2020-07-10

作者: 夏至的稻穗 | 来源:发表于2020-07-10 23:07 被阅读0次

音视频系列文章
Android 音视频开发(一) -- 使用AudioRecord 录制PCM(录音)；AudioTrack播放音频
工程: 音视频Demo

Camera1 在 API 21 的时候已经被弃用了，虽然现在google 都推荐使用 Camerax 来实现相机的一些功能，但这不妨碍我们学习 Camera1 和 Camera2，对此有基础了解，为后续学习 Camera2 和 Camerax 做铺垫

在这篇文章中，你讲学习到：

实现相机的开启与预览
相机预览方向的矫正
实现拍照工鞥，并矫正拍照图片

效果如下：

GIF.gif

一. 相机的开启与预览

首先，先申请权限：

 <uses-permission android:name="android.permission.CAMERA" />
 <!-- 支持相机才能运行 -->
 <uses-feature
     android:name="android.hardware.camera"
     android:required="true" />

1.1. 获取相机个数

一般手机中，都有前置摄像头和后置摄像头，我们可以根据 Camera 的 getNumberOfCameras() 方法，来获取这些信息。比如：

 //获取相机个数
 int numberOfCameras = Camera.getNumberOfCameras();
 for (int i = 0; i < numberOfCameras; i++) {
     Camera.CameraInfo info = new Camera.CameraInfo();
     //获取相机信息
     Camera.getCameraInfo(i, info);
     //前置摄像头
     if (Camera.CameraInfo.CAMERA_FACING_FRONT == info.facing) {
         mFrontCameraId = i;
         mFrontCameraInfo = info;
     } else if (Camera.CameraInfo.CAMERA_FACING_BACK == info.facing) {
         mBackCameraId = i;
         mBackCameraInfo = info;
     }
 }

可以看到，通过 Camera.getCameraInfo(i, info) 就可以拿到当前的 CameraInfo 的信息，里面有个参数我们需要注意一下，就是 facing，它表示当前摄像机面对的方向，理解为前置和后置，然后我们把这些信息也保存起来。

1.2 打开摄像头

接着，我们可以使用 Camera.open(cameraid) 去打开摄像头

 //根据 cameraId 打开不同摄像头
 mCamera = Camera.open(cameraId);

打开我们的摄像头之后，可以对它进行一些配置，比如设置预览方向等，这个话题我们等到下面出现了再说。

1.3 配置摄像头属性

在开启相机预览之前，我们需要对相机进行一些参数配置，比如聚焦，预览尺寸等；这里我使用的是 SurfaceView，所以等SurfaceView 创建好之后，可以对它进行一些参数的设置：

  @Override
  public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height) {
      startPreview(width, height);
  }

# startPreview
private void startPreview(int width, int height) {
    //配置camera参数
    initPreviewParams(width, height);
    //设置预览 SurfaceHolder
    Camera camera = mCamera;
    if (camera != null) {
        try {
            camera.setPreviewDisplay(mSurfaceView.getHolder());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    //开始显示
    camera.startPreview();
}

在Camra 中，我们可以通过 camera.getParameters() 拿到相机默认的参数，如果要配置自己的参数，可以使用 camera.setParameters(parameters) 去设置，不过这个比较比较好使，所以相机的配置开启这些，可以使用 HandlerThread 去开启，这里就不增加多余代码了。
initPreviewParams 的完整代码如下：

    private void initPreviewParams(int shortSize, int longSize) {
        Camera camera = mCamera;
        if (camera != null) {
            Camera.Parameters parameters = camera.getParameters();
            //获取手机支持的尺寸
            List<Camera.Size> sizes = parameters.getSupportedPreviewSizes();
            Camera.Size bestSize = getBestSize(shortSize, longSize, sizes);
            //设置预览大小
            parameters.setPreviewSize(bestSize.width, bestSize.height);
            //设置图片大小，拍照
            parameters.setPictureSize(bestSize.width, bestSize.height);
            //设置格式,所有的相机都支持 NV21格式
            parameters.setPreviewFormat(ImageFormat.NV21);
            //设置聚焦
            parameters.setFocusMode(Camera.Parameters.FOCUS_MODE_CONTINUOUS_PICTURE);

            camera.setParameters(parameters);
        }
    }

1.3.1 相机预览大小

首先，应该根据自己UI的大小去设置相机预览的大小，如果你的控件为 200x200，但相机的数据为 1920x1080 ，这样填充过去，画面肯定是会被拉伸的。
所以，可以通过

