Android 之 Camera2

從Android 5.0開始，Google 引入了一套全新的相機框架 Camera2（android.hardware.camera2）並且廢棄了舊的相機框架 Camera1（android.hardware.Camera）。在API架構方面, Camera2和之前的Camera有很大區別, APP和底層Camera之前可以想象成用管道方式連接，接下來先了解下Camera2的相關類。

CameraManager類：攝像頭的管理類，主要是用於檢測、打開系統的攝像頭；

CameraCharacteristics類：相機的特徵類，例如是否可以支持自動調焦，是否支持閃光燈等等；（一般包含以下幾種常用的參數：LENS_FACING：拿到攝像頭的方向（LENS_FACING_FRONT是前攝像頭，LENS_FACING_BACK是後攝像頭）
SENSOR_ORIENTATION：獲取攝像頭拍照的方向位置
SCALER_AVAILABLE_MAX_DIGITAL_ZOOM：獲取最大的數字調焦值（Zoom的最大值）
FLASH_INFO_AVAILABLE:支不支持閃光燈
LENS_INFO_MINIMUM_FOCUS_DISTANCE：獲取最小的調焦距離）

CameraDevice類：相機設備，類似以往的Camera類，可以使用reateCaptureRequest (int templateType)方法創建CaptureRequest.Builder，一般templateType的常見參數如下：TEMPLATE_PREVIEW ：預覽
TEMPLATE_RECORD：拍攝視頻
TEMPLATE_STILL_CAPTURE：拍照
TEMPLATE_VIDEO_SNAPSHOT：創建視視頻錄製時截屏的請求

CameraCaptureSession類：用於創建預覽、拍照的Session類，程序中通過創造一個CameraCaptureSession，在安卓端和相機硬件端建立管道，從而可以獲取拍攝的圖片信息，可以通過它的setRepeatingRequest()方法來控制預覽界面。在創造一個會議時，會回調兩個接口——StateCallback:處理session建立成功和失敗的情況，通常在這裏會進行預覽的一些初始化設置。CaptureCallback:捕獲圖像成功、失敗、進行時等情況的處理；

CameraRequest類：用於控制預覽和拍照參數，例如：對焦模式，曝光模式，zoom參數等等。從圖像傳感器捕獲單個圖像的結果的子集。包含捕獲硬件（傳感器，鏡頭，閃存），處理流水線，控制算法和輸出緩衝區的最終配置的一個子集。

瞭解完了Camera2的相關類，接下來了解一個Camera開發過程中必不可少的控件----TextureView
TextureView是在Android 4.0引入的，主要用於承載顯示數據流的View, 如本地Camera採集的預覽數據流和視頻通話模塊從網絡包裏解出實時視頻數據流。TextureView還有個比較好的特性就是可以當做普通的View控件使用，在佈局、動畫和變換（平移、縮放、旋轉等）中非常方便。

總的來說，就是我們只要抓住一條會話通道，就可以通過這條通道傳送CameraRequest請求預覽、拍照和錄像了。流程大致如下：在調用onCamera方法後會回調CameraDevice.StateCallback這個方法，在這個方法裏面重寫onOpend函數，在onOpend方法中調用createCaptureSession，該方法又回調CameraCaptureSession.StateCallback方法，在該方法中重寫onConfigured方法，設置setRepeatingRequest方法（即開始圖蘭圖像），setRepeatingRequest又會回調CameraCaptureSession.CaptureCallback方法，重寫CameraCaptureSession.CaptureCallback方法中的onCaptureCompleted方法，最後result就是未經過處理的原始數據了。

接下來就來使用Camera2來實現採集手機攝像頭圖像的一個小Demo吧。

在佈局中添加一個TextureView控件，用來採集攝像頭的預覽數據，在打開攝像頭之前，一定要記得申請權限，一定要記得申請權限，一定要記得申請權限，重要的事情說三遍，如果不知道如何動態申請權限的，可以查看我之前的博客Android 6.0動態申請權限
其次是定義一個TextureView作爲一個預覽的界面，然後一定要實現它的監聽事件

        TextureView.SurfaceTextureListener textureListener = new TextureView.SurfaceTextureListener() {
            @Override
            public void onSurfaceTextureAvailable(SurfaceTexture surface, int width, int height) {
                //當SurefaceTexture可用的時候，設置相機參數並打開相機
                setupCamera(width, height);
                configureTransform(width, height);
                openCamera();
            }

            @Override
            public void onSurfaceTextureSizeChanged(SurfaceTexture surface, int width, int height) {
                //當SurefaceTexture狀態改變時調用此方法
            }

            @Override
            public boolean onSurfaceTextureDestroyed(SurfaceTexture surface) {
                //當SurefaceTexture銷燬時調用此方法
                return false;
            }

