量存放起来。

1.1 前置与后置

后置back camera背对手机屏幕,朝外,像素高,前置front camera,面对自己,朝内,像素低。

1.2 方向

摄像头模组有长边和短边,比如采集图像的比例为4:3,那么4为长边,3为短边。设备屏幕也有长边和短边,理论上,摄像头模组的长边不能与屏幕的长边垂直,至于为什么呢,我语文水平太差,没办法很好地表达出来...总之目的就是为了显示效果。


2 打开线程与预览线程

onCreate()里会先后开启CameraOpenThread和CameraPreviewThread。

打开camera还需要线程?CameraOpenThread名为打开,实为C/S connect连接服务端,binder进程间通信,开销较大。预览线程必须在打开线程完成以后执行,它贯穿始终直到进程消亡为止,整个预览过程相对复杂,在抽象层和底层驱动实现,概括讲,预览线程再开启两个线程,一个拿sensor的frame,一个送往framebuffer经surfaceflinger显示出来。


3 设置参数

预览拍照录像之前,用户需要设置很多参数,比如闪光,白平衡,场景,对比度等。

程序里这些参数保存在SharedPreferences共享优选项和Parameters两个地方,Preferences包含Parameters,打开程序读取优选项参数,关闭程序保存优选项参数,考虑到用户经常会调整参数,引入Parameters来保存从打开以后到关闭以前这个中间过程的参数变量,Parameters的键值由抽象层根据硬件sensor的能力决定。


4. Camera外设按键

Manifest里注册broadcast receiver,

        <receiver android:name="com.android.camera.CameraButtonIntentReceiver">
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.CAMERA_BUTTON"/>
            </intent-filter>
        </receiver>

有些手机上有camera按键,用户按下按键,android输入系统有两种实现方法,

1)发送广播CAMERA_BUTTON,收到广播后开启主Activity。

2)上报键值KEYCODE_CAMERA,程序收到消息,可自定义实现功能,比如拍照。

    public boolean onKeyDown(int keyCode, KeyEvent event) {
        switch (keyCode) {
            case KeyEvent.KEYCODE_CAMERA:
                if (mFirstTimeInitialized && event.getRepeatCount() == 0) {
                    onShutterButtonClick();
                }
                return true;


5. 自动对焦与触摸对焦

外界事物由光线经凸透镜聚焦到sensor上成像,camera模组开启马达前后平移镜头取得最佳成像效果,这个过程称之为对焦。

5.1 自动对焦

1) camera模组会因感光强度变化而自动开启对焦,驱动控制。

2) 用户长按快门,软件控制自动对焦。

3) 用户按下快门拍照,拍摄前自动对焦。

程序里,Camera对象实现类ShutterButton的接口OnShutterButtonListener里的方法onShutterButtonFocus(boolean pressed)和onShutterButtonClick(),后者是拍照,下节讨论,先看onShutterButtonFocus(boolean pressed),这个pressed判断是否为一次有效的长按,如果是的话,执行autoFocus(),这个autoFocus()也是Camera对象实现类FocusManager的接口Listener里的方法,由binder交给camera service,最后在底层驱动实现自动对焦。

5.2 触摸对焦

自动对焦的对焦区域位于屏幕正中,用户也可触摸特定区域对焦。

Camera对象实现类View的接口OnTouchListener里的方法onTouch(),输入系统上报MotionEvent的xy坐标,保存在Parameters,执行autoFocus(),抽象层读取Paramters的触摸点坐标,实现区域对焦。


6. 拍照

拍照分四步,对焦,拍照,接收图片,保存图片。

mCameraDevice.takePicture(mShutterCallback, mRawPictureCallback,
                mPostViewPictureCallback, new JpegPictureCallback(loc));

需要理解四个回调函数,参考上一篇文章。

1)对焦

拍照前如果已经区域对焦,则取消自动对焦,反之,开启一次自动对焦。对焦完成后,底层发送对焦成功与否的消息给camera对象,FocusManager把状态mState保存起来,如果正在对焦未完成(mState == STATE_FOCUSING)则不可拍照,直到对焦完毕。

