在之前的博客中我介绍了Camera在单拍和连拍上的使用。大家应该有所了解了。但如果你运行了博客中的例子，或者自己根据讲解写了一个Demo，你会发现拍出的照片并不是很清晰，很大的一个原因是我们的照片支持的最大分辨率是1920*1080，所以对于现在动辄2000往上的分辨率来说却是不是很清晰。所以Android 5.0之后Camera2也应用而生。而和Camera2配合的显示控件也变成了TextureView。下面我们分别对这两个内容一一进行讲解。并在最后给出一个利用Camera2制作的自定义相机示例。
1.纹理视图TextureView常用方法
- lockCanvas：锁定并获取画布。
- unlockCanvasAndPost：解锁并刷新画布。
- setSurfaceTextureListener：设置表面纹理的监听器。该方法相当于SurfaceHolder的addCallback方法，用来监控表面纹理的状态变化事件。方法参数为SurfaceTextureListener监听器对象，需重写一下四个方法。
onSurfaceTextureAvailable | 在表面纹理可用时触发，可在此进行打开相机等操作。 |
onSurfaceTextureSizeChanged | 在表面纹理尺寸变化时触发。 |
onSurfaceTextureDestroyed | 在表面纹理销毁时触发。 |
onSurfaceTextureUpdated | 在表面纹理更新时触发。 |
- isAvailable：判断表面纹理是否可用。
- getSurfaceTexture：获取表面纹理。
2.SurfaceView洗白背景的方法
//下面两行设置背景为透明，因为SurfaceView默认背景是黑色
setZOrderOnTop(true);
mHolder.setFormat(PixelFormat.TRANSLUCENT);3.Camera2新特性
- 支持每秒30帧的全高清连拍。
- 支持在每帧之间使用不同的设置。
- 支持原生格式的图像输出。
- 支持零延迟快门和电影速拍。
- 支持相机在其他方面的手动控制，比如设置噪音消除的级别。
4.Camera2新架构结构划分
Camera2在架构上做了大幅改造，原先的Camera类被拆分为多个管理类，主要有如下几个部分：
- 相机管理器CameraManager
- 相机设备CameraDevice
- 相机拍照会话CameraCaptureSession
- 图像读取器ImageReader
5.相机管理器CameraManager
<1>相机管理器的作用
相机管理器用于获取可用摄像头列表、打开摄像头等，对象从系统服务CAMERA_SERVICE获取。
<2>相机管理器常用方法
- getCameraIdList：获取相机列表。通常返回两条记录，一条是后置摄像头，另一条是前置摄像头。
- getCameraCharacteristics：获取相机的参数信息。包括相机的支持级别、照片的尺寸等。
- openCamera：打开指定摄像头，第一个参数为指定摄像头的id，第二个参数为设备状态监听器，该监听器需实现接口CameraDevice.StateCallback的onOpend方法(方法内部再调用CameraDevice对象的createCaptureRequest方法)。
- setTorchMode：在不打开摄像头的情况下，开启或关闭闪光灯。为true表示开启闪光灯，为false表示关闭闪光灯。
<3>检查当前手机是否支持Camera2
// 从系统服务中获取相机管理器
CameraManager cm = (CameraManager) mContext.getSystemService(Context.CAMERA_SERVICE);
// 获取可用相机设备列表
CameraCharacteristics cc = cm.getCameraCharacteristics(cameraid);
// 检查相机硬件的支持级别
// CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_FULL表示完全支持
// CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_LIMITED表示有限支持
// CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_LEGACY表示遗留的
int level = cc.get(CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL);
if (level == CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_FULL){
ToastUtil.toastWord(mContext,"完全支持");
}else if (level == CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_LIMITED){
ToastUtil.toastWord(mContext,"有限支持");
}else if (level == CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_LEGACY){
ToastUtil.toastWord(mContext,"不建议使用");
}6.相机设备CameraDevice
<1>相机设备的作用
相机设备用于创建拍照请求、添加预览界面、创建拍照会话等。
<2>相机设备常用方法
- createCaptureRequest：创建拍照请求，第二个参数为会话状态的监听器，该监听器需实现会话状态回调接口CamereCaptureSession.StateCallback的onConfigured方法(方法内部再调用CameraCaptureSession对象的setRepeatingRequest方法，将预览影像输出到屏幕)。createCaptureRequest方法返回一个CaptureRequest的预览对象。
- close：关闭相机。
7.相机拍照会话CameraCaptureSession
<1>相机拍照会话的作用
相机拍照会话用于设置单拍会话(每次只拍一张照片)、连拍会话(自动连续拍摄多张照片)等。
<2>相机拍照会话常用方法
- getDevice：获得该会话的相机设备对象。
- capture：拍照并输出到指定目标。输出目标为CaptureRequest对象时，表示显示在屏幕上；输出目标为ImageReader对象时，表示要保存照片。
- setRepeatingRequest：设置连拍请求并输出到指定目标。输出目标为CaptureRequest对象时，表示显示在屏幕上；输出目标为ImageReader对象时，表示要保存照片。
- stopRepeating：停止连拍。
8.图像读取器ImageReader
<1>图像读取器作用
图像读取器用于获取并保存照片信息，一旦有图像数据生成，立刻触发onImageAvailable方法。
<2>图像读取器常用方法
- getSurface：获得图像读取的表面对象。
- setOnImageAvailableListener：设置图像数据的可用监听器。该监听器需实现接口ImageReader.OnImageAvailableListener的onImageAvailable方法。
9.Camera2使用示例
Camera2View.java
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
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.CameraCharacteristics;
