【Android Camera1】Camera1初始化销毁流程(二) —— 初始化基本框架和CameraView几种实现方式及其伪代码

本文主要是介绍【Android Camera1】Camera1初始化销毁流程(二) —— 初始化基本框架和CameraView几种实现方式及其伪代码，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！

一、摘要

本篇文章阐述如何开发一个健壮的Camera1相机应用。可结合【Camera1】Camera1初始化流程(上) —— 官方Demo初始化流程分析一起参看。

本篇文章只阐述算法和思想。具体的代码开发，可参考如下系列文章

• Camera1源码分析
• Camera1官方Demo
• Camera1开源项目分析

二、算法思想讲解

2.1 基本框架

一个相机应用可以抽象为如下具体的类：

2.1.1 CameraView

承载相机预览画面的CameraView，该CameraView应该支持如下功能：

1. 初始化SurfaceHolder/ SurfaceTexture
2. 监听Camera1Impl类状态来更改相关的UI
3. 权限检查和申请
4. 初始化和参数设置
5. 对焦、闪光灯、曝光调节、缩放基本功能UI
6. 拍照、录制功能
7. 其他功能UI：分辨率、画幅、场景模式、网格、白平衡、定时拍照、水平检测

初始化功能只涉及到1、2、3点。

2.1.2 CameraManager

Camera管理类

1. 提供线程调度管理
2. Camera抽象层

2.1.3 Camera1Impl

Camera1具体实现类、实现对应【2.1.1】里相应的功能

2.2 承载CameraView的消费者。

承载CameraView的消费者可以为如下：

• SurfaceView
• TextureView
• GLSurfaceView

在具体阐述这几个View之前，我们先额外说一下Android系统的图形架构以及这几个View之间的差异点。详细的参考资料如下：

• Android系统图形架构
• Surface、SurfaceHolder、SurfaceView、TextureView和GLSurfaceView

2.2.1 Android系统 图形架构

Android 框架提供了各种用于 2D 和 3D 图形渲染的 API，应用开发者可通过三种方式将图像绘制到屏幕上：使用画布、OpenGL ES 或 Vulkan。

无论开发者用什么渲染 API，一切内容都会渲染到 Surface 上。Surface 表示缓冲区队列中的生产方，而缓冲区队列通常会被 SurfaceFlinger 消耗。在 Android 平台上创建的每个窗口都由 Surface 提供支持。所有被渲染的可见 Surface 都被 SurfaceFlinger 合成到屏幕。

下图显示了关键组件如何协同工作

2.1.1.1 图像流生产方

生成图形缓冲区以供消耗的任何内容。

• OpenGL ES
• Canvas 2D
• mediaserver 视频解码器

2.1.1.2 图像流消耗方

最常见消耗方是 SurfaceFlinger，其他 OpenGL ES 应用也可以消耗图像流如：相机应用会消耗相机预览图像流，ImageReader 类。

2.2.2 Surface、SurfaceHolder、SurfaceView、TextureView和GLSurfaceView

2.2.2.1 Surface

/*** Handle onto a raw buffer that is being managed by the screen compositor.** <p>A Surface is generally created by or from a consumer of image buffers (such as a* {@link android.graphics.SurfaceTexture}, {@link android.media.MediaRecorder}, or* {@link android.renderscript.Allocation}), and is handed to some kind of producer (such as* {@link android.opengl.EGL14#eglCreateWindowSurface(android.opengl.EGLDisplay,android.opengl.EGLConfig,java.lang.Object,int[],int) OpenGL},* {@link android.media.MediaPlayer#setSurface MediaPlayer}, or* {@link android.hardware.camera2.CameraDevice#createCaptureSession CameraDevice}) to draw* into.</p>** <p><strong>Note:</strong> A Surface acts like a* {@link java.lang.ref.WeakReference weak reference} to the consumer it is associated with. By* itself it will not keep its parent consumer from being reclaimed.</p>*/

• Surface 是一个接口，供生产方与消耗方交换缓冲区。
• Consumer：
  – SurfaceTexture
  – MediaRecorder
  – Allocation
• Producer：
  – android.opengl.EGL14#eglCreateWindowSurface
  – android.media.MediaPlayer#setSurface MediaPlayer
  – android.hardware.camera2.CameraDevice#createCaptureSession CameraDevice}

