Appareil photo

Icône HAL de l'appareil photo Android

La couche d'abstraction du matériel de caméra (HAL) d'Android connecte les API de cadre de caméra de niveau supérieur dans Camera 2 à votre pilote de caméra et à votre matériel sous-jacents. Le sous-système de caméra comprend des implémentations pour les composants de pipeline de caméra tandis que la caméra HAL fournit des interfaces à utiliser pour implémenter votre version de ces composants.

Architecture

La figure et la liste suivantes décrivent les composants HAL.

Architecture de caméra Android

Figure 1. Architecture de la caméra

cadre d'application
Au niveau de la structure de l'application se trouve le code de l'application, qui utilise l'API Camera 2 pour interagir avec le matériel de la caméra. En interne, ce code appelle les interfaces Binder correspondantes pour accéder au code natif qui interagit avec la caméra.
AIDL
L'interface de classeur associée à CameraService se trouve dans frameworks/av/camera/aidl/android/hardware . Le code généré appelle le code natif de niveau inférieur pour obtenir l'accès à la caméra physique et renvoie les données utilisées pour créer les CameraDevice et éventuellement CameraCaptureSession au niveau de la structure.
cadre natif
Ce framework résidant dans frameworks/av/ fournit un équivalent natif aux classes CameraDevice et CameraCaptureSession . Voir aussi NDK camera2 reference .
interface IPC du classeur
L'interface de classeur IPC facilite la communication au-delà des limites de processus. Il existe plusieurs classes de classeur de caméra situées dans le répertoire frameworks/av/camera/camera/aidl/android/hardware qui appellent le service de caméra. ICameraService est l'interface avec le service de caméra ; ICameraDeviceUser est l'interface avec un appareil photo ouvert spécifique ; et ICameraServiceListener et ICameraDeviceCallbacks sont les CameraService et CameraDevice respectifs au framework d'application.
service de caméra
Le service de caméra, situé dans frameworks/av/services/camera/libcameraservice/CameraService.cpp , est le code réel qui interagit avec HAL.
HAL
La couche d'abstraction matérielle définit l'interface standard à laquelle le service de caméra fait appel et que vous devez implémenter pour que le matériel de votre caméra fonctionne correctement.

Implémentation de la HAL

Le HAL se situe entre le pilote de la caméra et le framework Android de niveau supérieur et définit une interface que vous devez implémenter pour que les applications puissent faire fonctionner correctement le matériel de la caméra. Les interfaces HIDL pour la caméra HAL sont définies dans hardware/interfaces/camera .

Un HAL binderisé typique doit implémenter les interfaces HIDL suivantes :

Des implémentations HIDL de référence sont disponibles pour CameraProvider.cpp , CameraDevice.cpp et CameraDeviceSession.cpp . L'implémentation encapsule les anciens HAL qui utilisent encore l' ancienne API . À partir d'Android 8.0, les implémentations de Camera HAL doivent utiliser l'API HIDL ; l'utilisation de l'ancienne interface n'est pas prise en charge.

Composants HAL hérités

Cette section décrit l'architecture des composants HAL hérités et comment implémenter HAL. Les implémentations Camera HAL sur Android 8.0 et versions ultérieures doivent utiliser l'API HIDL à la place, décrite ci-dessus.

Architecture (héritage)

La figure et la liste suivantes décrivent les composants HAL de caméra hérités.

Architecture de caméra Android

Figure 2. Architecture de caméra héritée

cadre d'application
Au niveau de la structure de l'application se trouve le code de l'application, qui utilise l'API android.hardware.Camera pour interagir avec le matériel de la caméra. En interne, ce code appelle une classe glue JNI correspondante pour accéder au code natif qui interagit avec la caméra.
JNI
Le code JNI associé à android.hardware.Camera se trouve dans frameworks/base/core/jni/android_hardware_Camera.cpp . Ce code appelle le code natif de niveau inférieur pour obtenir l'accès à la caméra physique et renvoie les données utilisées pour créer l'objet android.hardware.Camera au niveau du framework.
cadre natif
Le framework natif défini dans frameworks/av/camera/Camera.cpp fournit un équivalent natif à la classe android.hardware.Camera . Cette classe appelle les proxies de classeur IPC pour obtenir l'accès au service de caméra.
liant proxys IPC
Les proxys de classeur IPC facilitent la communication au-delà des limites de processus. Il existe trois classes de classeur de caméra situées dans le répertoire frameworks/av/camera qui appelle le service de caméra. ICameraService est l'interface avec le service de caméra, ICamera est l'interface avec un appareil photo ouvert spécifique et ICameraClient est l'interface de l'appareil avec le framework de l'application.
service de caméra
Le service de caméra, situé dans frameworks/av/services/camera/libcameraservice/CameraService.cpp , est le code réel qui interagit avec HAL.
HAL
La couche d'abstraction matérielle définit l'interface standard à laquelle le service de caméra fait appel et que vous devez implémenter pour que le matériel de votre caméra fonctionne correctement.
pilote du noyau
Le pilote de la caméra interagit avec le matériel de la caméra et votre implémentation de HAL. La caméra et le pilote doivent prendre en charge les formats d'image YV12 et NV21 pour permettre la prévisualisation de l'image de la caméra sur l'écran et l'enregistrement vidéo.

