UVC系列2-探索Android UVC协议

2024-06-01 06:18
文章标签 android 协议 系列 探索 uvc

本文主要是介绍UVC系列2-探索Android UVC协议，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

文章选取android下linux-3.10作为分析对象，具体的UVC初始化过程可以参考csdn大神写的博客，地址是：http://blog.csdn.net/orz415678659。

uvc加载摄像头的过程无非是初始化设备，加载设备，获取设备相关参数并加载相关参数到buffer，此时就已经将视频和控制参数加载到buffer了，这篇文章主要关注的是控制相关的参数。
需要关注的两个核心文件是：

  • drivers\media\usb\uvc\uvc_ctrl.c
  • drivers\media\usb\uvc\uvc_v4l2.c

首先看看uvc_ctrl.c文件中的struct uvc_control_info uvc_ctrls[]结构体，这个结构体中定义了摄像头的控制参数详情，主要包含了各种类型的控制，比如白平衡，曝光度等。其中需要重点关注的参数是上下左右和焦距的控制参数，如下：

{.entity		= UVC_GUID_UVC_CAMERA,.selector	= UVC_CT_ZOOM_ABSOLUTE_CONTROL,.index		= 9,.size		= 2,.flags		= UVC_CTRL_FLAG_SET_CUR| UVC_CTRL_FLAG_GET_RANGE| UVC_CTRL_FLAG_RESTORE| UVC_CTRL_FLAG_AUTO_UPDATE,
},
{.entity		= UVC_GUID_UVC_CAMERA,.selector	= UVC_CT_ZOOM_RELATIVE_CONTROL,.index		= 10,.size		= 3,.flags		= UVC_CTRL_FLAG_SET_CUR| UVC_CTRL_FLAG_GET_MIN| UVC_CTRL_FLAG_GET_MAX | UVC_CTRL_FLAG_GET_RES| UVC_CTRL_FLAG_GET_DEF| UVC_CTRL_FLAG_AUTO_UPDATE,
},
{.entity		= UVC_GUID_UVC_CAMERA,.selector	= UVC_CT_PANTILT_ABSOLUTE_CONTROL,.index		= 11,.size		= 8,.flags		= UVC_CTRL_FLAG_SET_CUR| UVC_CTRL_FLAG_GET_RANGE| UVC_CTRL_FLAG_RESTORE| UVC_CTRL_FLAG_AUTO_UPDATE,
},
{.entity		= UVC_GUID_UVC_CAMERA,.selector	= UVC_CT_PANTILT_RELATIVE_CONTROL,.index		= 12,.size		= 4,.flags		= UVC_CTRL_FLAG_SET_CUR| UVC_CTRL_FLAG_GET_MIN| UVC_CTRL_FLAG_GET_MAX | UVC_CTRL_FLAG_GET_RES| UVC_CTRL_FLAG_GET_DEF| UVC_CTRL_FLAG_AUTO_UPDATE,
}

在这里可以看到这里定义了相对控制和绝对控制的参数，有焦距和上下左右，其中zoom是焦距调节，pan是左右，tilt是上下，缩写是ptz，所以云台摄像头也叫ptz摄像头。
另外需要重点关注的变量是struct uvc_control_mapping uvc_ctrl_mappings[]，这个结构体枚举出来了所有的控制类型，比如id = V4L2_CID_PAN_ABSOLUTE和id = V4L2_CID_TILT_ABSOLUTE的selector等于uvc_ctrls[]中的selector 是UVC_CT_PANTILT_RELATIVE_CONTROL参数，这两个id分别表示左右和上下的绝对控制，绝对控制的意思是给一个角度，摄像头转到指定的角度之后就停了。焦距的参数与pan和tilt的参数类似。稍微有点不一样的地方是zoom在3.10版本中已经添加了相对和绝对控制，参数id分别为V4L2_CID_ZOOM_ABSOLUTE，V4L2_CID_ZOOM_CONTINUOUS，其中V4L2_CID_ZOOM_CONTINUOUS是相对控制，从名称也可以看出continuous是持续的意思，相对控制就是发给摄像头一个参数，摄像头会一直不停的转动，直到最大角度才停止，中途如果给发送了停止位，才会停止。
在这么多控制参数中，重点看一下焦距的相对控制，如下:

{.id		= V4L2_CID_ZOOM_CONTINUOUS,.name		= "Zoom, Continuous",.entity		= UVC_GUID_UVC_CAMERA,.selector	= UVC_CT_ZOOM_RELATIVE_CONTROL,.size		= 0,.offset		= 0,.v4l2_type	= V4L2_CTRL_TYPE_INTEGER,.data_type	= UVC_CTRL_DATA_TYPE_SIGNED,.get		= uvc_ctrl_get_zoom,.set		= uvc_ctrl_set_zoom,
}

看看这个参数中定义了get和set，其实这个是映射到的具体get和set方法，具体方法是：

static __s32 uvc_ctrl_get_zoom(struct uvc_control_mapping *mapping,__u8 query, const __u8 *data)
{__s8 zoom = (__s8)data[0];switch (query) {case UVC_GET_CUR:return (zoom == 0) ? 0 : (zoom > 0 ? data[2] : -data[2]);case UVC_GET_MIN:case UVC_GET_MAX:case UVC_GET_RES:case UVC_GET_DEF:default:return data[2];}
}
static void uvc_ctrl_set_zoom(struct uvc_control_mapping *mapping,__s32 value, __u8 *data)
{data[0] = value == 0 ? 0 : (value > 0) ? 1 : 0xff;data[2] = min((int)abs(value), 0xff);
}