List<Camera.Size> sizes = parameters.getSupportedPreviewSizes()

拿到手机相机支持的所有尺寸；所以，我们需要找到比例相同，或者近似的大小，跟UI配合，这样画面才不会拉伸，注意相机的 width > height，所以获取一个最佳的预览尺寸可以这样写：

/**
  * 获取预览最后尺寸
  */
 private Camera.Size getBestSize(int shortSize, int longSize, List<Camera.Size> sizes) {
     Camera.Size bestSize = null;
     float uiRatio = (float) longSize / shortSize;
     float minRatio = uiRatio;
     for (Camera.Size previewSize : sizes) {
         float cameraRatio = (float) previewSize.width / previewSize.height;

         //如果找不到比例相同的，找一个最近的,防止预览变形
         float offset = Math.abs(cameraRatio - minRatio);
         if (offset < minRatio) {
             minRatio = offset;
             bestSize = previewSize;
         }
         //比例相同
         if (uiRatio == cameraRatio) {
             bestSize = previewSize;
             break;
         }

     }
     return bestSize;
 }

当 UI 的比例跟相机支持的比例相同，直接返回，否则则找近似的。

接着调用

效果如下：

在这里插入图片描述

咦，发现预览的方向是反的；这个时候就需要使用 setDisplayOrientation() 去设置预览方向了

二. 调整预览方向

首先，在调整预览方向钱，我们需要先了解一些知识。

屏幕坐标： Android 坐标系中，在（0,0）坐标那，向右为 x 轴，向下为 y 轴。
自然方向： 设置的自然方向，比如手机默认就是竖直是自然方向，平板的话，横向就是自然方向
图片传感器方向： 手机的图片数据都来自摄像头硬件传感器，这个传感器有个默认的方向，一般是手机是横向的，这就跟手机的自然方向成 90° 关系了。

所以，我们要做的就是，就是把传感器拿到的图片，进行一个角度的变化，使图像能跟自然方向一致：
图片来源

在这里插入图片描述

所以，我们的方向调整可以这样写：

    private void adjustCameraOrientation(Camera.CameraInfo info) {
        //判断当前的横竖屏
        int rotation = getWindowManager().getDefaultDisplay().getRotation();

        int degress = 0;
        //获取手机的方向
        switch (rotation) {
            case Surface.ROTATION_0:
                degress = 0;
                break;
            case Surface.ROTATION_90:
                degress = 90;
                break;
            case Surface.ROTATION_180:
                degress = 180;
                break;
            case Surface.ROTATION_270:
                degress = 270;
                break;
        }
        int result = 0;
        //后置摄像头
        if (info.facing == Camera.CameraInfo.CAMERA_FACING_BACK) {
            result = (info.orientation - degress + 360) % 360;
        } else if (info.facing == Camera.CameraInfo.CAMERA_FACING_FRONT) {
            //先镜像
            result = (info.orientation + degress) % 360;
            result = (360 - result) % 360;
        }
        mCamera.setDisplayOrientation(result);

    }

最后再看一下：

在这里插入图片描述

三. 切换摄像头

现在用到的都是后置摄像头，切换也比较简单，首先先释放相机支援，然后再从配置参数，预览再来一遍即可：

  //关闭摄像头
  closeCamera();
  
  mCameraID = mCameraID == mFrontCameraId ? mBackCameraId : mFrontCameraId;
  //打开相机
  openCamera(mCameraID);
  //开启预览
  startPreview(mSurfaceView.getWidth(), mSurfaceView.getHeight());

