[原创]Android Camera 开发之前言

Android Camera 开发之前言

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一、Android Camera成像原理介绍

Camera工作流程图:

Camera的成像原理可以简单概括如下：

景物(SCENE)通过镜头（LENS）生成的光学图像投射到图像传感器(Sensor)表面上，然后转为电信号，经过ADC（模数转换）转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片（DSP）中加工处理，再通过IO接口传输到CPU中处理，通过DISPLAY就可以看到图像了。

二、Android Camera的架构浅析

Android的Camera包含取景器（viewfinder）和拍摄照片的功能。从其程序的架构上主要分为客户端和服务端两个部分,它们建立在Android的进程间通讯的Binder的结构上.如果想详细了解Android的Binder机制,请参看”云中漫步的”Android系统的Binder机制.接下来我们详细介绍一下Android Camera的架构.

要了解Android Camera架构，还是得先从Android本身的架构说起。

Android 架构图

从Android框架看,分为四层:应用层,应用框架层,库层,内核层.

应用层主要工作在Android SDK之上,利用Android 提供的API进行开发,生成APK包.

应用框架层整合了Android自带各种控件和类,为应用开发提供高效,方便的API接口.这个对上实现统一的接口,对下也提供统一的标准方便各种库的移入.

库层是Android与底层硬件通信接口,它封装底层硬件接口实现该模块的具体逻辑,并以服务的形式通过Binder通讯机制暴露给应用框架.

内核层则是直接与硬件联系的一层,可以理解为设备驱动.

通过对上面框架的简要说明,我们大致明白一个应用自上而下的各个层起什么作用,这样有助于我们对代码的理解和修改.如果要做基于Android porting(移植)工作,就要明白在哪个层次的porting,怎么porting?

说完Android整体框架，我们以Camera为例来说明一下Camera在各层是如何实现。下图是Camera部分在Android上各层的分布图

Camera结构分布图

应用层

Camera的应用层在Android上表现为直接调用SDK API开发的一个Camera 应用APK包。代码在\android\packages\apps\Camera下。主要是Java写的基于android.hardware.Camera类调用的封装，并且实现Camera应用的业务逻辑和UI显示。android.hardware.Camera就是Android提供给上层调用的Camera类。这个类用来连接或断开一个Camera服务，设置拍摄参数，开始、停止预览，拍照等。它也是Android Camera应用框架封装暴露出来的接口。一个Android应用中若要使用这个类，需要在Manifest文件声明Camera的权限，另外还需要添加一些<uses-feature>元素来声明应用中的Camera特性，如自动对焦等。具体做法可如下：

<uses-permission android:name="android.permission.CAMERA" />

<uses-feature android:name="android.hardware.camera" />

<uses-feature android:name="android.hardware.camera.autofocus" />

应用框架层

Camera框架层将应用与底层的实现隔离开来，实现了一套Android定义的对上对下接口规范，方便应用及底层硬件的开发和移植。这一层对上以Java类的形式包装出android.hardware.Camera，提供给应用层调用；对下在CameraHardwareInterface.h头文件中定义了Camera硬件抽象层的接口，这是一个包含纯虚函数的类，必须被实现类继承才能使用。这个实现类也即是下层中将讲到的用户库层，它继承CameraHardwareInterface接口，实例化对底层硬件驱动的封装，最终生成libcamera.so供框架的libcameraservice.so调用。这样做的好处是让Camera的应用框架代码独立，不受底层硬件驱动改变的影响，方便在不同平台上porting 驱动代码，而保持上层的代码不用变化。

 库层（硬件抽象层HAL Hardware Abstraction Layer）

这个层次其实就是用户空间的驱动代码。前面有介绍过框架层对下在CameraHardwareInterface.h头文件中定义了Camera硬件抽象层的接口，它是包含纯虚函数的类，必须被实现类继承才能使用。HAL层正好继承CameraHardwareInterface接口，依据V4l2规范实例化底层硬件驱动，使用ioctl方式调用驱动，最终生成libcamera.so供框架的libcameraservice.so调用。

内核层

这一层主要是基于Linux的设备驱动。对Camera来说，一般是按V4l2规范将Camera原子功能以ioctl的形式暴露出来供HAL层调用的实现。

参考：

http://blog.csdn.net/BonderWu/archive/2010/08/15/5814278.aspx

http://wenku.baidu.com/view/c45c1b4e852458fb770b568c.html

http://www.360doc.com/content/11/0106/16/4915724_84479344.shtml#