android camera 学习

总体介绍

  Android Camera框架从整体上看是一个client/service架构。有两个进程，一个是client进程，可以看成AP端

，主要包括Java代码和一些native层的c/c++代码；另一个是service进程，属于服务端，是native c/c++代码，

主要负责和linux kernel中的camera driver交互，搜集linux kernel中driver层传上来的数据，并交给显示系统（surface）显示。client 和 service 进程通过Binder机制进行通信，client端通过调用service端的接口实现各个具体的功能。

  对于preview数据不会通过Binder机制从service端copy 到client端，但会通过回调函数与消息机制将preview数据的buffer地址传到client端，最终可在Java ap中操作处理preview数据。

2.调用层次划分

Android中Camera的调用流程可分为以下几个层次：

Package->Framework->JNI->Camera(cpp)--(binder)-->CameraService->Camera HAL->Camera Driver

client端：

Package 中的 camera.java 调用Framework中的 camera.java（framework/base/core/java/android/hardware).Framework中的 camera.java 调用 JNI层的native 函数。JNI层的调用实现在android_hardware_camera.cpp（framework/base/core/jni文件下的文件都被 编译进libandroid_runtime.so）文件中，android_hardware_camera.cpp文件中的 register_android_hardware_camera(JNIEnv *env)函数会将native函数注册到虚拟机中，以供framework层的JAVA代码调用，这些native函数通过调用 libcamera_client.so中的camera类实现具体功能。

  核心的libcamera_client.so动态库源代码位于：framework/base/libs/camera中，其中 Icamera,IcameraClient,IcameraService三个类按照Binder IPC通信要求的框架实现的，用来与service端通信。

service端:

service端的实现在动态库libcameraservice.so中，源代码位于:frameworks/base/services/camera。CameraService相关类通过调用Camera HAL层来实现具体的功能，从HAL层向下就不是Android的标准代码了，各个厂商有自己不 同的实现。但思路应该都是相同的：Camera遵循V4L2架构，利用ioctl发送VIDIOC_DQBUF命令得到有效的图像数据，接着回调HAL层 的data callback接口以通知CameraService，CameraService会通过binder通知Camera.cpp。

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。

n1， camera打开线程与预览线程n

2，参数设置n

3，自动对焦与触摸对焦n

4，位置管理n

5，旋转管理n

6，拍照nA，对焦nB，拍照nC，接受图片nD，保存图片

1.打开camera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camera，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.

2.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。

3.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(booleanpressed)和onShutterButtonClick()，后者是拍照，下节讨论，先看onShutterButtonFocus(booleanpressed)，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cameraservice，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。

4.存储位置管理

—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Locationloc，并将其存入Exif。

5.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camerasensor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。

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, newJpegPictureCallback(loc));—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/