            @Override
            public void onSurfaceTextureUpdated(SurfaceTexture surface) {
                //當SurefaceTexture狀態更新時調用此方法
            }
        };
        textureView.setSurfaceTextureListener(textureListener);

setupCamera這個方法主要是根據TextureView來設定相對於的尺寸大小，Camera2中使用CameraManager來管理攝像頭，代碼如下：

    private void setupCamera(int width, int height) {
        // 獲取攝像頭的管理者CameraManager
        CameraManager manager = (CameraManager) getSystemService(Context.CAMERA_SERVICE);
        try {
            // 遍歷所有攝像頭
            for (String cameraId : manager.getCameraIdList()) {
                CameraCharacteristics characteristics = manager.getCameraCharacteristics(cameraId);
                // 默認打開後置攝像頭 - 忽略前置攝像頭
                if (characteristics.get(CameraCharacteristics.LENS_FACING) == CameraCharacteristics.LENS_FACING_FRONT){
                    continue;
                }
                // 獲取StreamConfigurationMap，它是管理攝像頭支持的所有輸出格式和尺寸
                StreamConfigurationMap map = characteristics.get(CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP);
                mPreviewSize = getOptimalSize(map.getOutputSizes(SurfaceTexture.class), width, height);
                cameraID = cameraId;
                break;
            }
        } catch (CameraAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

接着是打開攝像頭，也是需要用到CameraManager管理類，manager.openCamera（）這個方法的第三個參數是指在哪個線程執行，null就是爲主線程

 private void openCamera() {
        CameraManager manager = (CameraManager) getSystemService(CAMERA_SERVICE);
        //檢查權限
        try {
            if (ActivityCompat.checkSelfPermission(this, Manifest.permission.CAMERA) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
                Toast.makeText(MainActivity.this,"請檢查權限是否打開",Toast.LENGTH_LONG).show();
                return;
            }
            //打開相機，第一個參數指示打開哪個攝像頭，第二個參數stateCallback爲相機的狀態回調接口，第三個參數用來確定Callback在哪個線程執行，爲null的話就在當前線程執行
            manager.openCamera(cameraID, stateCallback, null);
        } catch (CameraAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

當相機打開之後會回調接口StateCallback裏面的方法

 //實現StateCallback 接口，當相機打開後會回調onOpened方法
    private final CameraDevice.StateCallback stateCallback = new CameraDevice.StateCallback() {
        @Override
        public void onOpened(@NonNull CameraDevice camera) {
            //打開攝像頭
            mCameraDevice = camera;
            //開啓預覽
            startPreview();
        }

        @Override
        public void onDisconnected(@NonNull CameraDevice camera) {
            //關閉攝像頭
        }

        @Override
        public void onError(@NonNull CameraDevice camera, int error) {
            //發生錯誤
        }
    };

接着就是攝像頭的圖像預覽了

    private void startPreview() {
        setupImageReader();
        SurfaceTexture mSurfaceTexture = textureView.getSurfaceTexture();
        //設置TextureView的緩衝區大小
        mSurfaceTexture.setDefaultBufferSize(mPreviewSize.getWidth(), mPreviewSize.getHeight());
        //獲取Surface顯示預覽數據
        mPreviewSurface = new Surface(mSurfaceTexture);
        try {
            getPreviewRequestBuilder();
            //創建相機捕獲會話，第一個參數是捕獲數據的輸出Surface列表，第二個參數是CameraCaptureSession的狀態回調接口，當它創建好後會回調onConfigured方法，第三個參數用來確定Callback在哪個線程執行，爲null的話就在當前線程執行
            mCameraDevice.createCaptureSession(Arrays.asList(mPreviewSurface, mImageReader.getSurface()), new CameraCaptureSession.StateCallback() {
                @Override
                public void onConfigured(CameraCaptureSession session) {
                    mCaptureSession = session;
                    repeatPreview();
                }

                @Override
                public void onConfigureFailed(CameraCaptureSession session) {

                }
            }, null);
        } catch (CameraAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

創建預覽請求的Builder

    // 創建預覽請求的Builder（TEMPLATE_PREVIEW表示預覽請求）
    private void getPreviewRequestBuilder() {
        try {
            mPreviewRequestBuilder = mCameraDevice.createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_PREVIEW);
        } catch (CameraAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //設置預覽的顯示界面
        mPreviewRequestBuilder.addTarget(mPreviewSurface);
        MeteringRectangle[] meteringRectangles = mPreviewRequestBuilder.get(CaptureRequest.CONTROL_AF_REGIONS);
        if (meteringRectangles != null && meteringRectangles.length > 0) {
            Log.e("LEE", "PreviewRequestBuilder: AF_REGIONS=" + meteringRectangles[0].getRect().toString());
        }
        mPreviewRequestBuilder.set(CaptureRequest.CONTROL_MODE, CaptureRequest.CONTROL_MODE_AUTO);
        mPreviewRequestBuilder.set(CaptureRequest.CONTROL_AF_TRIGGER, CaptureRequest.CONTROL_AF_TRIGGER_IDLE);
    }

設置反覆捕獲數據的請求，這樣預覽界面就會一直有數據顯示

    private void repeatPreview() {
        mPreviewRequestBuilder.setTag(TAG_PREVIEW);
        mPreviewRequest = mPreviewRequestBuilder.build();
        //設置反覆捕獲數據的請求，這樣預覽界面就會一直有數據顯示
        try {
            mCaptureSession.setRepeatingRequest(mPreviewRequest, captureCallback, null);
        } catch (CameraAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

這些就是Camera2中使用到的比較重要的一些方法了，剩下的一些代碼我就不貼出來了，有需要的話可以到github上下載一下源碼就可以跑起來啦Git傳送門