import android.hardware.camera2.CameraDevice;
import android.hardware.camera2.CameraManager;
import android.hardware.camera2.CameraMetadata;
import android.hardware.camera2.CaptureRequest;
import android.hardware.camera2.params.StreamConfigurationMap;
import android.media.Image;
import android.media.ImageReader;
import android.media.ImageReader.OnImageAvailableListener;
import android.os.Build;
import android.os.Handler;
import android.os.HandlerThread;
import android.util.AttributeSet;
import android.util.Log;
import android.util.Size;
import android.view.Surface;
import android.view.TextureView;
import android.widget.Toast;
import androidx.annotation.RequiresApi;
import androidx.core.app.ActivityCompat;
import com.hao.baselib.utils.PathGetUtil;
import com.hao.baselib.utils.ToastUtil;
@RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP)
public class Camera2View extends TextureView {
private static final String TAG = "Camera2View";
private Context mContext; // 声明一个上下文对象
private Handler mHandler;
private HandlerThread mThreadHandler;
private CaptureRequest.Builder mPreviewBuilder; // 声明一个拍照请求构建器对象
private CameraCaptureSession mCameraSession; // 声明一个相机拍照会话对象
private CameraDevice mCameraDevice; // 声明一个相机设备对象
private ImageReader mImageReader; // 声明一个图像读取器对象
private Size mPreViewSize; // 预览画面的尺寸
private int mCameraType = CameraCharacteristics.LENS_FACING_FRONT; // 摄像头类型
private int mTakeType = 0; // 拍摄类型。0为单拍，1为连拍
public Camera2View(Context context) {
this(context, null);
}
public Camera2View(Context context, AttributeSet attrs) {
super(context, attrs);
mContext = context;
mThreadHandler = new HandlerThread("camera2");
mThreadHandler.start();
mHandler = new Handler(mThreadHandler.getLooper());
}
// 打开指定摄像头的相机视图
public void open(int camera_type) {
mCameraType = camera_type;
// 设置表面纹理变更监听器
setSurfaceTextureListener(mSurfacetextlistener);
}
private String mPhotoPath; // 照片的保存路径
// 获取照片的保存路径
public String getPhotoPath() {
return mPhotoPath;
}
// 执行拍照动作
public void takePicture() {
Log.d(TAG, "正在拍照");
mTakeType = 0;
try {
CaptureRequest.Builder builder = mCameraDevice.createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_PREVIEW);
// 把图像读取器添加到预览目标
builder.addTarget(mImageReader.getSurface());
// 设置自动对焦模式
builder.set(CaptureRequest.CONTROL_AF_MODE,
CaptureRequest.CONTROL_AF_MODE_AUTO);
// 设置自动曝光模式
builder.set(CaptureRequest.CONTROL_AF_MODE,
CaptureRequest.CONTROL_AE_MODE_ON_AUTO_FLASH);
// 开始对焦
builder.set(CaptureRequest.CONTROL_AF_TRIGGER,
CameraMetadata.CONTROL_AF_TRIGGER_START);
// 设置照片的方向
builder.set(CaptureRequest.JPEG_ORIENTATION, (mCameraType == CameraCharacteristics.LENS_FACING_FRONT) ? 90 : 270);
// 拍照会话开始捕获相片
mCameraSession.capture(builder.build(), null, mHandler);
} catch (CameraAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
}
private ArrayList<String> mShootingArray; // 连拍的相片保存路径列表
// 获取连拍的相片保存路径列表
public ArrayList<String> getShootingList() {
Log.d(TAG, "mShootingArray.size()=" + mShootingArray.size());
return mShootingArray;
}
// 开始连拍
public void startShooting(int duration) {
Log.d(TAG, "正在连拍");
mTakeType = 1;
mShootingArray = new ArrayList<String>();
try {
// 停止连拍
mCameraSession.stopRepeating();
// 把图像读取器添加到预览目标
mPreviewBuilder.addTarget(mImageReader.getSurface());
// 设置连拍请求。此时预览画面会同时发给手机屏幕和图像读取器
