Android平台相机接口的应用
第一部分、前述：
Android作为Google移动互联网战略的重要组成部分，将进一步推进“随时随地为每个人提供信息”这一企业目标的实现。Google的目标是让移动通信不依赖于设备，甚至是平台。出于这个目的，Android将完善而不是替代Google长期以来推行的移动发展战略：通过与全球各地的手机制造商和移动运营商成为合作伙伴，开发既实用又有吸引力的移动服务，并推广这些产品。
Android平台的研发队伍阵容强大，包括Google、HTC(宏达电)、T-Mobile、高通、摩托罗拉、三星、LG以及中国移动在内的30多家企业都将基于该平台开发手机的新型业务，应用之间的通用性和互联性将在最大程度上得到保持。“开放手机联盟”表示，Android平台可以促使移动设备的创新，让用户体验到最优质的移动服务
第二部分、体系结构：
1、Android camera架构
Android Camera框架从整体上看一个cl ient／service的架构，有两个进程：一个是client进程，可以看成是AP端，主要包括java代码与一些native c／c++代码；另一个是Service进程，属于服务端，是native c／c++代码，主要负责和l inux kernel中的cameradriver交互，搜集linux kernel中camera driver传上来的数据，并交给显示系统(surface)显示。Client进程与service进程通过Binder机制通信，Client端通过调用Service端的接口实现各个具体的功能。
2、Android SDK架构
Android平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成。它采用软件堆层的架构，主要分为三部分。底层以Linux内核工作为基础，由C语言开发，只提供基本功能；中间层包括函数库Library和虚拟机Virtual Machine，由C++开发。最上层是各种应用软件，包括通话程序，短信程序等，应用软件则由各公司自行开发，以Java作为编写程序的一部分。
第一层，应用程序层，该层提供一些核心应用程序包，例如电子邮件、短信、日历、地图、浏览器和联系人管理等。同时，开发者可以利用Java语言设计和编写属于自己的应用程序，而这些程序与那些核心应用程序彼此平等、友好共处。
第二层，应用程序框架层，该层是Android应用开发的基础，开发人员大部分情况是在和它打交道。应用程序框架层包括活动管理器、窗口管理器、内容提供者、视图系统、包管理器、电话管理器、资源管理器、位置管理器、通知管理器和XMPP服务十个部分。
第三层，系统库和Android运行时，系统库包括九个子系统，分别是图层管理、媒体库、SQLite、OpenGLEState、FreeType、WebKit、SGL、SSL和libc。Android运行时包括核心库和Dalvik虚拟机，前者既兼容了大多数Java语言所需要调用的功能函数，又包括了Android的核心库，比如android.os、android.net、android.media等等。后者是一种基于寄存器的java虚拟机，Dalvik虚拟机主要是完成对生命周期的管理、堆栈的管理、线程的管理、安全和异常的管理以及垃圾回收等重要功能。
第四层，Linux内核，Android核心系统服务依赖于Linux2.6内核，如安全性、内存管理、进程管理、网络协议栈和驱动模型。Linux内核也是作为硬件与软件栈的抽象层。驱动：显示驱动、摄像头驱动、键盘驱动、WiFi驱动、Audio驱动、flash内存驱动、Binder（IPC）驱动、电源管理等。
3、开发环境
操作系统：Microsoft Windows 7
IDE: Ecplise Latefrom Version 3.3.1.1
开发包：Android SDK
模拟机：Android2.1或Android2.3等
第三部分、需求分析
1、功能
本项目的主要功能是调用android camera api，以实现从摄像头取景的功能。
项目加载到android模拟器后，在系统菜单中会有cameratest 一项，点击后启动程序，程序启动后会在屏幕中显示三个按钮“启动照相机”、“点击拍照”、“关闭相机”。点击“启动相机”后，屏幕会显示摄像头的取景，点击“点击拍照”后会拍下摄像头的取景，点击“关闭照相机”后会关闭摄像头的取景。
2、性能
（1）由于项目调用android camera api，所以需要在androidmanifest.xml中写入开启调用camera api权限的代码，否则项目会因权限不够而无法运行调用camera api的代码
（2）项目调用 camera 后显现的取景，受真实手机的摄像头像素数等指标的影响，因此不同的手机运行本项目后取景图像可能质量不一样。
(3)项目本身是eclipse环境下的android项目，需要在已经添加了android插件的eclipse中以工程文件形式打开。
3、可靠性与可用性
本项目在motorola defy+ 手机上测试可以正常运行，因此在android2.1或更高版本的android真实手机上均可运行；在模拟机方面，系统版本为 android2.1或者更高的版本并保证系统剩余内存为1M的模拟机上都可正常运行。
第四部分、系统实现
