hardware.Camera及SurfaceView

SufaceView

        主要有Surface,SurfaceView及SurfaceHolder三个类。Surface对象代表着原始像素数据的缓冲区.SurfaceHolder是与Surface联系的纽带，而SurfaceView内部封装了一个专门用于绘制的Surface对象。(Provides a dedicated drawing surface embedded inside of a view hierarchy)。
        Surface对象也是有生命周期的，当SurfaceView出现在屏幕上时会创建Surface，当SurfaceView从屏幕上消失时，Surface会销毁。为了正确把握Surface的生命周期，可以通过SurfaceHolder.Callback接口实现。

        SurfaceView是View的特殊子类，用于在视图层级结构中提供一个专门用来绘图的Surface，其目的是将这个绘图Surface提供给另一个线程（非UI线程），这样系统就不必等到视图层级结构做好绘制准备后再进行绘制。相反，另一个线程执有Surface的引用，它可以根据自己的步调向自身的canvas中进行绘制  。

        我们向应用程序添加的UI组件或者自定义控件，都会被加入到视图层级结构中，完整的视图树是在UI线程中进行绘制的。而SurfaceView是在自己的线程中进行绘制的，并不会用到UI线程。

        SurfaceView与其他View不相同的地方在于，它不会进行自我绘制内容。把想将内容绘制到Surface缓冲区的对象，叫做Surface的客户端。

SurfaceHolder.Callback

里面有三个方法，分别为：

        surfaceCreated(SurfaceHolder)：SurfaceView被放置到屏幕上时调用该方法，这里也是Surface与其客户端进行关联的地方。

        surfaceChanged(SurfaceHolder , int ,int , int)：当Surface的格式和尺寸改变时都会立刻调用该方法，而且该方法至少肯定会被调用一次(在surfaceCreated()调用之后)。这里通常用来通知Surface的客户端有多大的区域可以使用。

        surfaceDestroyed(SurfaceHolder)：SurfaceView从屏幕上移动，Surface被销毁时。在该方法中可以通知客户端停止使用Surface。

Camera

启动系统相机

    /**     * 打开相机，将图片存储到指定的文件处     */    public static void openCamera(Activity activity, int requestCode, File file) {        if (file == null) {            return;        }        Intent intent = new Intent(MediaStore.ACTION_IMAGE_CAPTURE);        intent.putExtra(MediaStore.EXTRA_OUTPUT, Uri.fromFile(file));        if (requestCode != 0) {            activity.startActivityForResult(intent, requestCode);        } else {            activity.startActivity(intent);        }    }

        如果将上面的隐匿intent的action设置为MediaStore.ACTION_VIDEO_CAPTURE就会启动录像功能。

        启用系统相机之后，所拍照的图片没办法立即呈现在图库中，需要通知系统进行刷新。如下：

                        //通知系统扫描                        MediaScannerConnection.scanFile(this, new String[]{AppUtils.getCaptureImageFile(this).getAbsolutePath()}, null, null);                        sendBroadcast(new Intent(Intent.ACTION_MEDIA_SCANNER_SCAN_FILE, Uri.fromFile(captureImageFile)));

        其中captureImageFile是用来存储拍照的图片，而AppUtils.getCaptureImageFile()返回的是图片所在的文件夹。也就是说该方法只能刷新指定的文件，而不是刷新一个文件夹。

概述       

        Camera提供了对设备相机硬件级别的调用。相机是一种独占性资源，一次只能有一个activity调用相机，因此使用相机很关键的一点：需要时使用，使用完毕之后立即释放。如果忘记释放，除非重启设备，否则其他应用将无法使用相机。

权限

        如果使用相机，需要在清单文件中添加相应的权限及<uses-feature>。<uses-feature>是用来指定应用使用了设备的某项特色功能，它可以保证只有那些具备了该功能的设备才能使用该应用。具体如下：

    <uses-permission android:name="android.permission.CAMERA" />    <uses-feature android:name="android.hardware.camera" android:required="true" />

打开与释放

        在onResume()和onPause()回调方法中获取和释放相机资源。因为这两个方法是用户可以和视图交互的时间边界，只有用户可以与视图交互时才需要使用相机。获取和释放相机的代码如下：

@Overrideprotected void onResume() {//获取相机资源super.onResume();mCamera = Camera.open();}@Overrideprotected void onPause() {//释放相机资源if (mCamera != null) {mCamera.release();mCamera = null;}super.onPause();}

        使用相机时必须进行非空判断，这是必须的。因为即使请求获取相机资源，也有可能获取不到。

判断是否有相机

具体代码如下：

/** * @return true代表有相机，false代表无相机 */private boolean hasCamera() {PackageManager pm = getPackageManager();return pm.hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_CAMERA)|| pm.hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_CAMERA_FRONT)|| Camera.getNumberOfCameras() > 0;}