2)拍照

onShutterButtonClick() -> doSnap() -> capture() -> takePicture(),具体实现在抽象层和底层驱动,实质就是拿一张预览的图像,抽象层读取拍照时的Parameters参数配置,包括用户选择的照片大小。

3)接收图片

通过回调,由底层发送图片给camera对象。

RawPictureCallback,得到原始图片,需要软件压缩Jpeg。(YUV转Jpeg)

JpegPictureCallback,直接得到Jpeg图片,需要硬件压缩Jpeg。

PostViewPictureCallback,拍完后预览图片。

4)保存图片

交由线程ImageSaver保存图片和生成thumbnails。

默认路径位于/mnt/sdcard/DCIM/Camera/


7. 人脸检测

人脸检测可以软件实现,可以硬件实现,软件实现增加CPU开销,硬件实现增大耗电,鼓励硬件实现...

上层Camera对象实现了 framework层Camera的接口FaceDetectionListener的方法onFaceDetection(Face[] faces, Camera camera),回调机制同上,硬件sensor识别脸部信息,发送face给camera对象,framework定义face的特征,比如眼睛,嘴巴,上层保存mFaces数据,更新UI。


8. 位置管理

位置管理LocationManager用来记录拍摄图片的GPS位置信息(经维度),存入JPEG头部插入的Exif里。

用户在菜单“相机设置”里的"保存所在位置"选择打开(前提是GPS已开启),屏幕左上方会出现一个GPS图标,表示现在可以记录GPS信息了。

程序里,Camera对象实现了位置管理监听器LocationManager.Listener的接口showGpsOnScreenIndicator()和hideGpsOnScreenIndicator(),显示或者隐藏GPS图标。

程序第一次初始化时initializeFirstTime(),通过读取优选项Preference得到bool值recordLocation,判断是否需要记录GPS信息,如果需要,在拍照capture()里调用LocationManager的方法得到Location loc,并将其存入Exif。


9. 旋转管理

假设一台手机,camera正常安装,竖直方向作为默认方向(orientation == 0)拍摄照片,即拍摄“肖像照”(portrait),得到的照片显示在屏幕上也是竖直方向。

如果把手机旋转90度水平过来拍摄“山水照”(landscape),对于camera sensor来说,没有旋转的概念,所以软件上要把图片旋转90度回来。



软件上,需要借助方向监听器随时更新方向信息,并保存在Parameters里,抽象层实现拍照功能时从Parameters里读取方向。

具体的,camera对象内部类MyOrientationEventListener的方法onOrientationChanged()保存方向orientation的值,MyOrientationEventListener继承OrientationEventListener,OrientationEventListener的onSensorChanged()把从sensorManager拿到的xyz坐标转换成方向。

程序启动,注册sensor监听器并使能,sensorManager不断上报底层sensor数据,通过消息机制发送到camera对象,后者计算坐标数据得到方向orientation的值(实际外包给orientationListener完成),最后保存Parameters。


10. 变焦

用户拖动Zoom横条可放大缩小预览画面连续变焦,另一种所谓状态变焦,其原理是一样的。

camera对象的内部类ZoomChangeListener实现ZoomControl的方法,实质是把变焦的任务全权交给ZoomControl。ZoomControl监听处理用户的触摸事件dispatchTouchEvent(),用来得到并处理变焦倍数mListener.onZoomValueChanged(index),它由mCameraDevice.startSmoothZoom()通过 binder交给camera service,camera service再通过sendComand命令机制交给抽象层实现变焦,抽象层开启变焦线程,变焦改变预览,通过回调机制发送消息CAMERA_MSG_ZOOM把变焦倍数返还给camera对象,最终camera对象收到消息后,ZoomListener.onZoomChange()把变焦倍数保存到Parameters.


11. 录像

ModePicker负责切换模式,一共有三种模式,普通模式,录像模式和全景模式,Manifest里依次声明这三个activity。

切换模式,销毁原有activity,开启新activity,伴随关闭preview,重启preview,保存配置,读取配置,开销很大。

录像VideoCamera.java同预览Camera.java的思路类似,按下录像按钮,程序监听用户事件,开启录像,录像交给MediaRecoder,StagefrightRecorder负责。


 本文转载于http://blog.csdn.net/qq69696698/article/details/7399518

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