Android開發技巧之Camera拍照功能

Android開發技巧之Camera拍照功能

本篇是我對開發項目的拍照功能過程中，對Camera拍照使用的總結。由於camera2是在api level 21（5.0.1）才引入的，而Camera到6.0仍可使用，所以暫未考慮camera2。

文檔中的Camera

相對於其他絕大多數類，文檔對Camera的介紹還是比較詳盡的，包含了使用過程中所需要的步驟說明，當然，這也表明了它在實際使用中的繁瑣。
首先，需要在AndroidManifest.xml中聲明以下許可權和特性：

然後，拍照的話，需要以下十步：
1. 通過open(int)方法得到一個執行個體
2. 通過getParameters()方法得到預設的設定
3. 如果有必要，修改上面所返回的Camera.Parameters對象，並調用setParameters(Camera.Parameters) 進行設定
4. 如果有需要，調用setDisplayOrientation(int)設定顯示的方向
5. 這一步很重要，通過setPreviewDisplay(SurfaceHolder)傳入一個已經初始化了的SurfaceHolder，否則無法進行預覽。
6. 這一步也很重要，通過startPreview()開始更新你的預覽介面，在你拍照之前，它必須開始。
7. 調用takePicture(Camera.ShutterCallback, Camera.PictureCallback, Camera.PictureCallback, Camera.PictureCallback)進行拍照，等待它的回調
8. 拍照之後，預覽的展示會停止。如果想繼續拍照，需要先再調用startPreview()。
9. 調用stopPreview()停止預覽。
10. 非常重要，調用release()釋放Camera，以使其他應用也能夠使用相機。你的應用應該在onPause()被調用時就進行釋放，在onResume()時再重新open()。

上面就是文檔中關於使用Camera進行拍照的介紹了。接下來說一下我的使用情境。

我的使用情境

這是項目的介面需求。下面一個圓的拍照按鈕，然後是一個取消按鈕，上面是預覽介面（SurfaceView）加個取景框。再上面就是一塊黑的了。點拍照，拍照之後，跳到一個裁剪圖片的介面，所以不會有連續拍多次照片的情境。
取景框什麼的這裡略過不談，布局檔案也相對比較簡單，下面直接看Java代碼裡對Camera的使用。

實際使用及填坑SurfaceHolder的回調

我在Activity中實現SurfaceHolder.Callback介面。然後在onCreate(Bundle)方法中，添加SurfaceHolder的回調。

        SurfaceHolder holder = mSurfaceView.getHolder();        holder.addCallback(this);

它的回調方法有3個，分別是surface被建立時的回調surfaceCreated(SurfaceHolder)，surface被銷毀時的回調surfaceDestroyed(SurfaceHolder)以及surface改變時的回調surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int, int, int)。這裡我們只關注建立和銷毀時的回調，定義一個變數用於標誌它的狀態。

    private boolean mIsSurfaceReady;    @Override    public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {        mIsSurfaceReady = true;        startPreview();    }    @Override    public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {        mIsSurfaceReady = false;    }

其中的startPreview()方法將在下面講到。

開啟相機

然後是開啟相機。這些代碼在我定義的openCamera方法中。

        if (mCamera == null) {            try {                mCamera = Camera.open();            } catch (RuntimeException e) {                if ("Fail to connect to camera service".equals(e.getMessage())) {                    //提示無法開啟相機，請檢查是否已經開啟許可權                } else if ("Camera initialization failed".equals(e.getMessage())) {                    //提示相機初始化失敗，無法開啟                } else {                    //提示相機發生未知錯誤，無法開啟                }                finish();                return;            }        }

開啟相機失敗的話，我們無法進行下一步操作，所以在提示之後會直接把介面關掉。

拍照參數

        final Camera.Parameters cameraParams = mCamera.getParameters();        cameraParams.setPictureFormat(ImageFormat.JPEG);        cameraParams.setFocusMode(Camera.Parameters.FOCUS_MODE_AUTO);

分別設定圖片格式，以及對焦模式。然後因為我這裡是豎屏拍照，所以還需要對Camera旋轉90度。

cameraParams.setRotation(90);

注意：涉及到旋轉的有兩個方法，一個是旋轉相機，一個是旋轉預覽。這裡設定的是對相機的旋轉。
繼續注意：由於機型相容的問題，這裡設定旋轉之後，有些手機照片來的照片就是豎的了，但是有些手機（比如萬惡的三星）拍出來的照片還是橫的，但是它們在照片的Exif資訊中有相關的角度屬性。所以對於拍出來的照片還是橫著的，我們在裁剪時再繼續處理。關於照片的旋轉處理，後續部落格中會講到。

尺寸參數

這裡還是Camera的參數設定，但是我把它單獨抽出來是因為，它不像上面設定的參數那樣簡單直接，而需要進行計算。下面是我們需要注意的問題：

首先，相機的寬高比例主要有兩種，一種是16：9，一種是4：3。其次，我們需要SurfaceView的比例與Camera預覽尺寸的比例一樣，才不會導致預覽出來的結果是變形的。由於機型解析度的問題，再加上我們的SurfaceView不是滿屏的（即使滿屏，還要考慮一些虛擬導覽列和各種奇葩解析度的機型），16：9的比例我們需要上是不會用到的了，我們會讓Camera預覽的尺寸比例與SurfaceView的大小比例一樣。要特別注意，一些手機，如果設定預覽的大小與設定的圖片大小相差太大（但寬高比例相同）的話，拍出來的照片可能範圍也不一樣。比如你拍的時候明明是一幅畫包括畫框，儲存的圖片卻只有畫框裡的內容。