Android手机关于Camera的使用，一是拍照，二是摄像，由于Android提供了强大的组件功能，为此对于在Android手机系统上进行Camera的开发，我们可以使用两类方法：一是借助Intent和MediaStroe调用系统Camera App程序来实现拍照和摄像功能，二是根据Camera API自写Camera程序。由于自写Camera需要对Camera API了解很充分，而且对于通用的拍照和摄像应用只需要借助系统Camera App程序就能满足要求了，为此先从调用系统Camera App应用开始来对Android Camera做个简单的使用小结。
1.方法一，调用系统Camera App实现拍照和摄像功能
不是专门的Camera应用，一般用到Camera的需求就是获取照片或者视频，比如微博分享、随手记等，对于在Symbian系统上通过简单地调用系统自带的Camera APP来实现该功能是做不到的，但是Android系统强大的组件特性，使得应用开发者只需通过Intent就可以方便的打开系统自带的Camera APP，并通过MediaStroe方便地获取照片和视频的文件路径。具体我们还是用代码来说话吧：
例1、 实现拍照
在菜单或按钮的选择操作中调用如下代码，开启系统自带Camera APP，并传递一个拍照存储的路径给系统应用程序，具体如下：
imgPath = "/sdcard/test/img.jpg";
//必须确保文件夹路径存在，否则拍照后无法完成回调
File vFile = new File(imgPath);
if(!vFile.exists())
{File vDirPath = vFile.getParentFile(); //new File(vFile.getParent());
vDirPath.mkdirs();}
Uri uri = Uri.fromFile(vFile);
Intent intent = new Intent(MediaStore.ACTION_IMAGE_CAPTURE);
intent.putExtra(MediaStore.EXTRA_OUTPUT, uri);//
startActivityForResult(intent, SystemCapture);
上面我们使用的是startActivityForResult，所以最好需要重载void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, Intent data)函数，不过因为当传入文件路径的的情况下，data返回参数是null值，只要resultCode为RESULT_OK，则上述代码中/sdcard/test/img.jpg的图片文件就是最新的照片文件。所以我们在这里只需给出如下简单的代码，将其显示到ImageView中
if (resultCode == RESULT_OK)
{iViewPic.setImageURI(Uri.fromFile(new File(imgPath)));}
假设不传参数MediaStore.EXTRA_OUTPUT的情况下，onActivityResult函数在resultCode为RESULT_OK的情况下，data返回的参数是经过实际拍摄照片经过缩放的图像数据，可以通过类似如下方法来打印缩放图像的尺寸
if (resultCode == RESULT_OK)
{Bitmap bmp = (Bitmap)data.getExtras().get("data");
Log.d("Test", "bmp width:" + bmp.getWidth() + ", height:" + bmp.getHeight());}
另外假如仅仅是调用系统照相机拍照，不关心拍照结果，则可以简单使用如下代码
Intent intent = new Intent(); //调用照相机
intent.setAction("android.media.action.STILL_IMAGE_CAMERA");
startActivity(intent);
备注：上面设置MediaStore.EXTRA_OUTPUT的方法，经过手机实测除了我们设定的路径下有照片外，在手机存储卡上也会保存一份照片，默认目录为sdcard/dcim/camera下面，我曾经尝试着想如果每次返回可以取得sdcard/dcim/camera下面的路径就好了，但是目前看来没办法直接获得，可以借助MediaStroe每次去查询最后一条照片记录，应该也是可行的。
例2、 实现摄像
在摄像功能时，尝试着设置MediaStore.EXTRA_OUTPUT以传入类似拍照时的文件路径，结果在我的测试真机上，那个视频文件居然是一个0k的空文件，最后通过类似如下代码实现
Intent intent = new Intent(MediaStore.ACTION_VIDEO_CAPTURE);
intent.putExtra(MediaStore.EXTRA_VIDEO_QUALITY, 1);//参数设置可以省略
startActivityForResult(intent, SystemVideoRecord);
在onActivityResult函数中进行如下代码调用
Uri videoUri = data.getData();
//String[] projection = { MediaStore.Video.Media.DATA, MediaStore.Video.Media.SIZE };
