Camera2的使用【详细】

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1.获取权限

2. 获取指定相机ID

(1)获取相机管理者CameraManager

(2)获取相机ID列表

(3)获取相机特征CameraCharacteristics

(4)获取相机朝向

3.获取相机输出尺寸

(1)根据相机ID获取相机特征

(2)获取输出流配置StreamConfigurationMap

(3)获取输出尺寸数组(参数为输出目标类)Size[]

(4)选择输出尺寸

4. SurfaceView及其他控件的准备

(1)获取视图

(2)根据相机输出尺寸宽高比设置SurfaceView宽高比尺寸

(3)添加回调

5. 创建ImageReader用于处理捕获的图片

(1)创建ImageReader

(2)设置图片可用监听器OnImageAvailableListener

6. 创建相机设备状态回调、通道并发送循环预览请求

(1)创建相机设备状态回调CameraDevice.StateCallback

(2)创建捕获请求建造者CaptureRequest.Builder(参数：模板_预览)

(3)创建捕获请求目标集合

(4)创建捕获通道CaptureSession

(5)在捕获通道完成后要设置循环请求(预览捕获请求)

7. 启动相机

8. 拍摄照片

(1)创建捕获请求建造者CaptureRequest.Builder(参数：模板_静态捕获)

(2)捕获通道执行捕获拍照捕获请求

9.程序的停止和重启

(1)停止程序需关闭相机节省资源

(2)重启程序需再次启动相机

(3)重启程序重获取ImageReader的Surface

10. 常见报错

(1) CaptureRequest contains unconfigured Input/Output Surface!

(2)Surface was abandoned

(3) MTK零延迟的Camera机制

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建议相机全部操作放在非主线程中，可以避免等待SurfaceView创建阻塞主线程、ImageReader的Surface在主线程创建会在onStop()方法中被摧毁等多种情况。

1.获取权限

camera权限是必须申请的，如果需要保存图片还需要读写权限，并动态申请。

<uses-permission android:name="android.permission.CAMERA"/> <uses-permission android:name="android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE"/> <uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE"/> requestPermissions(new String[]{"android.permission.CAMERA","android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE","android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE"}, 2333); public void onRequestPermissionsResult(int requestCode, @NonNull String[] permissions, @NonNull int[] grantResults) { super.onRequestPermissionsResult(requestCode, permissions, grantResults); if (requestCode == 2333) { for (int i = 0; i < permissions.length; i++) { if (grantResults[i] != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) { requestPermissions(permissions, requestCode); break; } } } } 2. 获取指定相机ID

流程：

(1)获取相机管理者CameraManager

相机管理者中存储了相机ID列表、相机特征。

(2)获取相机ID列表

String cameraIdList[] = cameraManager.getCameraIdList();

(3)获取相机特征CameraCharacteristics

CameraCharacteristics中含有相机设备的信息。

(4)获取相机朝向

cameraCharacteristics.get(CameraCharacteristics.LENS_FACING);

//相机ID String cameraId=null; //(1)获取相机管理者 CameraManager cameraManager = (CameraManager) getSystemService(CAMERA_SERVICE); //(2)获取相机ID列表 String cameraIdList[] = cameraManager.getCameraIdList(); for (int i = 0; i < cameraIdList.length; i++) { //(3)获取相机特征 CameraCharacteristics cameraCharacteristics = cameraManager.getCameraCharacteristics(cameraIdList[i]); //(4)获取相机朝向---后置 if (cameraCharacteristics.get(CameraCharacteristics.LENS_FACING) == CameraCharacteristics.LENS_FACING_BACK) { //使用该相机ID cameraId = cameraIdList[i]; break; } } 3.获取相机输出尺寸

流程：

(1)根据相机ID获取相机特征 (2)获取输出流配置StreamConfigurationMap (3)获取输出尺寸数组(参数为输出目标类)Size[]