Implémentation de HAL (héritage)

Le HAL se situe entre le pilote de la caméra et le framework Android de niveau supérieur et définit une interface que vous devez implémenter pour que les applications puissent faire fonctionner correctement le matériel de la caméra. L'interface HAL est définie dans les fichiers d'en-tête hardware/libhardware/include/hardware/camera.h et hardware/libhardware/include/hardware/camera_common.h .

camera_common.h définit camera_module , une structure standard permettant d'obtenir des informations générales sur la caméra, telles que l'ID de la caméra et les propriétés communes à toutes les caméras (c'est-à-dire, qu'il s'agisse d'une caméra orientée vers l'avant ou vers l'arrière).

camera.h contient du code qui correspond à android.hardware.Camera . Ce fichier d'en-tête déclare une structure camera_device qui contient à son tour une structure camera_device_ops avec des pointeurs vers des fonctions qui implémentent l'interface HAL. Pour obtenir de la documentation sur les paramètres de caméra que les développeurs peuvent définir, reportez-vous à frameworks/av/include/camera/CameraParameters.h . Ces paramètres sont définis avec la fonction pointée par int (*set_parameters)(struct camera_device *, const char *parms) dans HAL.

Pour un exemple d'implémentation HAL, reportez-vous à l'implémentation pour le Galaxy Nexus HAL dans hardware/ti/omap4xxx/camera .

Configuration de la bibliothèque partagée

Configurez le système de build Android pour empaqueter correctement l'implémentation HAL dans une bibliothèque partagée et copiez-la à l'emplacement approprié en créant un fichier Android.mk :

  1. Créez un device/<company_name>/<device_name>/camera pour contenir les fichiers sources de votre bibliothèque.
  2. Créez un fichier Android.mk pour créer la bibliothèque partagée. Assurez-vous que le makefile contient les lignes suivantes :
    LOCAL_MODULE := camera.<device_name>
    LOCAL_MODULE_RELATIVE_PATH := hw
    

    Votre bibliothèque doit être nommée camera.<device_name> ( .so est ajouté automatiquement), afin qu'Android puisse charger correctement la bibliothèque. Pour un exemple, consultez le makefile de la caméra Galaxy Nexus situé dans hardware/ti/omap4xxx/Android.mk .

  3. Spécifiez que votre appareil dispose de fonctionnalités de caméra en copiant les fichiers XML de fonctionnalités nécessaires dans le répertoire frameworks/native/data/etc avec le makefile de votre appareil. Par exemple, pour spécifier que votre appareil dispose d'un flash d'appareil photo et peut effectuer une mise au point automatique, ajoutez les lignes suivantes dans le makefile <device>/<company_name>/<device_name>/device.mk de votre appareil :
    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 \
    

    Pour un exemple de makefile de périphérique, voir device/samsung/tuna/device.mk .

  4. Déclarez les capacités de codec multimédia, de format et de résolution de votre caméra dans les fichiers XML device/<company_name>/<device_name>/media_profiles.xml et device/<company_name>/<device_name>/media_codecs.xml . Pour plus de détails, voir Exposer les codecs au framework .
  5. Ajoutez les lignes suivantes dans le makefile device/<company_name>/<device_name>/device.mk de votre appareil pour copier les fichiers media_profiles.xml et media_codecs.xml à l'emplacement approprié :
    # 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. Pour inclure l'application Appareil photo dans l'image système de votre appareil, spécifiez-la dans la variable PRODUCT_PACKAGES du fichier makefile device/<company>/<device>/device.mk de votre appareil :
    PRODUCT_PACKAGES := \
    Gallery2 \
    ...