2.2.2.2 SurfaceHolder

/*** Abstract interface to someone holding a display surface.  Allows you to* control the surface size and format, edit the pixels in the surface, and* monitor changes to the surface.  This interface is typically available* through the {@link SurfaceView} class.*/

SurfaceHolder 是系统用于与应用共享 Surface 所有权的接口。与 Surface 配合使用的一些客户端需要 SurfaceHolder，因为用于获取和设置 Surface 参数的 API 是通过 SurfaceHolder 实现的。一个 SurfaceView 包含一个 SurfaceHolder。

与 View 交互的大多数组件都涉及到 SurfaceHolder。一些其他 API（如 MediaCodec）将在 Surface 本身上运行。

2.2.2.3 SurfaceView

SurfaceView 是一个组件，可用于在 View 层次结构中嵌入其他合成层。SurfaceView 采用与其他 View 相同的布局参数，因此可以像对待其他任何 View 一样对其进行操作，但 SurfaceView 的内容是透明的。

当使用外部缓冲区来源（例如 GL 上下文和媒体解码器）进行渲染时，您需要从缓冲区来源复制缓冲区，以便在屏幕上显示这些缓冲区。为此，您可以使用 SurfaceView。

当 SurfaceView 的 View 组件即将变得可见时，框架会要求 SurfaceControl 从 SurfaceFlinger 请求新的 surface。如需在创建或销毁 Surface 时收到回调，请使用 SurfaceHolder 接口。默认情况下，新创建的 Surface 放置在应用界面 Surface 的后面。您可以替换默认的 Z 轴顺序，将新的 Surface 放在前面。

在需要渲染到单独的 Surface（例如，使用 Camera API 或 OpenGL ES 上下文进行渲染）时，使用 SurfaceView 进行渲染很有帮助。使用 SurfaceView 进行渲染时，SurfaceFlinger 会直接将缓冲区合成到屏幕上。如果没有 SurfaceView，需要将缓冲区合成到屏幕外的 Surface，然后该 Surface 会合成到屏幕上，而使用 SurfaceView 进行渲染可以省去额外的工作。使用 SurfaceView 进行渲染后，请使用界面线程与 Activity 生命周期相协调，并根据需要调整 View 的大小或位置。然后，硬件混合渲染器会将应用界面与其他层混合在一起。

新的 Surface 是 BufferQueue 的生产方，其使用方是 SurfaceFlinger 层。可以通过任何可向 BufferQueue 馈送资源的机制更新 Surface，例如，使用提供 Surface 的 Canvas 函数、附加 EGLSurface 并使用 GLES 在 Surface 上绘制，或者配置媒体解码器以写入 Surface。

2.2.2.4 TextureView

TextureView 对象会对 SurfaceTexture 进行包装，从而响应回调以及获取新的缓冲区。在 TextureView 获取新的缓冲区时，TextureView 会发出 View 失效请求，并使用最新缓冲区的内容作为数据源进行绘图，根据 View 状态的指示，以相应的方式在相应的位置进行呈现。

OpenGL ES (GLES) 可以将 SurfaceTexture 传递到 EGL 创建调用，从而在 TextureView 上呈现内容，但这样会引发问题。当 GLES 在 TextureView 上呈现内容时，BufferQueue 生产方和使用方位于同一线程中，这可能导致缓冲区交换调用暂停或失败。例如，如果生产方以快速连续的方式从界面线程提交多个缓冲区，则 EGL 缓冲区交换调用需要使一个缓冲区从 BufferQueue 出列。不过，由于使用方和生产方位于同一线程中，因此不存在任何可用的缓冲区，而且交换调用会挂起或失败。

为了确保缓冲区交换不会停止，BufferQueue 始终需要有一个可用的缓冲区能够出列。为了实现这一点，BufferQueue 在新缓冲区加入队列时舍弃之前加入队列的缓冲区的内容，并对最小缓冲区计数和最大缓冲区计数施加限制，以防使用方一次性消耗所有缓冲区。

2.2.2.5 总结

SurfaceView 和 GLSurfaceView。SurfaceView 结合了 Surface 和 View。SurfaceView 的 View 组件由 SurfaceFlinger（而不是应用）合成，从而可以通过单独的线程/进程渲染，并与应用界面渲染隔离。GLSurfaceView 提供了用于管理 EGL 上下文、线程间通信以及与 Activity 生命周期的交互的辅助程序类（但不是必须使用 GLES）。

