Android Camera架構淺析

1、Camera成像原理介紹

Camera工做流程圖

Camera的成像原理能夠簡單歸納以下：

景物(SCENE)經過鏡頭（LENS）生成的光學圖像投射到圖像傳感器(Sensor)表面上，而後轉爲電信號，通過A/D（模數轉換）轉換後變 爲數字圖像信號，再送到數字信號處理芯片（DSP）中加工處理，再經過IO接口傳輸到CPU中處理，經過DISPLAY就能夠看到圖像了。

電荷耦合器件(CCD)或互補金屬氧化物半導體（CMOS）接收光學鏡頭傳遞來的影像，經模/數轉換器(A/D)轉換成數字信號，通過編碼後存儲。

流程以下： 
一、CCD/CMOS將被攝體的光信號轉變爲電信號—電子圖像（模擬信號） 
二、由模/數轉換器（ADC）芯片來將模擬信號轉化爲數字信號 
三、數字信號造成後，由DSP或編碼庫對信號進行壓縮並轉化爲特定的圖像文件格式儲存

數碼相機的光學鏡頭與傳統相機相同，將影像聚到感光器件上，即(光)電荷耦合器件(CCD) 。CCD替代了傳統相機中的感光膠片的位置，其功能是將光信號轉換成電信號，與電視攝像相同。

CCD是半導體器件，是數碼相機的核心，其內含器件的單元數量決定了數碼相機的成像質量——像素，單元越多，即像素數高，成像質量越好，一般狀況下像素的高低表明了數碼相機的檔次和技術指標。

2、Android Camera框架

Android的Camera子系統提供一個拍照和錄製視頻的框架。

它將Camera的上層應用與Application Framework、用戶庫串接起來，而正是這個用戶庫來與Camera的硬件層通訊，從而實現操做camera硬件。

三、Android Camera的代碼結構

Android的Camera代碼主要在如下的目錄中： 
Camera的JAVA部分 
packages/apps/Camera/。其中Camera.java是主要實現的文件。這部份內容編譯成爲目標是Camera.apk 
com.android.camera這個包，幾個主要的類文件以下： 
PhotoViewer：GalleryPicker.java（全部圖片集）--->ImageGallery.java（某個Folder下圖片列表）--->ViewImage.java（看某張具體圖片） 
VideoPlayer：GalleryPicker.java（全部視頻集） --->MovieView.java（看某一個視頻） 
Camera：Camera.java（Camera取景及拍照） 
VideoCamera：VideoCamera.java（VideoCamera取景及攝像）

 

Camera的framework供上層應用調用的部分

 

base/core/java/android/hardware/Camera.java

這部分目標是framework.jar

 

Camera的JNI部分 
frameworks/base/core/jni/android_hardware_Camera.cpp 
這部份內容編譯成爲目標是libandroid_runtime.so。

Camera UI庫部分 
frameworks/base/libs/ui/camera 
這部分的內容被編譯成庫libcamera_client.so。

Camera服務部分 
frameworks/base/camera/libcameraservice/ 
這部份內容被編譯成庫libcameraservice.so。

Camera HAL層部分 
hardware/msm7k/libcamera 
或 
vendor/qcom/android-open/libcamera2 
爲 了實現一個具體功能的Camera，在HAL層須要一個硬件相關的Camera庫（例如經過調用video for  linux驅動程序和Jpeg編碼程序實現或者直接用各個chip廠商實現的私有庫來實現，好比Qualcomm實現的libcamera.so和 libqcamera.so），實現CameraHardwareInterface規定的接口，來調用相關的庫，驅動相關的driver，實現對 camera硬件的操做。這個庫將被Camera的服務庫libcameraservice.so調用。

未完待續

在下一篇中，我會以兩條路徑來詳細介紹Camera HAL的實現：本身依據V4l2規範來實現CameraHardwareInterface；   Qualcomm的Camera架構（QualcommCameraHardware和mm-camera/mm-still）。固然，在涉及到 Qualcomm私有庫部分，爲避免沒必要要的麻煩，我會一筆帶過。敬請見諒！