android 自定义相机

在现代移动开发中，为应用程序构建自定义相机功能成为许多开发者的需求。Android 提供了多个 API 来支持这种功能，从经典的 Camera API 到更新的 Camera2 API，以及*的 Jetpack CameraX 库。本文将深入探讨如何在 Android 应用中实现自定义相机，重点关注 Camera2 和 CameraX，因为它们在现代开发中的使用更为普遍。

一、Camera2 API 简介

Camera2 API 是 Android 5.0 引入的，用于取代旧的 Camera API。它提供了更强的功能，比如手动对焦、高速图像捕获和 RAW 格式支持，但也更加复杂。

1. Camera2 API 架构

Camera2 API 使用了一种以管线为基础的设计，主要组件包括：

• CameraManager：用于列出和打开相机设备。
• CameraDevice：表示打开的相机，用于创建捕获会话。
• CaptureRequest：表示一次拍摄请求，包含硬件设置参数。
• CameraCaptureSession：负责处理 CaptureRequest 网上传递给的图像。

2. 基本实现步骤

1. 获取 CameraManager：通过 getSystemService(Context.CAMERA_SERVICE) 获取 CameraManager。

2. 选择相机设备：调用 CameraManager.getCameraIdList() 获取所有相机的 ID，选择合适的相机（如前置或后置）。

3. 打开相机：使用 CameraManager.openCamera() 打开相机设备，在回调中获取 CameraDevice 实例。

4. 创建 CaptureRequest：配置各种参数，如对焦模式、闪光灯设置等。

5. 创建 CameraCaptureSession：调用 CameraDevice.createCaptureSession() 方法，在回调中启动预览或捕获图像。

6. 处理图像：使用 ImageReader 获取图像数据进行处理或保存。

二、CameraX 简介

CameraX 是 Jetpack 的一部分，旨在为相机应用提供更简单和直观的方法。它在 Camera2 API 之上构建，解决了许多复杂性，使得开发过程更为容易且少出错。

1. CameraX 的优点

• 简化用法：通过更高层的抽象和简单的 API，CameraX 使得相机开发更为直观。
• 功能丰富：支持生命周期感知、用例组合（预览、图像捕获、视频录制）等现代化功能。
• 向后兼容：在大部分 Android 设备上表现一致。

2. 基本实现步骤

1. 添加依赖：首先在 build.gradle 文件中添加 CameraX 依赖。

   dependencies {
       def camerax_version = "1.0.0"
       implementation "androidx.camera:camera-core:$camerax_version"
       implementation "androidx.camera:camera-camera2:$camerax_version"
       implementation "androidx.camera:camera-lifecycle:$camerax_version"
       implementation "androidx.camera:camera-view:1.0.0-alpha25"
   }

2. 配置权限：在 AndroidManifest.xml 中请求相机权限。

   <uses-permission android:name="android.permission.CAMERA"/>

3. 实现 CameraX：

   • 初始化 CameraX：通过 ProcessCameraProvider.getInstance() 获取 ProcessCameraProvider 实例。

   • 选择用例：定义所需的用例（如预览、图像捕获、视频录制）。

   • 绑定用例到相机：使用 CameraX.bindToLifecycle() 方法绑定生命周期感知的相机功能。

   • 管理输出：处理预览或捕获的图像数据。

val cameraProviderFuture = ProcessCameraProvider.getInstance(this)

cameraProviderFuture.addListener(Runnable {
    // CameraProvider
    val cameraProvider: ProcessCameraProvider = cameraProviderFuture.get()

    // Preview UseCase
    val preview = Preview.Builder().build().also {
        it.setSurfaceProvider(viewFinder.surfaceProvider)
    }

    // Select back camera
    val cameraSelector = CameraSelector.DEFAULT_BACK_CAMERA

    try {
        // Unbind previous use cases
        cameraProvider.unbindAll()

        // Bind use cases to camera
        cameraProvider.bindToLifecycle(
            this, cameraSelector, preview
        )

    } catch(exc: Exception) {
        Log.e(TAG, "Use case binding failed", exc)
    }

}, ContextCompat.getMainExecutor(this))

三、使用场景及优化建议

1. 对焦与曝光：Camera2 提供了更精细的控制，而 CameraX 提供简化接口，开发者需要根据应用需求来选择。

2. 格式与分辨率：合理设置图像格式和分辨率，平衡性能与图像质量。

3. 权限处理：从 Android 6.0 开始，权限需要动态请求，在相机初始化前确保用户授权。

4. 线程与性能：Camera2 经常需要处理多线程问题，而 CameraX 通过生命周期管理改善了这方面。

5. 兼容性问题：虽 CameraX 提供了更好的兼容性，开发者依然需要针对不同设备进行测试和优化。

通过以上步骤和建议，可以帮助开发者成功实现 Android 平台上的自定义相机功能，无论是选用 Camera2 还是 CameraX，都需要考虑具体的应用需求和开发环境。随着 Android 技术的发展，CameraX 将会成为更多人的选择，但理解 Camera2 的原理对一些需要细粒度控制的应用仍然非常重要。