mCameraSession.setRepeatingRequest(mPreviewBuilder.build(), null, mHandler);
// duration小等于0时，表示持续连拍，此时外部要调用stopShooting方法来结束连拍
if (duration > 0) {
// 延迟若干秒后启动拍摄停止任务
mHandler.postDelayed(mStop, duration);
}
} catch (CameraAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 停止连拍
public void stopShooting() {
try {
// 停止连拍
mCameraSession.stopRepeating();
// 移除图像读取器的预览目标
mPreviewBuilder.removeTarget(mImageReader.getSurface());
// 设置连拍请求。此时预览画面只会发给手机屏幕
mCameraSession.setRepeatingRequest(mPreviewBuilder.build(), null, mHandler);
} catch (CameraAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
Toast.makeText(mContext, "已完成连拍，按返回键回到上页查看照片。", Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
// 定义一个拍摄停止任务
private Runnable mStop = new Runnable() {
@Override
public void run() {
stopShooting();
}
};
// 打开相机
private void openCamera() {
// 从系统服务中获取相机管理器
CameraManager cm = (CameraManager) mContext.getSystemService(Context.CAMERA_SERVICE);
String cameraid = mCameraType + "";
try {
// 获取可用相机设备列表
CameraCharacteristics cc = cm.getCameraCharacteristics(cameraid);
// 检查相机硬件的支持级别
// CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_FULL表示完全支持
// CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_LIMITED表示有限支持
// CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_LEGACY表示遗留的
int level = cc.get(CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL);
if (level == CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_FULL){
ToastUtil.toastWord(mContext,"完全支持");
}else if (level == CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_LIMITED){
ToastUtil.toastWord(mContext,"有限支持");
}else if (level == CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_LEGACY){
ToastUtil.toastWord(mContext,"不建议使用");
}
StreamConfigurationMap map = cc.get(CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP);
Size largest = Collections.max(Arrays.asList(map.getOutputSizes(ImageFormat.JPEG)), new CompareSizeByArea());
// 获取预览画面的尺寸
mPreViewSize = map.getOutputSizes(SurfaceTexture.class)[0];
// 创建一个JPEG格式的图像读取器
mImageReader = ImageReader.newInstance(largest.getWidth(), largest.getHeight(), ImageFormat.JPEG, 10);
// 设置图像读取器的图像可用监听器，一旦捕捉到图像数据就会触发监听器的onImageAvailable方法
mImageReader.setOnImageAvailableListener(onImageAvaiableListener, mHandler);
if (ActivityCompat.checkSelfPermission(mContext, Manifest.permission.CAMERA) == PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
// 开启摄像头
cm.openCamera(cameraid, mDeviceStateCallback, mHandler);
}
} catch (CameraAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 关闭相机
private void closeCamera() {
if (null != mCameraSession) {
mCameraSession.close(); // 关闭相机拍摄会话
mCameraSession = null;
}
if (null != mCameraDevice) {
mCameraDevice.close(); // 关闭相机设备
mCameraDevice = null;
}
if (null != mImageReader) {
mImageReader.close(); // 关闭图像读取器
mImageReader = null;
}
}
// 定义一个表面纹理变更监听器。TextureView准备就绪后，立即开启相机
private SurfaceTextureListener mSurfacetextlistener = new SurfaceTextureListener() {
// 在纹理表面可用时触发
public void onSurfaceTextureAvailable(SurfaceTexture surface, int width, int height) {
openCamera(); // 打开相机
}
// 在纹理表面的尺寸发生改变时触发
public void onSurfaceTextureSizeChanged(SurfaceTexture surface, int width, int height) {}
// 在纹理表面销毁时触发
public boolean onSurfaceTextureDestroyed(SurfaceTexture surface) {
closeCamera(); // 关闭相机
return true;
}
// 在纹理表面更新时触发
public void onSurfaceTextureUpdated(SurfaceTexture surface) {}
