Android 用 camera2 API 自定義相機

前言

筆者由於項目須要自定義相機，因此瞭解了一下 Android 關於 camera 這塊的 API。Android SDK 21（LOLLIPOP） 開始已經棄用了以前的 Camera 類，提供了 camera2 相關 API，目前網上關於 camera2 API 介紹的資料比較少，筆者蒐集網上資料，結合本身的實踐，在這裏作一個總結。

流程

由於 camera2 提供的接口比較多，雖然很靈活，可是也增長了使用的複雜度。首先來大體瞭解一下調用 camera2 的流程，方便咱們理清思路。

要顯示相機捕捉的畫面，只須要三步：初始化相機，預覽，更新預覽。也就是上圖中左側的部分。要實現這三步，須要用到的主要接口類和它們的做用步驟如上圖右側部分所示。下面就用代碼來詳解一下。

案例

首先建立一個相機界面：

activity_camera.xml

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="wrap_content"
    android:orientation="vertical">

    <TextureView
            android:id="@+id/camera_texture_view"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="match_parent" />

    <ImageButton
            android:id="@+id/capture_ib"
            android:layout_width="60dp"
            android:layout_height="60dp"
            android:layout_marginBottom="10dp"
            android:layout_gravity="bottom|center"
            android:background="@drawable/send_pres"/>

</LinearLayout>

界面很簡單，只有一個 TexureView 和一個按鈕。
接下來在 Activity 中初始化並顯示相機捕捉的畫面。

首先要解決的一個問題就是畫面拉伸的問題。
要解決這個問題，首先要從 TextureView 下手。

CameraActivity.java

mTextureView.setSurfaceTextureListener(new TextureView.SurfaceTextureListener() {
            @Override
            public void onSurfaceTextureAvailable(SurfaceTexture surfaceTexture, int width, int height) {
                mWidth = width;
                mHeight = height;
                getCameraId();
                openCamera();
            }

            @Override
            public void onSurfaceTextureSizeChanged(SurfaceTexture surfaceTexture, int i, int i1) {

            }

            @Override
            public boolean onSurfaceTextureDestroyed(SurfaceTexture surfaceTexture) {
                return false;
            }

            @Override
            public void onSurfaceTextureUpdated(SurfaceTexture surfaceTexture) {

            }
        });

在 onSurfaceTextureAvailable 中初始化相機。經過 CameraManager 對象 openCamera，這正是流程圖中 Init 步驟中的第一步。openCamera 有三個參數，第一個是 String 類型的 cameraId，第二個是 CameraDevice.StateCallback，第三個是 Handler。這裏咱們要聲明一個 StateCallback：

private CameraDevice.StateCallback mCameraDeviceStateCallback = new CameraDevice.StateCallback() {
        @Override
        public void onOpened(CameraDevice cameraDevice) {
            mCameraDevice = cameraDevice;
            createCameraPreview();
        }

        @Override
        public void onDisconnected(CameraDevice cameraDevice) {
            mCameraDevice.close();
            mCameraDevice = null;
        }

        @Override
        public void onError(CameraDevice cameraDevice, int i) {
            mCameraDevice.close();
            mCameraDevice = null;
        }
    };

能夠看到，在 camera 準備完畢以後就能夠建立預覽界面了。解決畫面拉伸的問題就是要爲預覽界面設置一個合適比例的 SurfaceTexture buffer size。

private void createCameraPreview() {
        try {
            SurfaceTexture texture = mTextureView.getSurfaceTexture();
            assert texture != null;
            CameraCharacteristics characteristics = mCameraManager.getCameraCharacteristics(mCameraId);
            StreamConfigurationMap map = characteristics.get(CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP);
            int deviceOrientation = getWindowManager().getDefaultDisplay().getOrientation();
            int totalRotation = sensorToDeviceRotation(characteristics, deviceOrientation);
            boolean swapRotation = totalRotation == 90 || totalRotation == 270;
            int rotatedWidth = mWidth;
            int rotatedHeight = mHeight;
            if (swapRotation) {
                rotatedWidth = mHeight;
                rotatedHeight = mWidth;
            }
            mPreviewSize = getPreferredPreviewSize(map.getOutputSizes(SurfaceTexture.class), rotatedWidth, rotatedHeight);
            texture.setDefaultBufferSize(mPreviewSize.getWidth(), mPreviewSize.getHeight());
            Log.e("CameraActivity", "OptimalSize width: " + mPreviewSize.getWidth() + " height: " + mPreviewSize.getHeight());
            ...

這裏根據當前設備及傳感器的旋轉角度來判斷是否交換寬高值，而後經過 CameraCharacteristics 來獲得最適合當前大小比例的寬高，而後把這個寬高設置給 SurfaceTexture 。

private Size getPreferredPreviewSize(Size[] sizes, int width, int height) {
        List<Size> collectorSizes = new ArrayList<>();
        for (Size option : sizes) {
            if (width > height) {
                if (option.getWidth() > width && option.getHeight() > height) {
                    collectorSizes.add(option);
                }
            } else {
                if (option.getHeight() > width && option.getWidth() > height) {
                    collectorSizes.add(option);
                }
            }
        }
        if (collectorSizes.size() > 0) {
            return Collections.min(collectorSizes, new Comparator<Size>() {
                @Override
                public int compare(Size s1, Size s2) {
                    return Long.signum(s1.getWidth() * s1.getHeight() - s2.getWidth() * s2.getHeight());
                }
            });
        }
        return sizes[0];
    }

這裏 Sizes 是相機返回的支持的分辨率，從咱們傳遞的參數找找到一個最接近的分辨率。

接下來就要經過 CaptureRequest.Builder以及 CameraCaptureSession.StateCallback 來建立及更新預覽界面：

...
Surface surface = new Surface(texture);
            mBuilder = mCameraDevice.createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_PREVIEW);
            // 設置預覽對象
            mBuilder.addTarget(surface);
            mCameraDevice.createCaptureSession(Arrays.asList(surface), new CameraCaptureSession.StateCallback() {
                @Override
                public void onConfigured(CameraCaptureSession cameraCaptureSession) {
                    if (null == mCameraDevice) {
                        return;
                    }
                    mSession = cameraCaptureSession;
                    mBuilder.set(CaptureRequest.CONTROL_MODE, CameraMetadata.CONTROL_MODE_AUTO);
                    try {
                        // 不停地將捕捉的畫面更新到 TextureView
                        mSession.setRepeatingRequest(mBuilder.build(), mSessionCaptureCallback, mBackgroundHandler);
                    } catch (CameraAccessException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }

                @Override
                public void onConfigureFailed(CameraCaptureSession cameraCaptureSession) {
                    Toast.makeText(CameraActivity.this, "Camera configuration change", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                }
            }, null);
        } catch (CameraAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }

這樣就完成了自定義相機第一步。源碼地址請戳這裏。