Cursor cursor = managedQuery(videoUri, null, null, null, null);
cursor.moveToFirst();//这个必须加，否则下面读取会报错
int num = cursor.getCount();
String recordedVideoFilePath = cursor.getString(cursor.getColumnIndex(MediaStore.Video.Media.DATA));
int recordedVideoFileSize = cursor.getInt(cursor.getColumnIndex(MediaStore.Video.Media.SIZE));
iResultText.setText(recordedVideoFilePath);
Log.i("videoFilePath", recordedVideoFilePath);
Log.i("videoSize", ""+recordedVideoFileSize);
上面的返回参数data，也会因为用户是否设置MediaStore.EXTRA_OUTPUT参数而改变，假设没有通过EXTRA_OUTPUT设置路径，data.getData返回的Uri为content://media/external/video/media/*，*个数字，代表具体的记录号，通过managedQuery可以获取到路径，假如设置了EXTRA_OUTPUT的话(比如/sdcard/test.3gp)，则data.getData返回的Uri则为file:///sdcard/test.3gp，但是该文件居然是空白内容（不知道是不是跟手机有关，也没有在其它手机上验证过）。
2.方法二，根据Camera API实现自己的拍照和摄像程序
通过上面对调用系统Camera App实现拍照和摄像功能的例子，我们发现虽然能够满足我们的需求，但是毕竟自由度降低了，而且拍照的界面就是系统的样子，现在很多拍照程序，比如火爆的Camera 360软件等，就需要根据SDK提供的Camera API来编写自己的程序。
准备工作
上面调用系统Camera App，我们压根不需要任何权限，但是这里用Camera API，就必须在manifest内声明使用权限，通常由以下三项
<uses-permission android:name = "android.permission.CAMERA" />
<uses-feature android:name = "android.hardware.camera" />
<uses-feature android:name = "android.hardware.camera.autofocus" />
一般拍照和摄像的时候需要写到sd卡上，所以还有一向权限声明如下
<uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE"/>
真做摄像功能时，需要音频录制和视频录制功能，所以又需要下面两项权限声明
<uses-permission android:name="android.permission.RECORD_VIDEO"/>
<uses-permission android:name="android.permission.RECORD_AUDIO"/>
另外使用Camera API拍照或摄像，都需要用到预览，预览就要用到SurfaceView，为此Activity的布局中必须有SurfaceView。
拍照流程
上面简单介绍了下准备工作，下面结合拍照过程中的需要用到的API对拍照流程做下简单描述
（1）、在Activity的OnCreate函数中设置好SurfaceView，包括设置SurfaceHolder.Callback对象和SurfaceHolder对象的类型，具体如下
SurfaceView mpreview = (SurfaceView) this.findViewById(R.id.camera_preview);
SurfaceHolder mSurfaceHolder = mpreview.getHolder();
mSurfaceHolder.addCallback(this);
mSurfaceHolder.setType(SurfaceHolder.SURFACE_TYPE_PUSH_BUFFERS);
（2）、在SurfaceHolder.Callback的surfaceCreated函数中，使用Camera的Open函数开机摄像头硬件，这个API在SDK 2.3之前，是没有参数的，2.3以后支持多摄像头，所以开启前可以通过getNumberOfCameras先获取摄像头数目，再通过getCameraInfo得到需要开启的摄像头id，然后传入Open函数开启摄像头，假如摄像头开启成功则返回一个Camera对象，否则就抛出异常；
（3）、开启成功的情况下，在SurfaceHolder.Callback的surfaceChanged函数中调用getParameters函数得到已打开的摄像头的配置参数Parameters对象，如果有需要就修改对象的参数，然后调用setParameters函数设置进去（SDK2.2以后，还可以通过Camera：：setDisplayOrientation设置方向）；
