相機

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Android 相機 HAL 圖標

Android 的攝像頭硬件抽象層 (HAL) 將攝像頭 2中更高級別的攝像頭框架 API 連接到您的底層攝像頭驅動程序和硬件。相機子系統包括相機管道組件的實現,而相機 HAL 提供用於實現這些組件版本的接口。

建築學

下圖和列表描述了 HAL 組件。

Android相機架構

圖 1.相機架構

應用框架
在應用程序框架級別是應用程序的代碼,它使用Camera 2 API 與相機硬件進行交互。在內部,此代碼調用相應的Binder接口來訪問與相機交互的本機代碼。
AIDL
CameraService關聯的 binder 接口可以在frameworks/av/camera/aidl/android/hardware找到。生成的代碼調用較低級別的本機代碼以獲取對物理相機的訪問權,並返回用於在框架級別創建CameraDevice並最終創建CameraCaptureSession對象的數據。
原生框架
此框架位於frameworks/av/中,提供與CameraDeviceCameraCaptureSession類等效的本機。另請參閱NDK camera2 參考
活頁夾 IPC 接口
IPC binder 接口有助於跨進程邊界進行通信。 frameworks/av/camera/camera/aidl/android/hardware目錄中有幾個攝像頭綁定器類調用攝像頭服務。 ICameraService是相機服務的接口; ICameraDeviceUser是特定打開的相機設備的接口; ICameraServiceListenerICameraDeviceCallbacks分別是應用程序框架的CameraServiceCameraDevice回調。
相機服務
位於frameworks/av/services/camera/libcameraservice/CameraService.cpp中的攝像頭服務是與 HAL 交互的實際代碼。
哈爾
硬件抽象層定義了相機服務調用的標準接口,您必須實現該接口才能使相機硬件正常運行。

實施 HAL

HAL 位於相機驅動程序和更高級別的 Android 框架之間,並定義了一個您必須實現的接口,以便應用程序可以正確操作相機硬件。 Camera HAL 的HIDL接口在hardware/interfaces/camera中定義。

典型的綁定 HAL 必須實現以下 HIDL 接口:

參考 HIDL 實現適用於CameraProvider.cppCameraDevice.cppCameraDeviceSession.cpp 。該實現包裝了仍然使用舊版 API的舊 HAL。從 Android 8.0 開始,Camera HAL 實現必須使用 HIDL API;不支持使用舊接口。

舊版 HAL 組件

本節介紹遺留 HAL 組件的架構以及如何實現 HAL。 Android 8.0 及更高版本上的相機 HAL 實現必須改用 HIDL API,如上所述。

架構(舊版)

下圖和列表描述了舊版相機 HAL 組件。

Android相機架構

圖 2.傳統相機架構

應用框架
在應用程序框架級別是應用程序的代碼,它使用android.hardware.Camera API 與相機硬件進行交互。在內部,此代碼調用相應的 JNI 粘合類來訪問與相機交互的本機代碼。
JNI
android.hardware.Camera關聯的 JNI 代碼位於frameworks/base/core/jni/android_hardware_Camera.cpp中。此代碼調用較低級別的本機代碼以獲取對物理相機的訪問權限,並返回用於在框架級別創建android.hardware.Camera對象的數據。
原生框架
frameworks/av/camera/Camera.cpp中定義的原生框架提供了與android.hardware.Camera類等效的原生框架。此類調用 IPC 綁定代理以獲取對相機服務的訪問權限。
活頁夾 IPC 代理
IPC 綁定代理有助於跨進程邊界進行通信。在frameworks/av/camera目錄中存在三個調用相機服務的相機綁定器類。 ICameraService是相機服務的接口, ICamera是特定打開的相機設備的接口, ICameraClient是設備返回應用程序框架的接口。
相機服務
位於frameworks/av/services/camera/libcameraservice/CameraService.cpp中的攝像頭服務是與 HAL 交互的實際代碼。
哈爾
硬件抽象層定義了相機服務調用的標準接口,您必須實現該接口才能使相機硬件正常運行。
內核驅動程序
相機的驅動程序與實際的相機硬件和您的 HAL 實現進行交互。攝像頭和驅動程序必須支持 YV12 和 NV21 圖像格式,以支持在顯示器上預覽攝像頭圖像和錄製視頻。

實施 HAL(舊版)

HAL 位於相機驅動程序和更高級別的 Android 框架之間,並定義了一個您必須實現的接口,以便應用程序可以正確操作相機硬件。 HAL 接口定義在hardware/libhardware/include/hardware/camera.hhardware/libhardware/include/hardware/camera_common.h頭文件中。

camera_common.h定義了camera_module ,這是一個標準結構,用於獲取有關攝像頭的一般信息,例如攝像頭 ID 和所有攝像頭共有的屬性(即,無論是前置攝像頭還是後置攝像頭)。

camera.h包含對應於android.hardware.Camera的代碼。此頭文件聲明了一個camera_device結構,該結構又包含一個camera_device_ops結構,其中包含指向實現 HAL 接口的函數的指針。有關開發人員可以設置的相機參數的文檔,請參閱frameworks/av/include/camera/CameraParameters.h 。這些參數是使用 HAL 中的int (*set_parameters)(struct camera_device *, const char *parms)指向的函數設置的。

有關 HAL 實現的示例,請參閱hardware/ti/omap4xxx/camera中 Galaxy Nexus HAL 的實現。

配置共享庫

設置 Android 構建系統以將 HAL 實現正確打包到共享庫中,並通過創建Android.mk文件將其複製到適當的位置:

  1. 創建一個device/<company_name>/<device_name>/camera目錄以包含庫的源文件。
  2. 創建一個Android.mk文件來構建共享庫。確保 makefile 包含以下行:
    LOCAL_MODULE := camera.<device_name>
    LOCAL_MODULE_RELATIVE_PATH := hw
    

    您的庫必須命名為camera.<device_name> (自動附加.so ),以便 Android 可以正確加載該庫。例如,請參閱位於hardware/ti/omap4xxx/Android.mk中的 Galaxy Nexus 相機的 makefile。

  3. 通過使用設備的 makefile 複製frameworks/native/data/etc目錄中必要的功能 XML 文件來指定您的設備具有相機功能。例如,要指定您的設備具有相機閃光燈並且可以自動對焦,請在設備的<device>/<company_name>/<device_name>/device.mk生成文件中添加以下行:
    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 \
    

    有關設備 makefile 的示例,請參閱device/samsung/tuna/device.mk

  4. device/<company_name>/<device_name>/media_profiles.xmldevice/<company_name>/<device_name>/media_codecs.xml XML 文件中聲明相機的媒體編解碼器、格式和分辨率功能。有關詳細信息,請參閱向框架公開編解碼器
  5. 在設備的device/<company_name>/<device_name>/device.mk makefile 中添加以下行,將media_profiles.xmlmedia_codecs.xml文件複製到適當的位置:
    # 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. 要將相機應用程序包含在設備的系統映像中,請在設備的device/<company>/<device>/device.mk生成文件中的PRODUCT_PACKAGES變量中指定它:
    PRODUCT_PACKAGES := \
    Gallery2 \
    ...