Камера

Значок камеры Android HAL

Слой аппаратной абстракции камеры Android (HAL) соединяет API-интерфейсы платформы камеры более высокого уровня в Camera 2 с вашим базовым драйвером камеры и оборудованием. Подсистема камеры включает реализации для компонентов конвейера камеры, а HAL камеры предоставляет интерфейсы для использования при реализации вашей версии этих компонентов.

Архитектура

На следующем рисунке и в списке описаны компоненты HAL.

Архитектура камеры Android

Рис. 1. Архитектура камеры

структура приложения
На уровне структуры приложения находится код приложения, который использует API Camera 2 для взаимодействия с оборудованием камеры. Внутри этот код вызывает соответствующие интерфейсы Binder для доступа к собственному коду, взаимодействующему с камерой.
АЙДЛ
Интерфейс связывателя, связанный с CameraService , можно найти в frameworks/av/camera/aidl/android/hardware . Сгенерированный код вызывает собственный код более низкого уровня для получения доступа к физической камере и возвращает данные, которые используются для создания объектов CameraDevice и, в конечном итоге CameraCaptureSession на уровне платформы.
собственный фреймворк
Эта структура, находящаяся в frameworks/av/ , обеспечивает собственный эквивалент классов CameraDevice и CameraCaptureSession . См. также справочник NDK camera2 .
связующее IPC-интерфейс
Интерфейс связывателя IPC облегчает обмен данными через границы процессов. В frameworks/av/camera/camera/aidl/android/hardware есть несколько классов привязки камеры, которые вызывают службу камеры. ICameraService — это интерфейс службы камеры; ICameraDeviceUser — это интерфейс к определенному открытому устройству камеры; а ICameraServiceListener и ICameraDeviceCallbacks — это соответствующие обратные вызовы CameraService и CameraDevice для платформы приложения.
служба камеры
Служба камеры, расположенная в frameworks/av/services/camera/libcameraservice/CameraService.cpp , представляет собой фактический код, взаимодействующий с HAL.
ХАЛ
Уровень аппаратной абстракции определяет стандартный интерфейс, к которому обращается служба камеры и который необходимо реализовать для правильной работы оборудования камеры.

Реализация HAL

HAL находится между драйвером камеры и высокоуровневой инфраструктурой Android и определяет интерфейс, который необходимо реализовать, чтобы приложения могли правильно работать с аппаратным обеспечением камеры. Интерфейсы HIDL для камеры HAL определены в hardware/interfaces/camera .

Типичный связанный HAL должен реализовывать следующие интерфейсы HIDL:

  • ICameraProvider : для перечисления отдельных устройств и управления их состоянием.
  • ICameraDevice : интерфейс устройства камеры.
  • ICameraDeviceSession : интерфейс сеанса активного устройства камеры.

Эталонные реализации HIDL доступны для CameraProvider.cpp , CameraDevice.cpp и CameraDeviceSession.cpp . Реализация упаковывает старые HAL, которые все еще используют устаревший API . Начиная с Android 8.0, реализации Camera HAL должны использовать HIDL API; использование устаревшего интерфейса не поддерживается.

Устаревшие компоненты HAL

В этом разделе описывается архитектура устаревших компонентов HAL и способы реализации HAL. Реализации камеры HAL на Android 8.0 и более поздних версиях должны вместо этого использовать HIDL API, описанный выше.

Архитектура (устаревшая)

На следующем рисунке и в списке описаны компоненты HAL устаревшей камеры.

Архитектура камеры Android

Рис. 2. Устаревшая архитектура камеры

структура приложения
На уровне структуры приложения находится код приложения, который использует API-интерфейс android.hardware.Camera для взаимодействия с аппаратным обеспечением камеры. Внутри этот код вызывает соответствующий связующий класс JNI для доступа к собственному коду, взаимодействующему с камерой.
JNI
Код JNI, связанный с android.hardware.Camera , находится в frameworks/base/core/jni/android_hardware_Camera.cpp . Этот код вызывает собственный код более низкого уровня для получения доступа к физической камере и возвращает данные, которые используются для создания объекта android.hardware.Camera на уровне платформы.
собственный фреймворк
Собственная структура, определенная в frameworks/av/camera/Camera.cpp , предоставляет собственный эквивалент класса android.hardware.Camera . Этот класс вызывает прокси-серверы связывания IPC для получения доступа к службе камеры.
связыватель IPC-прокси
Прокси-серверы связывания IPC упрощают обмен данными через границы процессов. В каталоге frameworks/av/camera есть три класса привязки камеры, которые вызывают службу камеры. ICameraService — это интерфейс к службе камеры, ICamera — это интерфейс к конкретному открытому устройству камеры, а ICameraClient — это интерфейс устройства обратно к платформе приложения.
служба камеры
Служба камеры, расположенная в frameworks/av/services/camera/libcameraservice/CameraService.cpp , представляет собой фактический код, взаимодействующий с HAL.
ХАЛ
Уровень аппаратной абстракции определяет стандартный интерфейс, к которому обращается служба камеры и который необходимо реализовать для правильной работы оборудования камеры.
драйвер ядра
Драйвер камеры взаимодействует с реальным аппаратным обеспечением камеры и вашей реализацией HAL. Камера и драйвер должны поддерживать форматы изображения YV12 и NV21, чтобы обеспечить поддержку предварительного просмотра изображения камеры на дисплее и записи видео.

