Camera2的使用【详细】
目录
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
(3)获取输出尺寸数组(参数为输出目标类)
(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) 重新获取ImageReader的Surface
(2)再次启动相机
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
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。
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、相机设备。
(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
(3)获取输出尺寸数组(参数为输出目标类)
(4)选择输出尺寸
//获取相机支持尺寸
int output_width,output_height;
//(1)获取当前相机的特性
CameraCharacteristics cameraCharacteristics=cameraManager.getCameraCharacteristics(imageId);
//(2)获取输出流配置
StreamConfigurationMap map=cameraCharacteristics.get(CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP);
//(3)获取输出尺寸数组(参数为输出目标类)
Size[] outputSizes = map.getOutputSizes(ImageReader.class);
//(4)选择输出尺寸
for(int i=0;i//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
double cha = 1000;// 实际宽高比与目标宽高比差值
double bili = 3 / 4;//目标宽/高
int outSize_width, outSize_height;//输出宽高比
for (int i = 0; i < outputSize.length; i++) {
int tempHeight = outputSize[i].getHeight();
int tempWidth = outputSize[i].getWidth();
double tempCha = tempWidth / tempHeight - bili;
if (tempCha < 0) {
tempCha = 0 - tempCha;
}
if (tempCha < cha) {
cha = tempCha;
outSize_width = tempWidth;
outSize_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使用的时Surface。
SurfaceView用于显示捕获的图片，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() {
//(1)获取控件
SurfaceView surfaceView = findViewById(R.id.~);
//(2)根据相机捕获尺寸设置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=null;
//(3)SurfaceView回调
surfaceView.getHolder().addCallback(new SurfaceHolder.Callback() {
public void surfaceCreated(@NonNull SurfaceHolder surfaceHolder) {
//构建成功
surface = 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 = 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，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。
(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);
//(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，即CameraDevice创建成功后。
(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。
(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！！！
SurfaceView的Surface在程序onStop()时摧毁，onRestart()时会自动重建，无需特别注意。
ImageReader的Surface在程序onStop()时摧毁，onRestart()时不会自动重建！！！请在onRestart()中手动重新获取一个Surface，但ImageReader不会被摧毁，不用重建。
protected void onRestart() {
surface_imageReader = imageReader.getSurface();
imageReader.setOnImageAvailableListener(new ImageReader.OnImageAvailableListener() {
public void onImageAvailable(ImageReader imageReader) {
//获取图片
Image image = imageReader.acquireNextImage();
ByteBuffer buffer = image.getPlanes()[0].getBuffer();
byte[] bytes = new byte[buffer.remaining()];
buffer.get(bytes);
//存储
//... ...
Log.d("OK", "拍照成功");
//关闭Image
image.close();
}
}, handler_ui);
try {
cameraManager.openCamera(cameraId, stateCallback, handler_ui);
} catch (CameraAccessException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
super.onRestart();
}(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);
break;
}
Thread.sleep(40);
}
} catch (CameraAccessException e) {
throw new RuntimeException(e);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
// (3) 创建捕获通道 - 捕获通道需要在相机启动后再创建
if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.P) {
try {
//创建目标合集
List list=new ArrayList();
list.add(surface);
list.add(imageReader.getSurface());
cameraDevice.createCaptureSession(Arrays.asList(surface), new CameraCaptureSession.StateCallback() {
public void onConfigured(@NonNull CameraCaptureSession cameraCaptureSession) {
//捕获通道配置完成
captureSession=cameraCaptureSession;
// (4) 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。
//Handler
Handler handler_ui = new Handler() {
public void handleMessage(@NonNull Message msg) {
}
};
//启动相机
cameraManager.openCamera(cameraId, stateCallback, handler_ui);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)
Surface captureSurface = imageReader.getSurface();
captureRequestBuilder.addTarget(captureSurface);
//(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) 重新获取ImageReader的Surface
ImageReader的Surface在程序onStop()时摧毁，onRestart()时不会自动重建！！！请在onRestart()中手动重新获取一个Surface，但ImageReader不会被摧毁，不用重建。
(2)再次启动相机
程序onStop()时相机会关闭，在onRestart()中请重新openCamera()。
protected void onRestart() {
//ImageReader imageReader = ImageReader.newInstance(output_width, output_height, ImageFormat.JPEG, 1);
surface_imageReader = imageReader.getSurface();
imageReader.setOnImageAvailableListener(new ImageReader.OnImageAvailableListener() {
public void onImageAvailable(ImageReader imageReader) {
//获取图片
Image image = imageReader.acquireNextImage();
ByteBuffer buffer = image.getPlanes()[0].getBuffer();
byte[] bytes = new byte[buffer.remaining()];
buffer.get(bytes);
//存储
//... ...
Log.d("OK", "拍照成功");
//关闭Image
image.close();
}
}, handler_ui);
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
(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。这种问题通常出现在程序onRestart()中没重新获取ImageReader的Surface;ImageReader的Surface在程序onStop()时摧毁，onRestart()时不会自动重建！！！请在onRestart()中手动重新获取一个Surface，但ImageReader不会被摧毁，不用重建。
(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。