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Câmera

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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 de 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 HAL.

Arquitetura da câmera Android

Figura 1. Arquitetura da câmera

estrutura do 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 do Binder correspondentes para acessar o código nativo que interage com a câmera.
AIDL
A interface do binder 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 dados que são usados ​​para criar os objetos CameraDevice e, eventualmente, CameraCaptureSession no nível da estrutura.
estrutura nativa
Essa estrutura que reside em frameworks/av/ fornece um equivalente nativo às classes CameraDevice e CameraCaptureSession . Consulte também a referência da câmera2 do NDK .
interface IPC do fichário
A interface de fichário IPC facilita a comunicação sobre os limites do processo. Existem várias classes de pasta 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 de câmera; ICameraDeviceUser é a interface para um dispositivo de câmera aberto específico; e ICameraServiceListener e ICameraDeviceCallbacks são os respectivos callbacks CameraService e CameraDevice 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 de câmera chama e que você deve implementar para que o hardware de sua câmera funcione corretamente.

Implementação do 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 a Câmera HAL são definidas em hardware/interfaces/camera .

Um HAL vinculado típico deve implementar as seguintes interfaces HIDL:

Implementações 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. As implementações de câmera HAL 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 herdada.

Arquitetura da câmera Android

Figura 2. Arquitetura de câmera legada

estrutura do 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 . Esse código chama o código nativo de nível inferior para obter acesso à câmera física e retorna os dados usados ​​para criar o objeto android.hardware.Camera no nível da estrutura.
estrutura nativa
A estrutura nativa definida em frameworks/av/camera/Camera.cpp fornece um equivalente nativo à classe android.hardware.Camera . Essa classe chama os proxies de fichário IPC para obter acesso ao serviço de câmera.
proxies IPC de fichário
Os proxies de fichário IPC facilitam a comunicação sobre os limites do processo. Existem três classes de fichário de câmera que estão localizadas no diretório frameworks/av/camera que chama o serviço de câmera. ICameraService é a interface para o serviço de câmera, ICamera é a interface para um dispositivo de câmera aberto específico e ICameraClient é a interface do dispositivo de volta à 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 de câmera chama e que você deve implementar para que o hardware de sua 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 ser compatíveis com os formatos de imagem YV12 e NV21 para fornecer suporte para 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 o ID da câmera e as propriedades comuns a todas as câmeras (ou seja, se é uma câmera frontal ou traseira).

camera.h contém um código que corresponde a android.hardware.Camera . Esse 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 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 de HAL em uma biblioteca compartilhada e copie-a para o local apropriado criando um arquivo Android.mk :

  1. Crie um device/<company_name>/<device_name>/camera para conter os arquivos de origem da sua biblioteca.
  2. Crie um arquivo Android.mk para criar a biblioteca compartilhada. Certifique-se de que o makefile contenha 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. Por exemplo, veja o makefile da câmera Galaxy Nexus localizado em hardware/ti/omap4xxx/Android.mk .

  3. Especifique que seu dispositivo possui 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 focar automaticamente, adicione as seguintes linhas no <device>/<company_name>/<device_name>/device.mk makefile:
    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 \
    

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

  4. Declare os recursos de codec de mídia, formato e 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 device/<company_name>/<device_name>/device.mk makefile do seu dispositivo para copiar os arquivos media_profiles.xml e media_codecs.xml 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 Câmera na imagem do sistema do seu dispositivo, especifique-o na variável PRODUCT_PACKAGES no device/<company>/<device>/device.mk makefile:
    PRODUCT_PACKAGES := \
    Gallery2 \
    ...