#closeCamera
 private void closeCamera() {
     //停止预览
     mCamera.stopPreview();
     mCamera.release();
     mCamera = null;
 }

四. 拍照及调整图片方向

Camera 的拍照也比较简单，使用 takePicture(ShutterCallback shutter, PictureCallback raw， PictureCallback jpeg) 方法即可，它的三个参数如下：

ShutterCallback ：拍照瞬间调用，如果空回调，则由声音，传 null ，则没效果
PictureCallback ：图片的原始数据，即没处理过的
PictureCallback ：图片的 JPEG 数据

拿到 byte 数据后，转换成bitmap即可，如下：

Camera camera = mCamera;
camera.takePicture(new Camera.ShutterCallback() {
    @Override
    public void onShutter() {
        
    }
}, null, new Camera.PictureCallback() {
    @Override
    public void onPictureTaken(byte[] data, Camera camera) {
        new SavePicAsyncTask(data).executeOnExecutor(AsyncTask.THREAD_POOL_EXECUTOR);
    }
});

这里的图片保存，用一个 AsyncTask 来保存：

    /**
     * 保存图片
     */
    class SavePicAsyncTask extends AsyncTask<Void, Void, File> {

        byte[] data;
        File file;

        public SavePicAsyncTask(byte[] data) {
            this.data = data;
            File dir = new File(Constants.PATH);
            if (!dir.exists()) {
                dir.mkdirs();
            }
            String name = "test.jpg";
            file = new File(dir, name);
        }

        @Override
        protected File doInBackground(Void... voids) {
            Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeByteArray(data, 0, data.length);
            if (bitmap == null) {
                return null;
            }
            FileOutputStream fos = null;
            try {
                fos = new FileOutputStream(file);
                //保存之前先调整方向
                Camera.CameraInfo info = mCameraID == mFrontCameraId ? mFrontCameraInfo : mBackCameraInfo;
                if (info.facing == Camera.CameraInfo.CAMERA_FACING_BACK) {
                    bitmap = BitmapUtils.rotate(bitmap, 90);
                } else {
                    bitmap = BitmapUtils.rotate(bitmap, 270);
                }
                bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, 100, fos);


            } catch (FileNotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                CloseUtils.close(fos);
            }
            return file;
        }

        @Override
        protected void onPostExecute(File file) {
            super.onPostExecute(file);
            if (file != null) {
                Toast.makeText(Camera1Activity.this, "图片保存成功", Toast.LENGTH_SHORT).show();
            } else {
                Toast.makeText(Camera1Activity.this, "图片保存失败", Toast.LENGTH_SHORT).show();
            }
        }
    }
#BitmapUtils#rotate

    public static Bitmap rotate(Bitmap bitmap,float degress){
        Matrix matrix = new Matrix();
        matrix.postRotate(degress);
        return Bitmap.createBitmap(bitmap,0,0,bitmap.getWidth(),bitmap.getHeight(),matrix,true);
    }

当拿到 byte[] 数据时，使用 BitmapFactory.decodeByteArray 解析 bitmap ，但此时的图片也是不对的，需要对它进行一个旋转，如上所示，这样，我们的拍照就也完成了。

参考:
https://developer.android.google.cn/reference/android/hardware/Camera?hl=en#takePicture(android.hardware.Camera.ShutterCallback,%20android.hardware.Camera.PictureCallback,%20android.hardware.Camera.PictureCallback,%20android.hardware.Camera.PictureCallback)

https://www.jianshu.com/p/f8d0d1467584

2020-07-10

一. 相机的开启与预览

1.1. 获取相机个数

1.2 打开摄像头

1.3 配置摄像头属性

1.3.1 相机预览大小

二. 调整预览方向

三. 切换摄像头

四. 拍照及调整图片方向

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