Реализация HAL (устаревший)

HAL находится между драйвером камеры и высокоуровневой инфраструктурой Android и определяет интерфейс, который необходимо реализовать, чтобы приложения могли правильно работать с аппаратным обеспечением камеры. Интерфейс HAL определен в заголовочных файлах hardware/libhardware/include/hardware/camera.h и hardware/libhardware/include/hardware/camera_common.h .

camera_common.h определяет camera_module , стандартную структуру для получения общей информации о камере, такой как идентификатор камеры и свойства, общие для всех камер (то есть, является ли она передней или задней камерой).

camera.h содержит код, соответствующий android.hardware.Camera . Этот заголовочный файл объявляет структуру camera_device , которая, в свою очередь, содержит структуру camera_device_ops с указателями на функции, реализующие интерфейс HAL. Документацию по параметрам камеры, которые могут установить разработчики, можно найти в frameworks/av/include/camera/CameraParameters.h . Эти параметры устанавливаются функцией, на которую указывает int (*set_parameters)(struct camera_device *, const char *parms) в HAL.

Пример реализации HAL см. в реализации для Galaxy Nexus HAL в hardware/ti/omap4xxx/camera .

Настройка общей библиотеки

Настройте систему сборки Android, чтобы правильно упаковать реализацию HAL в общую библиотеку и скопировать ее в соответствующее место, создав файл Android.mk :

  1. Создайте device/<company_name>/<device_name>/camera , в котором будут храниться исходные файлы вашей библиотеки.
  2. Создайте файл Android.mk для создания общей библиотеки. Убедитесь, что make-файл содержит следующие строки:
    LOCAL_MODULE := camera.<device_name>
LOCAL_MODULE_RELATIVE_PATH := hw

    Ваша библиотека должна называться camera.<device_name> ( .so добавляется автоматически), чтобы Android мог правильно загрузить библиотеку. В качестве примера см. make-файл для камеры Galaxy Nexus, расположенный в hardware/ti/omap4xxx/Android.mk .

  3. Укажите, что ваше устройство имеет функции камеры, скопировав XML-файлы необходимых функций в каталог frameworks/native/data/etc вместе с make-файлом вашего устройства. Например, чтобы указать, что ваше устройство оснащено вспышкой камеры и поддерживает автофокусировку, добавьте следующие строки в make-файл <device>/<company_name>/<device_name>/device.mk вашего устройства:
    PRODUCT_COPY_FILES := \ ...

PRODUCT_COPY_FILES += \
frameworks/native/data/etc/android.hardware.camera.flash-autofocus.xml:system/etc/permissions/android.hardware.camera.flash-autofocus.xml \

    Пример make-файла устройства см. в device/samsung/tuna/device.mk .

  4. Укажите медиакодек, формат и разрешение вашей камеры в XML-файлах device/<company_name>/<device_name>/media_profiles.xml и device/<company_name>/<device_name>/media_codecs.xml . Дополнительные сведения см. в разделе Предоставление кодеков платформе .
  5. Добавьте следующие строки в make-файл устройства device/<company_name>/<device_name>/device.mk , чтобы скопировать файлы media_profiles.xml и media_codecs.xml в соответствующее место:
    # media config xml file
PRODUCT_COPY_FILES += \
    <device>/<company>/<device>/media_profiles.xml:system/etc/media_profiles.xml

# media codec config xml file
PRODUCT_COPY_FILES += \
    <device>/<company>/<device>/media_codecs.xml:system/etc/media_codecs.xml
  6. Чтобы включить приложение «Камера» в системный образ вашего устройства, укажите его в переменной PRODUCT_PACKAGES в make-файле устройства device/<company>/<device>/device.mk :
    PRODUCT_PACKAGES := \
Gallery2 \
...