输出尺寸参数建议选择ImageReader.class。

请注意部分相机不支持使用SurfaceView.class作为参数，可能会出现返回null，如果使用SurfaceView.class做参数要对此做好处理。

(4)选择输出尺寸 //获取相机支持尺寸 int output_width,output_height; //(1)获取当前相机的特征 CameraCharacteristics cameraCharacteristics=cameraManager.getCameraCharacteristics(cameraId); //(2)获取输出流配置 StreamConfigurationMap map=cameraCharacteristics.get(CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP); //(3-1)获取输出尺寸数组(参数为输出目标类) Size[] outputSizes = map.getOutputSizes(ImageReader.class); //(4-1)选择输出尺寸 for(int i=0;i<outputSizes.length;i++){ //获取需要的输出尺寸 //因为相机常为90°，所以将横竖调转 output_height=outputSizes[i].getWidth(); output_width=outputSizes[i].getHeight(); //判断是否使用本尺寸代码 //... ... break; } //(3-2)获取输出尺寸数组(参数为输出目标类) Size[] outputSizes = map.getOutputSizes(SurfaceView.class); if(outputSizes.length!=null){ //(4-2)选择输出尺寸 for(int i=0;i<outputSizes.length;i++){ //获取需要的输出尺寸 //因为相机常为90°，所以将横竖调转 output_height=outputSizes[i].getWidth(); output_width=outputSizes[i].getHeight(); //判断是否使用本尺寸代码 //... ... break; } } else{ //输出尺寸数组为null时设置输出宽高尺寸 output_height=640*30; output_width=480*30; } //例 //判断是否使用本尺寸代码 //即选择输出尺寸中最接近目标比例的尺寸 int output_width, output_height;//输出宽高比 double cha = 1000;// 实际宽高比与目标宽高比差值 double bili = 3 / 4;//目标宽/高 for (int i = 0; i < outputSize.length; i++) { int tempHeight = outputSize[i].getHeight(); int tempWidth = outputSize[i].getWidth(); double tempCha = (double) tempWidth /(double) tempHeight - bili; if (tempCha < 0) { tempCha = 0 - tempCha; } if (tempCha < cha) { cha = tempCha; output_width = tempWidth; output_height = tempHeight; } } 4. SurfaceView及其他控件的准备

和Camera一样，Camera2也可以使用SurfaceView作为预览视图，但Camera2和Camera不同，他并不强制你拍摄前必须预览。

SurfaceView使用时请注意，一定要在SurfaceView创建完成后再进行预览的绑定，这一点和Camera、MediaPlayer等的操作是一样的。

但Camera绑定SurfaceView设置预览时使用的是SurfaceHolder，而Camera2使用的是Surface。

SurfaceView用于显示捕获的图片，SurfaceView的Surface作为预览捕获请求的目标。

流程：

(1)获取视图 (2)根据相机输出尺寸宽高比设置SurfaceView宽高比尺寸 (3)添加回调

surfaceView.getHolder().addCallback(new SurfaceHolder.Callback() {

请注意SurfaceView在onCreate()方法结束后创建完成并调用surfaceCreate()方法，等待surfaceView创建完成的部分需要在非主线程。

//(1)获取控件 SurfaceView surfaceView = findViewById(R.id.~); //(2)根据相机输出尺寸设置SurfaceView尺寸 RelativeLayout.LayoutParams layoutParams = (RelativeLayout.LayoutParams) surfaceView.getLayoutParams(); layoutParams.width = ~ ; layoutParams.height = ~ ; surfaceView.setLayoutParams(layoutParams); //Camera2绑定SurfaceView预览时使用的是Surface Surface surface_surfaceView=null; //(3)SurfaceView回调 surfaceView.getHolder().addCallback(new SurfaceHolder.Callback() { public void surfaceCreated(@NonNull SurfaceHolder surfaceHolder) { //构建成功 //准备预览捕获请求的目标 surface_surfaceView = surfaceHolder.getSurface(); } public void surfaceChanged(@NonNull SurfaceHolder surfaceHolder,int i,int i1,int i2) { //SurfaceView改变 } public void surfaceDestroyed(@NonNull SurfaceHolder surfaceHolder) { //构建摧毁 surface_surfaceView = null; } }); //拍照按钮 Button button_takePicture=null; 5. 创建ImageReader用于处理捕获的图片

ImageReader用于处理捕获的图片，ImageReader的Surface作为拍照捕获请求的目标。

流程：

(1)创建ImageReader

创建ImageView的前两个参数为捕获图像的宽高，请设置。第三个参数是表示在 ImageReader 队列中同时最多可以有多少张图像。如果这个参数为 1，表示 ImageReader 只能容纳一张图像。当你获取一张新的图像时，如果队列已满，则会丢弃旧的图像。这有助于避免内存溢出或过多图像堆积的问题。

