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Câmera

Ícone HAL da câmera Android

A camada de abstração de hardware de câmera (HAL) do Android conecta as APIs de estrutura de câmera de nível superior na Câmera 2 ao driver e hardware da câmera subjacente. O subsistema de câmera inclui implementações para componentes de pipeline de câmera, enquanto o HAL de câmera fornece interfaces para uso na implementação de sua versão desses componentes.

Arquitetura

A figura e a lista a seguir descrevem os componentes do HAL.

Arquitetura de câmera Android

Figura 1. Arquitetura da câmera

framework de aplicativo
No nível da estrutura do aplicativo está o código do aplicativo, que usa a API Camera 2 para interagir com o hardware da câmera. Internamente, esse código chama as interfaces Binder correspondentes para acessar o código nativo que interage com a câmera.
AIDL
A interface do fichário associada ao CameraService pode ser encontrada em frameworks / av / camera / aidl / android / hardware . O código gerado chama o código nativo de nível inferior para obter acesso à câmera física e retorna os dados que são usados ​​para criar os CameraDevice e, eventualmente, CameraCaptureSession no nível da estrutura.
quadro nativo
Esta residência quadro em frameworks/av/ fornece um equivalente nativo das CameraDevice e CameraCaptureSession classes. Consulte também a referência da câmera2 do NDK .
interface Binder IPC
A interface do Binder IPC facilita a comunicação além dos limites do processo. Existem várias classes de fichário de câmera localizadas no diretório frameworks/av/camera/camera/aidl/android/hardware que chamam o serviço de câmera. ICameraService é a interface para o serviço da câmera; ICameraDeviceUser é a interface para um dispositivo de câmera aberto específico; e ICameraServiceListener e ICameraDeviceCallbacks são os respectivos CameraService e CameraDevice chamadas de retorno para a estrutura do aplicativo.
serviço de câmera
O serviço de câmera, localizado em frameworks/av/services/camera/libcameraservice/CameraService.cpp , é o código real que interage com o HAL.
HAL
A camada de abstração de hardware define a interface padrão que o serviço da câmera chama e que você deve implementar para que o hardware da câmera funcione corretamente.

Implementando o HAL

O HAL fica entre o driver da câmera e a estrutura Android de nível superior e define uma interface que você deve implementar para que os aplicativos possam operar corretamente o hardware da câmera. As interfaces HIDL para o HAL da câmera são definidas em hardware / interfaces / câmera .

Um HAL binderized típico deve implementar as seguintes interfaces HIDL:

Implementações de HIDL de referência estão disponíveis para CameraProvider.cpp , CameraDevice.cpp e CameraDeviceSession.cpp . A implementação envolve HALs antigos que ainda usam a API legada . A partir do Android 8.0, as implementações de Camera HAL devem usar a API HIDL; o uso da interface legada não é compatível.

Componentes HAL legados

Esta seção descreve a arquitetura dos componentes HAL legados e como implementar o HAL. Implementações de HAL de câmera no Android 8.0 e superior devem usar a API HIDL, descrita acima.

Arquitetura (legado)

A figura e a lista a seguir descrevem os componentes HAL da câmera legada.

Arquitetura de câmera Android

Figura 2. Arquitetura de câmera legada

framework de aplicativo
No nível da estrutura do aplicativo está o código do aplicativo, que usa a API android.hardware.Camera para interagir com o hardware da câmera. Internamente, esse código chama uma classe de cola JNI correspondente para acessar o código nativo que interage com a câmera.
JNI
O código JNI associado a android.hardware.Camera está localizado em frameworks/base/core/jni/android_hardware_Camera.cpp . Este código chama o código nativo de nível inferior para obter acesso à câmera física e retorna os dados que são usados ​​para criar o objeto android.hardware.Camera no nível da estrutura.
quadro nativo
A estrutura nativa definida em frameworks/av/camera/Camera.cpp fornece um equivalente nativo para a classe android.hardware.Camera . Esta classe chama os proxies do fichário IPC para obter acesso ao serviço da câmera.
proxies Binder IPC
Os proxies de ligação IPC facilitam a comunicação sobre os limites do processo. Existem três classes de fichário de câmera localizadas no diretório frameworks/av/camera que chama o serviço de câmera. ICameraService é a interface para o serviço da câmera, ICamera é a interface para um dispositivo de câmera aberto específico e ICameraClient é a interface do dispositivo de volta para a estrutura do aplicativo.
serviço de câmera
O serviço de câmera, localizado em frameworks/av/services/camera/libcameraservice/CameraService.cpp , é o código real que interage com o HAL.
HAL
A camada de abstração de hardware define a interface padrão que o serviço da câmera chama e que você deve implementar para que o hardware da câmera funcione corretamente.
driver do kernel
O driver da câmera interage com o hardware real da câmera e sua implementação do HAL. A câmera e o driver devem suportar os formatos de imagem YV12 e NV21 para fornecer suporte para pré-visualização da imagem da câmera na tela e gravação de vídeo.