第一个函数是获取当前焦距所处的位置，在UVC_GET_CUR处，当前位置为0是，返回0，否则的话大于0，返回当前值，否则返回相反数。

第二个函数是设置zoom的值，data[0]填写的值有三种情况，0,1,0xff，其中0表示停止，1表示拉远，0xff表示拉近。

在这两个函数中可以看到UVC_GET_MIN和UVC_GET_MAX，意思是获取最大值和最小值，其实在设备初始化的时候，会将设备的这些各个参数的最大值和最小值读取并保存。

具体取值的地方在__uvc_query_v4l2_ctrl这个函数中，函数定义如下：

static int __uvc_query_v4l2_ctrl(struct uvc_video_chain *chain,struct uvc_control *ctrl,struct uvc_control_mapping *mapping,struct v4l2_queryctrl *v4l2_ctrl)
{struct uvc_control_mapping *master_map = NULL;struct uvc_control *master_ctrl = NULL;struct uvc_menu_info *menu;unsigned int i;memset(v4l2_ctrl, 0, sizeof *v4l2_ctrl);v4l2_ctrl->id = mapping->id;v4l2_ctrl->type = mapping->v4l2_type;strlcpy(v4l2_ctrl->name, mapping->name, sizeof v4l2_ctrl->name);v4l2_ctrl->flags = 0;if (!(ctrl->info.flags & UVC_CTRL_FLAG_GET_CUR))v4l2_ctrl->flags |= V4L2_CTRL_FLAG_WRITE_ONLY;if (!(ctrl->info.flags & UVC_CTRL_FLAG_SET_CUR))v4l2_ctrl->flags |= V4L2_CTRL_FLAG_READ_ONLY;if (mapping->master_id)__uvc_find_control(ctrl->entity, mapping->master_id,&master_map, &master_ctrl, 0);if (master_ctrl && (master_ctrl->info.flags & UVC_CTRL_FLAG_GET_CUR)) {s32 val;int ret = __uvc_ctrl_get(chain, master_ctrl, master_map, &val);if (ret < 0)return ret;if (val != mapping->master_manual)v4l2_ctrl->flags |= V4L2_CTRL_FLAG_INACTIVE;}if (!ctrl->cached) {int ret = uvc_ctrl_populate_cache(chain, ctrl);if (ret < 0)return ret;}if (ctrl->info.flags & UVC_CTRL_FLAG_GET_DEF) {v4l2_ctrl->default_value = mapping->get(mapping, UVC_GET_DEF,uvc_ctrl_data(ctrl,UVC_CTRL_DATA_DEF));}switch (mapping->v4l2_type) {case V4L2_CTRL_TYPE_MENU:v4l2_ctrl->minimum = 0;v4l2_ctrl->maximum = mapping->menu_count - 1;v4l2_ctrl->step = 1;menu = mapping->menu_info;for (i = 0; i < mapping->menu_count; ++i, ++menu) {if (menu->value == v4l2_ctrl->default_value) {v4l2_ctrl->default_value = i;break;}}return 0;case V4L2_CTRL_TYPE_BOOLEAN:v4l2_ctrl->minimum = 0;v4l2_ctrl->maximum = 1;v4l2_ctrl->step = 1;return 0;case V4L2_CTRL_TYPE_BUTTON:v4l2_ctrl->minimum = 0;v4l2_ctrl->maximum = 0;v4l2_ctrl->step = 0;return 0;default:break;}if (ctrl->info.flags & UVC_CTRL_FLAG_GET_MIN)v4l2_ctrl->minimum = mapping->get(mapping, UVC_GET_MIN,uvc_ctrl_data(ctrl, UVC_CTRL_DATA_MIN));if (ctrl->info.flags & UVC_CTRL_FLAG_GET_MAX)v4l2_ctrl->maximum = mapping->get(mapping, UVC_GET_MAX,uvc_ctrl_data(ctrl, UVC_CTRL_DATA_MAX));if (ctrl->info.flags & UVC_CTRL_FLAG_GET_RES)v4l2_ctrl->step = mapping->get(mapping, UVC_GET_RES,uvc_ctrl_data(ctrl, UVC_CTRL_DATA_RES));return 0;
}

其中结构体v4l2_queryctrl的定义在\include\uapi\linux\videodev2.h文件中，

struct v4l2_queryctrl {__u32		     id;__u32		     type;	/* enum v4l2_ctrl_type */__u8		     name[32];	/* Whatever */__s32		     minimum;	/* Note signedness */__s32		     maximum;__s32		     step;__s32		     default_value;__u32                flags;__u32		     reserved[2];
};

包含了最大值，最小值，步长，默认值，控制名称等信息。
通过传递过来的控制id和类型遍历，并将遍历的结果保存在 v4l2_queryctrl中返回。
顺带说一下，在这个文件下面这个函数也很重要：
int uvc_ctrl_set(struct uvc_video_chain *chain,struct v4l2_ext_control *xctrl)，这个函数掌控着控制的大权。其中v4l2_ext_control参数就是上层传递过来的控制参数，非常重要。
从相关控制参数一路分析过来，大致明白了控制的过程和控制代码的逻辑，下一步就是熟悉USB协议之后对这个参数做出定制，以适合不同厂商的摄像头。

这篇关于UVC系列2-探索Android UVC协议的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/1020208。

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