如果ImageReader是在主线程创建的，那么在关闭程序时，ImageReader的Surface会自动被摧毁，请在onRestart()重新获取！！！

(2)设置图片可用监听器OnImageAvailableListener

用ImageReader捕获图片后将调用其中的onImageAvailable()方法。

请注意onImageAvailable()方法的第二个参数为其使用的线程，不能为null。

处理图像代码详解：

acquireNextImage() 方法用于从 ImageReader 中获取下一个可用的图像。acquireNextImage() 方法获取最新可用的图像，该图像会被移除并返回。如果没有可用的图像，此方法将会阻塞，直到有图像可用或者超时。返回的是一个 Image 对象，代表捕获到的图像数据。Image 对象通过 getPlanes() 方法返回一个 Image.Plane[] 数组，每个平面包含了图像的一个通道（例如：红色、绿色、蓝色、透明度等）。通常，对于 JPEG 格式的图像，这里的数组中只有一个平面，即索引为 0 的平面。ByteBuffer 是用来存储图像数据的容器。通过 getBuffer() 方法获取的 ByteBuffer 包含了图像数据。remaining() 方法返回当前位置与限制之间的元素数量，这里指的是剩余的可读取的字节数。get(bytes) 方法从 ByteBuffer 中读取数据并将其存储到 bytes 数组中。 //(1)创建ImageReader，请注意宽高 ImageReader imageReader = ImageReader.newInstance(output_width, output_height, ImageFormat.JPEG, 1); //准备拍照捕获请求的目标 Surface surface_imageReader=imageReader.getSurface(); //(2)设置图片可用监听器 imageReader.setOnImageAvailableListener(new ImageReader.OnImageAvailableListener() { public void onImageAvailable(ImageReader reader) { // 处理图像数据 Image image = reader.acquireNextImage(); ByteBuffer byteBuffer=image.getPlanes()[0].getBuffer(); byte[] bytes=new byte[byteBuffer.remaining()]; byteBuffer.get(bytes); //存储 File file = new File(Environment.getExternalStorageDirectory() + "/picture.jpg"); try (OutputStream output = new FileOutputStream(file)) { output.write(bytes); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } // 处理完后记得释放资源 image.close(); } }, handler_ui); 6. 创建相机设备状态回调、通道并发送循环预览请求

流程：

(1)创建相机设备状态回调CameraDevice.StateCallback

CameraDevice是指具体相体设备。

(2)创建捕获请求建造者CaptureRequest.Builder(参数：模板_预览)

捕获请求需要在相机启动成功后创建，即CameraDevice创建成功后。

添加目标为SurfaceView的Surface，需要确定此时的SurfaceView已经创建完成并已执行回调。

请注意SurfaceView在onCreate()方法结束后创建完成并调用surfaceCreate()方法，等待surfaceView创建完成的部分需要在非主线程。

(3)创建捕获请求目标集合

创建捕获通道的第一个参数为所有捕获请求的目标Surface集合，包括用于预览的SurfaceView的Surface和用于拍照的ImageReader的Surface，不能将捕获请求的目标设为不在本集合中的Surface，否则会报错。

请确保创建通道的全部Surface保持存活！！！

如果在关闭应用时销毁了surface资源，请在重启时重新获取。

如果ImageReader是在主线程创建的，那么在关闭程序时，ImageReader的Surface会自动被摧毁，请在onRestart()重新获取。

(4)创建捕获通道CaptureSession

捕获通道需要在相机启动成功后创建，即CameraDevice创建成功后。

(5)在捕获通道完成后要设置循环请求(预览捕获请求)

cameraCaptureSession.setRepeatingRequest(captureRequestBuilder_preview.build(), null, null);

//捕获通道 CameraCaptureSession captureSession; // (1) 创建相机设备状态回调-CameraDevice是指具体相体设备 CameraDevice.StateCallback stateCallback = new CameraDevice.StateCallback() { public void onOpened(@NonNull CameraDevice cameraDevice) { //相机设备打开 myCameraDevice=cameraDevice; //捕获请求建造者 CaptureRequest.Builder captureRequestBuilder_preview; try { // (2) 创建捕获请求建设者，参数：模板_预览 captureRequestBuilder_preview = cameraDevice.createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_PREVIEW); //等待SurfaceView创建完成并回调后将它的Surface设为目标 while (true) { if (surface != null) { //添加目标 captureRequestBuilder_preview.addTarget(surface_surfaceView); break; } Thread.sleep(40); } } catch (CameraAccessException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e); } if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.P) { try { // (3) 创建目标合集 List<Surface> list=new ArrayList(); list.add(surface_surfaceView); list.add(surface_imageReader); // (4) 创建捕获通道 - 捕获通道需要在相机启动后再创建 cameraDevice.createCaptureSession(list, new CameraCaptureSession.StateCallback() { public void onConfigured(@NonNull CameraCaptureSession cameraCaptureSession) { //捕获通道配置完成 captureSession=cameraCaptureSession; // (5) 配置完成，可以开始预览 - 设置循环请求 try { cameraCaptureSession.setRepeatingRequest(captureRequestBuilder_preview.build(), null, null); } catch (CameraAccessException e) { throw new RuntimeException(e); } } public void onConfigureFailed(@NonNull CameraCaptureSession cameraCaptureSession) { //配置失败 } }, null); } catch (CameraAccessException e) { throw new RuntimeException(e); } } } public void onDisconnected(@NonNull CameraDevice cameraDevice) { //相机设备断开 if (myCameraDevice != null) { myCameraDevice.close(); myCameraDevice = null; } } public void onError(@NonNull CameraDevice cameraDevice, int i) { //相机设备错误 if (myCameraDevice != null) { myCameraDevice.close(); myCameraDevice = null; } } }; 7. 启动相机