常用方法

        open()：打开后置摄像头。一个重载方法open(int)，它是在api9中添加的，系统会根据传入的值打开对应的相机。而open()方法默认打开的是后置摄像头。

open()源码：

    public static Camera open() {        int numberOfCameras = getNumberOfCameras();        CameraInfo cameraInfo = new CameraInfo();        for (int i = 0; i < numberOfCameras; i++) {            getCameraInfo(i, cameraInfo);            if (cameraInfo.facing == CameraInfo.CAMERA_FACING_BACK) {//默认打开后置摄像头                return new Camera(i);            }        }        return null;    }

        setDisplayOrientation()：设置预览方向。默认时预览为横屏的，调用setDisplayOrientation(90)后，才会变成竖屏的。

        getParameters()：获取相机的参数。

        setParameters()：这相机设置参数。

        autoFocus()：自动对焦。参数为自动对焦后的回调。一般使用takePicture()进行拍照之后，都需要调用autoFocus进行对焦，只有对焦成功之后才进行调用takePicture()进行拍照。

        setPreviewCallback()：设置预览的回调。在该回调中，可以将预览的数据保存。

        getCameraInfo(int ,CameraInfo)：获取指定摄像头的info，会将info信息放置在第二个参数中。

        getNumberOfCameras()：获取摄像头的个数。按照open()的方法，可以打开指定的摄像头。

        addCallbackBuffer()：为预览回调添加预先分配好的缓冲区。

        setPreviewCallbackWithBuffer()：设置预览回调。与setPreviewCallback()类似，但fps比setPreviewCallback高。要结合addCallbackBuffer一起使用。具体使用可参考github。其关键点在于调用startPreview()之前要调用一次addCallbackBuffer()方法，在PreviewCallback#onPreviewFrame中也要调用一次addCallbackBuffer()。如

        parameters = camera.getParameters();        int size = parameters.getPreviewSize().width * parameters.getPreviewSize().height;        size  = size * ImageFormat.getBitsPerPixel(parameters.getPreviewFormat()) / 8;        mBuffer = new byte[size];        camera.setPreviewCallbackWithBuffer(this);        camera.addCallbackBuffer(mBuffer);        camera.startPreview();

        该片段在surfaceChanged()中调用的，因为该片段可以知道Camera的预览大小，从而可以设置正确的缓冲区大小。

    @Override    public void onPreviewFrame(byte[] data, Camera camera) {        iv.setImageBitmap(takePicture(data));        camera.addCallbackBuffer(data);    }

        每一次预览回调中，对数据处理之比后再调用一次addCallbackBuffer()。

预览        

        在使用Camera拍照时需要预览界面，并且使用SurfaceView充当预览界面。

        在设置预览之前，调用了SurfaceHolder.setType(SurfaceHolder.SURFACE_TYPE_PUSH_BUFFERS)，为了在低版本上运行这一点是必须有的。

        在surfaceCreated()中调用setPreviewDisplay()，在surfaceChanged()中调用startPreview()，在surfaceDestroyed()中调用stopPreview()。

获取预览数据

        主要通过setPreCallback()中的回调进行。如下：

                    camera.startPreview();                    camera.setPreviewCallback(new Camera.PreviewCallback() {                        @Override                        public void onPreviewFrame(byte[] data, Camera camera) {                            takePicture(data);                        }                    });

takePicture是将参数转为bitmap的方法，如下：

private void takePicture(byte[] data) {        Camera.Size size = camera.getParameters().getPreviewSize();        try {            YuvImage image = new YuvImage(data, ImageFormat.NV21, size.width, size.height, null);            ByteArrayOutputStream stream = new ByteArrayOutputStream();            image.compressToJpeg(new Rect(0, 0, size.width, size.height), 80, stream);            Bitmap bmp = BitmapFactory.decodeByteArray(stream.toByteArray(), 0, stream.size());//获取预览的bitmap            //do sth            stream.close();        } catch (Exception ex) {            Log.e("Sys", "Error:" + ex.getMessage());        }    }

        该方法主要是利用系统自带的YuvImage类进行。其中第二个参数只能是ImageFormat.NV21或者ImageFormat.YUY2。

获取合适的预览尺寸

代码来源于apidemo

    private Camera.Size getOptimalPreviewSize(List<Camera.Size> sizes, int w, int h) {        final double ASPECT_TOLERANCE = 0.1;        double targetRatio = (double) w / h;        if (sizes == null)            return null;        Camera.Size optimalSize = null;        double minDiff = Double.MAX_VALUE;        // Try to find an size match aspect ratio and size        for (Camera.Size size : sizes) {            double ratio = (double) size.width / size.height;            if (Math.abs(ratio - targetRatio) > ASPECT_TOLERANCE)                continue;            if (Math.abs(size.height - h) < minDiff) {                optimalSize = size;                minDiff = Math.abs(size.height - h);            }        }        // Cannot find the one match the aspect ratio, ignore the requirement        if (optimalSize == null) {            minDiff = Double.MAX_VALUE;            for (Camera.Size size : sizes) {                if (Math.abs(size.height - h) < minDiff) {                    optimalSize = size;                    minDiff = Math.abs(size.height - h);                }            }        }        return optimalSize;    }