};
// 创建相机预览会话
private void createCameraPreviewSession() {
// 获取纹理视图的表面纹理
SurfaceTexture texture = getSurfaceTexture();
// 设置表面纹理的默认缓存尺寸
texture.setDefaultBufferSize(mPreViewSize.getWidth(), mPreViewSize.getHeight());
// 创建一个该表面纹理的表面对象
Surface surface = new Surface(texture);
try {
mPreviewBuilder = mCameraDevice.createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_PREVIEW);
// 把纹理视图添加到预览目标
mPreviewBuilder.addTarget(surface);
// 设置自动对焦模式
mPreviewBuilder.set(CaptureRequest.CONTROL_AF_MODE,
CaptureRequest.CONTROL_AF_MODE_CONTINUOUS_PICTURE);
// 设置自动曝光模式
mPreviewBuilder.set(CaptureRequest.CONTROL_AF_MODE,
CaptureRequest.CONTROL_AE_MODE_ON_AUTO_FLASH);
// 开始对焦
mPreviewBuilder.set(CaptureRequest.CONTROL_AF_TRIGGER,
CameraMetadata.CONTROL_AF_TRIGGER_START);
// 设置照片的方向
mPreviewBuilder.set(CaptureRequest.JPEG_ORIENTATION, (mCameraType == CameraCharacteristics.LENS_FACING_FRONT) ? 90 : 270);
// 创建一个相片捕获会话。此时预览画面显示在纹理视图上
mCameraDevice.createCaptureSession(Arrays.asList(surface, mImageReader.getSurface()),
mSessionStateCallback, mHandler);
} catch (CameraAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 相机准备就绪后，开启捕捉影像的会话
private CameraDevice.StateCallback mDeviceStateCallback = new CameraDevice.StateCallback() {
@Override
public void onOpened(CameraDevice cameraDevice) {
mCameraDevice = cameraDevice;
createCameraPreviewSession();
}
@Override
public void onDisconnected(CameraDevice cameraDevice) {
cameraDevice.close();
mCameraDevice = null;
}
@Override
public void onError(CameraDevice cameraDevice, int error) {
cameraDevice.close();
mCameraDevice = null;
}
};
// 影像配置就绪后，将预览画面呈现到手机屏幕上
private CameraCaptureSession.StateCallback mSessionStateCallback = new CameraCaptureSession.StateCallback() {
@Override
public void onConfigured(CameraCaptureSession session) {
try {
Log.d(TAG, "onConfigured");
mCameraSession = session;
// 设置连拍请求。此时预览画面只会发给手机屏幕
mCameraSession.setRepeatingRequest(mPreviewBuilder.build(), null, mHandler);
} catch (CameraAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
}
@Override
public void onConfigureFailed(CameraCaptureSession session) {}
};
// 一旦有图像数据生成，立刻触发onImageAvailable事件
private OnImageAvailableListener onImageAvaiableListener = new OnImageAvailableListener() {
@Override
public void onImageAvailable(ImageReader imageReader) {
Log.d(TAG, "onImageAvailable");
mHandler.post(new ImageSaver(imageReader.acquireNextImage()));
}
};
// 定义一个图像保存任务
private class ImageSaver implements Runnable {
private Image mImage;
public ImageSaver(Image reader) {
mImage = reader;
}
@Override
public void run() {
// 获取本次拍摄的照片保存路径
//获取本次拍摄的照片路径
List<String> listPath = new ArrayList<>();
listPath.add("myCamera");
listPath.add("photos");
String path = PathGetUtil.getLongwayPath(mContext, listPath);
File fileDir = new File(path);
if (!fileDir.exists()) {
fileDir.mkdirs();
}
File filePic = new File(path, "ww" + System.currentTimeMillis() + ".jpg");
if (!filePic.exists()) {
try {
filePic.createNewFile();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 保存图片文件
saveImage(filePic.getPath(), mImage.getPlanes()[0].getBuffer());
//BitmapUtil.setPictureDegreeZero(path);
if (mImage != null) {
mImage.close();
}
if (mTakeType == 0) { // 单拍
mPhotoPath = path;
} else { // 连拍
mShootingArray.add(path);
}
Log.d(TAG, "完成保存图片 path=" + path);
}
}
public static void saveImage(String path, ByteBuffer byteBuffer){