使用相机管理者CameraManager的openCamera()方法启动指定相机，参数为相机ID、相机状态回调、Handler。请注意第三个参数Handler用于指定回调方法在哪个线程上执行。通常情况下，相机相关的操作需要在主线程（UI 线程）执行，以确保与 UI 的交互是安全的。该参数不能为null。

因启动相机会调用stateCallback中的onOpened()方法，如果该方法中存在等待surfaceView创建完成的部分，需要将openCamera()放在非主线程。

//Handler Handler handler_ui = new Handler() { public void handleMessage(@NonNull Message msg) { } }; //启动相机 cameraManager.openCamera(cameraId, stateCallback, handler_ui); //关闭相机可使用如下代码 if (myCameraDevice != null) { myCameraDevice.close(); myCameraDevice = null; } 8. 拍摄照片

流程：

(1)创建捕获请求建造者CaptureRequest.Builder(参数：模板_静态捕获)

捕获请求需要在相机启动成功后创建，即CameraDevice创建成功后。

(2)捕获通道执行捕获拍照捕获请求 button_take.setOnClickListener(new View.OnClickListener() { public void onClick(View view) { try { //(1)创建拍照的捕获请求，参数：模板_静态_捕获 CaptureRequest.Builder captureRequestBuilder = myCameraDevice.createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_STILL_CAPTURE); //用于保存拍照的Surface(在通道创建时已在目标集合中) captureRequestBuilder.addTarget(surface_imageReader); //(2)捕获通道执行捕获请求 captureSession.capture(captureRequestBuilder.build(), new CameraCaptureSession.CaptureCallback() { public void onCaptureStarted(@NonNull CameraCaptureSession session, @NonNull CaptureRequest request, long timestamp, long frameNumber) { super.onCaptureStarted(session, request, timestamp, frameNumber); } },null); } catch (CameraAccessException e) { throw new RuntimeException(e); } } }); 9.程序的停止和重启 (1)停止程序需关闭相机节省资源 protected void onStop() { if (myCameraDevice != null) { myCameraDevice.close(); myCameraDevice = null; } super.onStop(); } (2)重启程序需再次启动相机

程序onStop()时相机关闭，在onRestart()中请重新openCamera()。

protected void onRestart() { try { cameraManager.openCamera(cameraId, stateCallback, handler_ui); } catch (CameraAccessException e) { throw new RuntimeException(e); } super.onRestart(); } (3)重启程序重获取ImageReader的Surface

 如果ImageReader是在主线程创建的，那么在关闭程序时，ImageReader的Surface会自动被摧毁，请在onRestart()重新获取！！！

protected void onRestart() { surface_imageReader = imageReader.getSurface(); try { cameraManager.openCamera(cameraId, stateCallback, handler_ui); } catch (CameraAccessException e) { throw new RuntimeException(e); } super.onRestart(); } 10. 常见报错 (1) CaptureRequest contains unconfigured Input/Output Surface!

出现这个错误的原因是我们在一次捕获capture（也就是拍照的时候），cameraCaptureSession.capture(captureRequestBuilder.build()，CaptureCallback，Handler);这个captureRequestBuilder的目标Surface必须在创建通道时，是创建通道的第一个参数(目标List<Surface>集合)中的子集，否则就报异常了。

(2)Surface was abandoned

这个异常表明在使用相机API时，一个Surface对象被放弃（abandoned）。在Camera2 API中，Surface通常用于显示相机预览或保存照片。如果在关闭应用时销毁了surface资源，请在重启时重新获取。如果ImageReader是在主线程创建的，那么在关闭程序时，ImageReader的Surface会自动被摧毁，请在onRestart()重新获取。

(3) MTK零延迟的Camera机制

预览与拍照模式传给hal层的metadata键值对的key必须保持同步，也就是说，在同一次session会话中，你给预览传了什么样的metadata键值对的key，在拍照时同样也要传这个key，哪怕你不用这个metadata去调用底层工作，value可以传0或者任何底层不接受的值，切记这个key是必须传，否则打开相机的回调函数CameraDevice.StateCallback中onError就会被底层调用，从而导致相机无法打开。