Implementando o HAL (legado)

O HAL fica entre o driver da câmera e a estrutura Android de nível superior e define uma interface que você deve implementar para que os aplicativos possam operar corretamente o hardware da câmera. A interface HAL é definida nos arquivos de cabeçalho hardware/libhardware/include/hardware/camera.h e hardware/libhardware/include/hardware/camera_common.h .

camera_common.h define camera_module , uma estrutura padrão para obter informações gerais sobre a câmera, como a ID da câmera e propriedades comuns a todas as câmeras (ou seja, se é uma câmera frontal ou traseira).

camera.h contém o código que corresponde a android.hardware.Camera . Este arquivo de cabeçalho declara uma estrutura camera_device que por sua vez contém uma estrutura camera_device_ops com ponteiros para funções que implementam a interface HAL. Para obter a documentação sobre os parâmetros de câmera que os desenvolvedores podem definir, consulte frameworks/av/include/camera/CameraParameters.h . Esses parâmetros são definidos com a função apontada por int (*set_parameters)(struct camera_device *, const char *parms) no HAL.

Para obter um exemplo de implementação de HAL, consulte a implementação do Galaxy Nexus HAL em hardware/ti/omap4xxx/camera .

Configurando a biblioteca compartilhada

Configure o sistema de compilação do Android para empacotar corretamente a implementação HAL em uma biblioteca compartilhada e copiá-la para o local apropriado criando um arquivo Android.mk :

  1. Crie um device/<company_name>/<device_name>/camera para conter os arquivos fonte de sua biblioteca.
  2. Crie um arquivo Android.mk para construir a biblioteca compartilhada. Certifique-se de que o makefile contém as seguintes linhas:
    LOCAL_MODULE := camera.<device_name>
    LOCAL_MODULE_RELATIVE_PATH := hw
    

    Sua biblioteca deve ser nomeada camera.<device_name> ( .so é anexado automaticamente), para que o Android possa carregar a biblioteca corretamente. Para obter um exemplo, consulte o makefile da câmera Galaxy Nexus localizado em hardware/ti/omap4xxx/Android.mk .

  3. Especifique se seu dispositivo tem recursos de câmera copiando os arquivos XML de recursos necessários no diretório frameworks/native/data/etc com o makefile do seu dispositivo. Por exemplo, para especificar que seu dispositivo tem um flash de câmera e pode fazer o autofoco, adicione as seguintes linhas no makefile <device>/<company_name>/<device_name>/device.mk :
    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 \
    
    do seu dispositivo:

    Para obter um exemplo de makefile de dispositivo, consulte device/samsung/tuna/device.mk .

  4. Declare o codec de mídia, o formato e os recursos de resolução de sua câmera nos arquivos XML device/<company_name>/<device_name>/media_profiles.xml e device/<company_name>/<device_name>/media_codecs.xml . Para obter detalhes, consulte Expondo codecs à estrutura .
  5. Adicione as seguintes linhas no do seu dispositivo device/<company_name>/<device_name>/device.mk makefile para copiar os media_profiles.xml e media_codecs.xml arquivos para o local apropriado:
    # 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. Para incluir o aplicativo Camera na imagem do sistema do seu dispositivo, especifique-o na variável PRODUCT_PACKAGES no device/<company>/<device>/device.mk makefile:
    PRODUCT_PACKAGES := \
    Gallery2 \
    ...
    
    do seu dispositivo