try {
File file = new File(path);
boolean append = false;
FileChannel wChannel = new FileOutputStream(file, append).getChannel();
wChannel.write(byteBuffer);
wChannel.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
private class CompareSizeByArea implements java.util.Comparator<Size> {
@Override
public int compare(Size lhs, Size rhs) {
return Long.signum((long) lhs.getWidth() * lhs.getHeight()
- (long) rhs.getWidth() * rhs.getHeight());
}
}
}activity_main.xml
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent">
<com.example.cameraself.Camera2View
android:id="@+id/camera2"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"/>
<LinearLayout
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:orientation="horizontal"
android:layout_alignParentBottom="true">
<Button
android:id="@+id/one"
android:layout_width="0dp"
android:layout_weight="1"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_alignParentBottom="true"
android:text="单拍"/>
<Button
android:id="@+id/two"
android:layout_width="0dp"
android:layout_weight="1"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_alignParentBottom="true"
android:text="连拍"
android:layout_marginLeft="10dp"/>
</LinearLayout>
</RelativeLayout>MainActivity.java
import android.hardware.camera2.CameraCharacteristics;
import android.os.Build;
import android.os.Handler;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.Toast;
import com.hao.baselib.base.WaterPermissionActivity;
public class MainActivity extends WaterPermissionActivity<MainModel>
implements MainCallback, View.OnClickListener {
private Button one;
private Button two;
private Camera2View camera2;
@Override
protected MainModel getModelImp() {
return new MainModel(this, this);
}
@Override
protected int getContentLayoutId() {
return R.layout.activity_main;
}
@Override
protected void initWidget() {
one = findViewById(R.id.one);
two = findViewById(R.id.two);
camera2 = findViewById(R.id.camera2);
one.setOnClickListener(this);
two.setOnClickListener(this);
requestPermission(READ_EXTERNAL_STORAGE);
}
@Override
protected void doSDRead() {
requestPermission(WRITE_EXTERNAL_STORAGE);
}
@Override
protected void doSDWrite() {
requestPermission(CAMERA);
}
@Override
protected void doCamera() {
// 获取前一个页面传来的摄像头类型
// int camera_type = CameraCharacteristics.LENS_FACING_BACK;
int camera_type = CameraCharacteristics.LENS_FACING_FRONT;
// 设置二代相机视图的摄像头类型
if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP) {
camera2.open(camera_type);
}
}
@Override
public void onClick(View v) {
switch (v.getId()) {
case R.id.one:
// 命令二代相机视图执行单拍操作
if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP) {
camera2.takePicture();
}
// 拍照需要完成对焦、图像捕获、图片保存等一系列动作，因而要留足时间给系统处理
new Handler().postDelayed(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Toast.makeText(MainActivity.this, "已完成拍照", Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
}, 1500);
break;
case R.id.two:
// 命令二代相机视图执行连拍操作
if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP) {
camera2.startShooting(7000);
}
break;
}
}
}这样我们就实现了利用Camera2来制作自定义相机的目的。实际测试中发现，Camera2确实比Camera拍出来的照片要清晰很多，并且分辨率和照片的最终大小都有所提升，但是和系统相机比还是要差一些，和微信等主流应用的自定义相机还相距甚远，因为这其中还有很多算法优化，硬件支持等相关的内容。不过基本已经可以满足我们开发中一部分的需求了。所以如果我们只是简单的需要拍照上传图片，建议还是调用系统的相机功能。如果必须要自定义拍照界面我们再使用这种方法。之后有机会我还会研究一下Jetpack中的CameraX并写一篇博文。
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