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相机预览

简介

Camera2 是最新的 Android 相机框架 API，它取代了已弃用的相机框架库。 Camera2 为复杂的用例提供深入的控制，但需要您管理特定于设备的配置。

使用

步骤（一）获取管理器

获取Camera2 Manager管理类,初始化子线程

private CameraManager mCameraManager;
private Handler mBgHandler;

this.mCameraManager = (CameraManager) mContext.getSystemService(Context.CAMERA_SERVICE);
HandlerThread hThread = new HandlerThread("camera2");
this.mBgHandler = new Handler(hThread.getLooper())

CameraManager 是一个负责查询和建立相机连接的系统服务

步骤（二）获取相机信息

通过CameraManager获取当前设备的camera list列表,并用cameraID获取相应相机信息CameraCharacteristics

private String mRearCameraID, mFrontCameraID, mCurrentCameraId;
private CameraCharacteristics mRearCameraCs, mFrontCameraCs;

private void getCameraListCameraCharacteristics() {
    try {
        //获取当前手机的所有摄像头id
        String[] cameraList = this.mCameraManager.getCameraIdList();
        for (String id : cameraList) {
            //通过id获取对应相机信息结构
            CameraCharacteristics ccs = this.mCameraManager.getCameraCharacteristics(id);
            //获取前置/后置摄像头
            Integer facing = ccs.get(CameraCharacteristics.LENS_FACING);
            if (facing != null) {
                if (facing == CameraCharacteristics.LENS_FACING_BACK) {
                    //后置
                    this.mRearCameraCs = ccs;
                    this.mRearCameraID = id;
                    //设置默认后置
                    this.mCurrentCameraId = this.mRearCameraID;
                } else if (facing == CameraCharacteristics.LENS_FACING_FRONT) {
                    //前置
                    this.mFrontCameraCs = ccs;
                    this.mFrontCameraID = id;
                }
            }
        }
    } catch (CameraAccessException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

CameraCharacteristics 相机信息提供类，类内部有很多相机信息常量，其中有代表相机方向的 LENS_FACING；判断闪光灯是否可用的 FLASH_INFO_AVAILABLE；获取所有可用 AE 模式的 CONTROL_AE_AVAILABLE_MODES 等。

这里主要去拿到前后置摄像头并且设置当前cameraId(mCurrentCareamId)默认为后置

步骤（三）寻找最佳预览尺寸

寻找最佳预览尺寸BestPreviewSize

private Size previewSize;

//判断是前置or后置拿到对应的相机信息
CameraCharacteristics tmpCss = this.mCurrentCameraId.equals(this.mRearCameraID) ? this.mRearCameraCs : this.mFrontCameraCs;
//获取摄像头支持的所有输出格式和尺寸
StreamConfigurationMap map = tmpCss.get(CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP);
if (map != null) {
    //根据SurfaceTexture获取输出大小尺寸列表
    Size[] sizes = map.getOutputSizes(SurfaceTexture.class);
    //寻找最佳尺寸
    this.previewSize = findSuitablePreviewSize(Arrays.asList(sizes));
    if (this.previewSizeCallback != null) {
        //预览尺寸回调
        this.previewSizeCallback.onBestSize(this.previewSize.getWidth(), this.previewSize.getHeight());
    }
}

StreamConfigurationMap 这是所有输出格式的权威列表（和大小分别 * 适用于该格式）相机设备支持。这还包含每个格式/大小的最小帧持续时间和停顿持续时间

步骤（四）初始化ImageReader类

设置输出格式回调主要设置格式是YUV_420_888即I420

private ImageReader mImageReader;
private ImageReader.OnImageAvailableListener imageAvailableListener = new ImageReader.OnImageAvailableListener() {
        @Override
        public void onImageAvailable(ImageReader reader) {
            Image image = reader.acquireNextImage();
            //...后续主要代码
            //close必须调用
            image.close();
        }
    };
//初始化ImageReader传入预览尺寸宽高，设置相机输出图像格式I420
this.mImageReader = ImageReader.newInstance(this.previewSize.getWidth(), this.previewSize.getHeight(), ImageFormat.YUV_420_888, 1);
//设置相机数据回调监听
this.mImageReader.setOnImageAvailableListener(this.imageAvailableListener, this.mBgHandler);

Image对象的data被存储在Image类里面，构造参数maxImages控制了最多缓存几帧，新的images通过ImageReader的surface发送给ImageReader，类似一个队列，需要通过acquireLatestImage()或者acquireNextImage()方法取出Image。

需要在不使用完毕后将image.close()进行关闭，否则无法展示下一帧的图像以及数据会看到界面卡主现象

步骤（五）打开相机

相机的准备操作

private CameraDevice mCameraDevice;//相机设备驱动
private CameraDevice.StateCallback cameraStateCallback = new CameraDevice.StateCallback() {
        @Override
        public void onOpened(@NonNull CameraDevice camera) {
            mCameraDevice = camera;
        }

        @Override
        public void onDisconnected(@NonNull CameraDevice camera) {
        }

        @Override
        public void onError(@NonNull CameraDevice camera, int error) {
            camera.close();
        }
    };


try {
    //设置需要打开的摄像头id，设置相机状态回调
    this.mCameraManager.openCamera(this.mCurrentCameraId, this.cameraStateCallback, this.mBgHandler);
} catch (CameraAccessException e) {
    e.printStackTrace();
}