SurfaceTexture。 SurfaceTexture 将 Surface 和 GLES 纹理相结合来创建 BufferQueue，而应用是 BufferQueue 的消费者。当生产者将新的缓冲区排入队列时，它会通知应用。应用会依次释放先前占用的缓冲区，从队列中获取新缓冲区并执行 EGL 调用，从而使 GLES 可将此缓冲区作为外部纹理使用。

TextureView。 TextureView 结合了 View 和 SurfaceTexture。TextureView 对 SurfaceTexture 进行包装，并负责响应回调以及获取新的缓冲区。在绘图时，TextureView 使用最近收到的缓冲区的内容作为其数据源，根据 View 状态指示，在它应该渲染的任何位置和以它应该采用的任何渲染方式进行渲染。View 合成始终通过 GLES 来执行，这意味着内容更新可能会导致其他 View 元素重绘。

2.2.3 SurfaceView实现方案

注意以下皆为伪代码

CameraSurfaceView.java

A. 新建一个SurfaceView基本实现类

	public class CameraSurfaceView extends SurfaceView {public CameraSurfaceView(Context context) {this(context,null);}public CameraSurfaceView(Context context, AttributeSet attrs) {this(context, attrs,0);}public CameraSurfaceView(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {super(context, attrs, defStyleAttr);}public Surface getSurface() {return getHolder().getSurface();}public SurfaceHolder getSurfaceHolder() {return getHolder();}public boolean isReady() {return getWidth() != 0 && getHeight() != 0;}
}

B. 更新代码->添加SurfaceCallBack

	public CameraSurfaceView(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {super(context, attrs, defStyleAttr);init();}private void init() {SurfaceHolder holder = getHolder();holder.addCallback(new SurfaceHolder.Callback() {@Overridepublic void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {Log.i(TAG,"surfaceCreated");}@Overridepublic void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height) {Log.i(TAG,"surfaceChanged size = "+width+","+height);}@Overridepublic void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {Log.i(TAG,"surfaceDestroyed");}});}

C. 计算宽高比，传递SurfaceHolder给Camera1Impl.java。

float aspectRatio = 1;@Overridepublic void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height) {Log.i(TAG,"surfaceChanged size = "+width+","+height);aspectRatio = width*1.0f/height;CameraManager.of().initCamera(holder);}

D.记录CameraId

//默认后置
float mCameraId = 1;@Overridepublic void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height) {Log.i(TAG,"surfaceChanged size = "+width+","+height);//...CameraManager.of().createCamera(mCameraId);CameraManager.of().initCamera(holder);}

E.在surfaceDestroyed 添加releaseCamera方法

            @Overridepublic void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {Log.i(TAG,"surfaceDestroyed");CameraManager.of().releaseCamera();}

以上为CameraView之SurfaceView实现方式的基本模版代码参考。

2.2.4 TextureView实现方案

基本上和SurfaceView没有太大区别，只需要把SurfaceCallBack修改为如下即可

        setSurfaceTextureListener(new SurfaceTextureListener() {@Overridepublic void onSurfaceTextureAvailable(SurfaceTexture surface, int width, int height) {}@Overridepublic void onSurfaceTextureSizeChanged(SurfaceTexture surface, int width, int height) {}@Overridepublic boolean onSurfaceTextureDestroyed(SurfaceTexture surface) {return false;}@Overridepublic void onSurfaceTextureUpdated(SurfaceTexture surface) {}});

其他基本保持一致。

2.2.5 GLSurfaceView实现方案

其他和【2.2.3】保持一致

public class CameraGLSurfaceView extends GLSurfaceView {public CameraGLSurfaceView(Context context) {super(context);}public CameraGLSurfaceView(Context context, AttributeSet attrs) {super(context, attrs);}@Overridepublic void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int w, int h) {super.surfaceChanged(holder, format, w, h);}@Overridepublic void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {super.surfaceCreated(holder);}@Overridepublic void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {super.surfaceDestroyed(holder);}
}

本篇主要介绍了Camera1初始化的基本框架和CameraView几种实现方式，并介绍了SurfaceView、GLSurfaceView、TextureSurface的代码实现以及他们之间的差异点。

后一篇文章将会介绍：
【Camera1】Camera1初始化流程(三) —— 权限申请和线程调度

这篇关于【Android Camera1】Camera1初始化销毁流程(二) —— 初始化基本框架和CameraView几种实现方式及其伪代码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！

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