（4）、同样在surfaceChanged函数中，通过Camera：：setPreviewDisplay为摄像头设置SurfaceHolder对象，设置成功后调用Camera::startPreview函数开启预览功能，上面3,4两步的代码可以如下所示
public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int w, int h)
{//已经获得Surface的width和height，设置Camera的参数
Camera.Parameters parameters = camera.getParameters();
parameters.setPreviewSize(w, h);
List<Size> vSizeList = parameters.getSupportedPictureSizes();
for(int num = 0; num < vSizeList.size(); num++)
{Size vSize = vSizeList.get(num);}
if(this.getResources().getConfiguration().orientation != Configuration.ORIENTATION_LANDSCAPE)
{//如果是竖屏
parameters.set("orientation", "portrait");
//在2.2以上可以使用
//camera.setDisplayOrientation(90);
}
else
{parameters.set("orientation", "landscape");
//在2.2以上可以使用
//camera.setDisplayOrientation(0);
}
camera.setParameters(parameters);
try {//设置显示
camera.setPreviewDisplay(holder);
} catch (IOException exception) {
camera.release();
camera = null;
}
//开始预览
camera.startPreview();
}
（5）、假设要支持自动对焦功能，则在需要的情况下，或者在上述surfaceChanged调用完startPreview函数后，可以调用Camera::autoFocus函数来设置自动对焦回调函数，该步是可选操作，有些设备可能不支持，可以通过Camera::getFocusMode函数查询。代码可以参考如下：
// 自动对焦
camera.autoFocus(new AutoFocusCallback()
{
@Override
public void onAutoFocus(boolean success, Camera camera)
{
if (success)
{// success为true表示对焦成功，改变对焦状态图像
ivFocus.setImageResource(R.drawable.focus2);
}}});
（6）、在需要拍照的时候，调用takePicture(Camera.ShutterCallback, Camera.PictureCallback, Camera.PictureCallback, Camera.PictureCallback)函数来完成拍照，这个函数中可以四个回调接口，ShutterCallback是快门按下的回调，在这里我们可以设置播放“咔嚓”声之类的操作，后面有三个PictureCallback接口，分别对应三份图像数据，分别是原始图像、缩放和压缩图像和JPG图像，图像数据可以在PictureCallback接口的void onPictureTaken(byte[] data, Camera camera)中获得，三份数据相应的三个回调正好按照参数顺序调用，通常我们只关心JPG图像数据，此时前面两个PictureCallback接口参数可以直接传null；
（7）、每次调用takePicture获取图像后，摄像头会停止预览，假如需要继续拍照，则我们需要在上面的PictureCallback的onPictureTaken函数末尾，再次掉哟更Camera::startPreview函数；
（8）、在不需要拍照的时候，我们需要主动调用Camera::stopPreview函数停止预览功能，并且调用Camera::release函数释放Camera，以便其他应用程序调用。SDK中建议放在Activity的Pause函数中，但是我觉得放在surfaceDestroyed函数中更好，示例代码如下
// 停止拍照时调用该方法
public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder)
{// 释放手机摄像头
camera.release();}
以上就是自己实现拍照程序的的流程，一般还可以还可以获取预览帧的图像数据，可以分别通过Camera::setPreviewCallback和Camera::setOneShotPreviewCallback来设置每帧或下一帧图像数据的回调，这里就不做展开了。
第五部分、总结
随着Android手机的普及．Android应用的需求势必会越来越大，这将是一个潜力巨大的市场，会吸引无数软件开发厂商和开发者投身其中。
参考资料
《Android应用开发揭秘》 杨丰盛 机械工业出版社
《Google Android揭秘》 W.Frank Ableson Charlie Collins Robi Sen 人