CameraDevice.StateCallback 用于接收有关摄像机设备状态的更新的回调对象。必须提供此回调实例才能打开摄像机设备。这些状态更新包括有关设备完成启动（允许调用CameraDevice.createCaptureSession（SessionConfiguration）），设备断开或关闭以及有关意外设备错误的通知。

步骤（六）相机预览

在此之前需要再xml中创建一个TextureView作为预览View进行输出图像,保证在onSurfaceTextureAvailable调用TextureView的draw方法时，如果还没有初始化SurfaceTexture。那么就会初始化它。初始化好时，就会回调这个接口。SurfaceTexture初始化好时，就表示可以接收外界的绘制指令。

private TextureView mAutoFitTextureView;
//相机请求构建者
private CaptureRequest.Builder mCaptureRequestBuilder;

this.mAutoFitTextureView.setSurfaceTextureListener(new TextureView.SurfaceTextureListener() {
    @Override
    public void onSurfaceTextureAvailable(@NonNull SurfaceTexture surface, int width, int height) {
        //ready
        startPreview();
    }

    @Override
    public void onSurfaceTextureSizeChanged(@NonNull SurfaceTexture surface, int width, int height) {

    }

    @Override
    public boolean onSurfaceTextureDestroyed(@NonNull SurfaceTexture surface) {
        return true;
    }

    @Override
    public void onSurfaceTextureUpdated(@NonNull SurfaceTexture surface) {

    }
});
private void startPreview() {
    //获取TextureView中的SurfaceView
    SurfaceTexture surfaceTexture = this.mAutoFitTextureView.getSurfaceTexture();
    //设置预览数据中的缓冲区大小，按照最佳预览尺寸设置
    surfaceTexture.setDefaultBufferSize(this.previewSize.getWidth(), this.previewSize.getHeight());
    //创建一个新的surface用于添加target list
    Surface surface = new Surface(surfaceTexture);
    try {
        //创建预览请求 TEMPLATE_PREVIEW
        this.mCaptureRequestBuilder = this.mCameraDevice.createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_PREVIEW);
        this.mCaptureRequestBuilder.set(CaptureRequest.CONTROL_AF_MODE, CaptureRequest.CONTROL_AF_MODE_CONTINUOUS_PICTURE);
        //add布局中的Surface 用于预览图像
        this.mCaptureRequestBuilder.addTarget(surface);
        //将回调预览数据data给ImageReader的Surface对象，此时就会回调设置的ImageReader监听器
        this.mCaptureRequestBuilder.addTarget(mImageReader.getSurface());
        //相机设备驱动创建session 第一个参数传入设置的target<Surface>list 上面加了下面list也要加入，第二个参数session状态回调，第三handler线程
        mCameraDevice.createCaptureSession(Arrays.asList(surface, mImageReader.getSurface()), this.cameraSessionStateCallback, this.mBgHandler);
    } catch (CameraAccessException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

private CameraCaptureSession mCameraCaptureSession;
private CameraCaptureSession.StateCallback cameraSessionStateCallback = new CameraCaptureSession.StateCallback() {
    @Override
    public void onConfigured(@NonNull CameraCaptureSession session) {
        mCameraCaptureSession = session;
        try {
           //利用session#setRepeatingRequest发送无限重复的指令（预览类型指令），第一个参数即传 请求构建者.build()该对象上面已经设置为预览（TEMPLATE_PREVIEW）类型
           mCameraCaptureSession.setRepeatingRequest(mCaptureRequestBuilder.build(), new CameraCaptureSession.CaptureCallback() {
            }, mBgHandler);
        } catch (CameraAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    @Override
    public void onConfigureFailed(@NonNull CameraCaptureSession session) {

    }
};

CaptureRequest 是向 CameraCaptureSession 提交 Capture 请求时的信息build，内部包括了本次 Capture 的参数配置和接收图像数据的 Surface,CaptureRequest 可配置的信息，包括图像格式、图像分辨率、传感器控制、闪光灯控制、3A 控制等等，绝大部分的相机参数都是通过 CaptureRequest 配置的。值得注意的是每一个 CaptureRequest 表示一帧画面的操作，这意味着你可以精确控制每一帧的 Capture 操作。

CameraCaptureSession 是配置了目标 Surface 的 Pipeline 实例，在使用相机功能之前必须先创建 CameraCaptureSession 实例。一个 CameraDevice 一次只能开启一个 CameraCaptureSession，大部分的相机操作都是通过向 CameraCaptureSession 提交一个 Capture 请求实现的，例如拍照、连拍、设置闪光灯模式、触摸对焦、显示预览画面等等。

当设置完setRepeatingRequest的时候再界面中就已经能看到相机的预览效果，并且也在不断的回调ImageReader监听

结尾

由于本内容动较多，加上camer2步骤还是比较繁琐的，下一篇会说一下再YUV_420_888的预览数据输出格式下如何提取YUV420（I420，NV21及NV12 都属于YUV420范畴）的数据进行图像操作

下一篇：Camera2录制视频（音视频合成）及其YUV数据提取（二）- YUV提取及图像转化

Camera2录制视频（音视频合成）及其YUV数据提取（一）- 相机预览

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