拍照

        调用Camera.takePicture()进行拍照即可。它的第一个参数会在相机捕获图像时调用，此时图像数据还未处理完成；第二个参数会在原始图像数据可用时调用，此时的数据未进行压缩，不能转换为Bitmap、文件等格式存储；第三个参数指的是JPEG版本的图像可用时，可以将此时的图像数据转换成Bitmap、文件等。如果不需要相应的回调，可以直接传入null。具体如下：

if (mCamera != null) {mCamera.takePicture(new ShutterCallback() {public void onShutter() {System.out.println("咔咔响");}}, null, new PictureCallback() {//将数据存储成JPG格式public void onPictureTaken(byte[] data, Camera camera) {File directory = Environment.getExternalStorageDirectory();File f = new File(directory, "me.jpg");FileOutputStream fo = null;try {fo = new FileOutputStream(f);fo.write(data);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {if (fo != null) {try {fo.close();} catch (IOException e1) {e1.printStackTrace();}}}finish();}});}

Camera.Parameters

        为相机设置参数的类，通过Camera#getParameters()获取。

常用方法

        setFocusMode()：设置对焦模式。如Camera.Parameters.FOCUS_MODE_AUTO——自动对焦。

        setRotation()：拍照后图片的旋转角度。

        setPictureFormat()：设置拍照后图片的格式。其参数影响takePicture()中的第三个参数，只有为ImageFormat.JPEG时，第三个参数中的data才有值。如果是ImageFormat.NV21，则第三个参数中的data为null。

        getSupportedPictureFormats()：获取设备支持的图片的格式。

        setPictureSize()：设置拍照出来的图片的尺寸。

        getSupportedPictureSizes()：获取设备支持的图片尺寸。

        setPreviewFormat()：设置预览的格式。当前只有ImageFormat.NV21与YV12。如果要处理预览数据，此处只能设置成NV21，因为YuvImage目前只支持NV21与YUY2两种格式。如果格式不对应的话，显示的图片将严重失真。

        getSupportedPreviewFormats()：获取当前设备支持的预览格式。可以用于setPreviewFormat()中。

        getSupportedPreviewSizes()：获取当前设备支持的预览尺寸。

        setPreviewSize()：设置预览尺寸。

CameraInfo

        摄像头的一些信息。

        facing：摄像头的方向。 值为CameraInfo#CAMERA_FACING_BACK与CAMERA_FACING_FRONT中的一个，前者是后置，后者代表前置。

        orientation：它的值代表着预览界面应该旋转的角度，即是setDisplayOrientation()的参数。

常见问题

拍摄指定位置的图像

现象

        使用Camera进行拍照，在预览图上有边框，拍摄的图片是边框中的部分。

原理

        Camera实现拍照，必须使用一个SurfaceView做为屏幕，用来显示预览图片。而边框可以使用另一个Surfaceview，两个SurfaceView采用帧布局。把底部的SurfaceView设置为Camera的预览区域，顶部是用来进行边框显示。

        这里需要自定义的MySurfaceView，并画出一个边框，代码实现为：

public class MySurfaceView extends SurfaceView implements SurfaceHolder.Callback{private SurfaceHolder holder;public MySurfaceView(Context context, AttributeSet attrs) {super(context, attrs);holder = getHolder();holder.addCallback(this);holder.setFormat(PixelFormat.TRANSPARENT);setZOrderOnTop(true);}@Overridepublic void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {}@Overridepublic void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width,int height) {}@Overridepublic void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {}public void draw(){Canvas canvas = holder.lockCanvas();canvas.drawColor(Color.TRANSPARENT);Paint p = new Paint();p.setStrokeWidth(4);p.setColor(Color.RED);p.setStyle(Paint.Style.STROKE);p.setAntiAlias(true);canvas.drawRect(100, 300, 400, 600, p);//在顶部画一个矩形,可以根据surfaceview的位置进行画holder.unlockCanvasAndPost(canvas);}}

        最后在activity中将拍照获取的图片截取框中的部分即可。

方向

        Camera#setDisplayOrientation()：设置摄像头预览的方向。

        Parameters#setRotate()：设置拍照后图片的方向。
        PreviewCallback#onPreviewFrame()：拿到预览数据，并且处理成bitmap时，bitmap是旋转的。此时只能借助matrix或者canvas对拿到的bitmap进行旋转处理，Camera中没有处理该旋转的方法。

自动对焦

        单次自动对焦可以直接调用Camera#autoFocus()。如果是隔一段时间自动对焦一次，可以用一子线程隔一段时间调用一次autoFocus，并且对焦的过程也可以放在子线程中进行。

        具体示例可参数zxing中关于Camera部分的AutoFocusManager——在AsyncTask#doInbackground()中睡2s，然后调用autoFocus()，在autoFocus()的回调中又重新调用AsyncTask，形成循环，不断地autoFocus。