下面的代碼還是寫在我們的openCamera()方法中。由於我們需要能夠擷取到SurfaceView的大小，所以openCamera()是這樣調用的：

    @Override    protected void onResume() {        super.onResume();        mSurfaceView.post(new Runnable() {            @Override            public void run() {                openCamera();            }        });    }

它可以保證在openCamera()被調用時surfaceView一定是繪製完成了的。
然後在openCamera()的後續代碼中，先擷取surfaceView的寬高比例。注意，對於surfaceView我開始在布局上寫的是高度佔滿剩下的空間。

這時候得到的寬高比就是我們所能接受的最小比例了。

        // 短邊比長邊        final float ratio = (float) mSurfaceView.getWidth() / mSurfaceView.getHeight();

然後擷取相機支援的圖片尺寸，找出最適合的尺寸。

        // 設定pictureSize        List pictureSizes = cameraParams.getSupportedPictureSizes();        if (mBestPictureSize == null) {            mBestPictureSize =findBestPictureSize(pictureSizes, cameraParams.getPictureSize(), ratio);        }        cameraParams.setPictureSize(mBestPictureSize.width, mBestPictureSize.height);

findBestPictureSize的代碼如下。注意，因為我們是旋轉了相機的，所以計算的時候，對surfaceView的比例是寬除以高，而對Camera.Size則是高除以寬。

    /**     * 找到短邊比長邊大于于所接受的最小比例的最大尺寸     *     * @param sizes       支援的尺寸列表     * @param defaultSize 預設大小     * @param minRatio    相機圖片短邊比長邊所接受的最小比例     * @return 返回計算之後的尺寸     */    private Camera.Size findBestPictureSize(List sizes, Camera.Size defaultSize, float minRatio) {        final int MIN_PIXELS = 320 * 480;        sortSizes(sizes);        Iterator it = sizes.iterator();        while (it.hasNext()) {            Camera.Size size = it.next();            //移除不滿足比例的尺寸            if ((float) size.height / size.width <= minRatio) {                it.remove();                continue;            }            //移除太小的尺寸            if (size.width * size.height < MIN_PIXELS) {                it.remove();            }        }        // 返回符合條件中最大尺寸的一個        if (!sizes.isEmpty()) {            return sizes.get(0);        }        // 沒得選，預設吧        return defaultSize;    }

接下來是設定預覽圖片的尺寸：

        // 設定previewSize        List previewSizes = cameraParams.getSupportedPreviewSizes();        if (mBestPreviewSize == null) {            mBestPreviewSize = findBestPreviewSize(previewSizes, cameraParams.getPreviewSize(),                    mBestPictureSize, ratio);        }        cameraParams.setPreviewSize(mBestPreviewSize.width, mBestPreviewSize.height);

根據圖片尺寸，以及SurfaceView的比例來計算preview的尺寸。

    /**     * @param sizes     * @param defaultSize     * @param pictureSize 圖片的大小     * @param minRatio preview短邊比長邊所接受的最小比例     * @return     */    private Camera.Size findBestPreviewSize(List sizes, Camera.Size defaultSize,                                            Camera.Size pictureSize, float minRatio) {        final int pictureWidth = pictureSize.width;        final int pictureHeight = pictureSize.height;        boolean isBestSize = (pictureHeight / (float)pictureWidth) > minRatio;        sortSizes(sizes);        Iterator it = sizes.iterator();        while (it.hasNext()) {            Camera.Size size = it.next();            if ((float) size.height / size.width <= minRatio) {                it.remove();                continue;            }            // 找到同樣的比例，直接返回            if (isBestSize && size.width * pictureHeight == size.height * pictureWidth) {                return size;            }        }        // 未找到同樣的比例的，返回尺寸最大的        if (!sizes.isEmpty()) {            return sizes.get(0);        }        // 沒得選，預設吧        return defaultSize;    }

上面的兩個findBestxxx方法，可以自己根據業務需要進行調整。整體思路就是先對尺寸排序，然後遍曆排除掉不滿足條件的尺寸，如果找到比例一樣的，則直接返回。如果遍曆完了仍沒找到，則返回最大的尺寸，如果發現都排除完了，只能返回預設的那一個了。
然後，我們還要再根據previewSize來重新設定我們的surfaceView的大小，以使它們的比例完全一樣，才不會導致預覽時變形。

        ViewGroup.LayoutParams params = mSurfaceView.getLayoutParams();        params.height = mSurfaceView.getWidth() * mBestPreviewSize.width / mBestPreviewSize.height;        mSurfaceView.setLayoutParams(params);

再下來就是把參數設定過去：

mCamera.setParameters(cameraParams);

然後預覽。

預覽

由於相機開啟會需要一些時間，而surfaceHolder的回調也需要一些時間。我希望的是當相機準備完成可以回調並且surface也建立完畢的時候，就可以馬上預覽（盡量減小進入介面後可能會有的黑一下的時間），所以這裡My Code如下：

        if (mIsSurfaceReady) {            startPreview();        }

同時在surface被建立的時候，也會調用一下這個startPreview()方法。
startPreview()代碼如下，在camera初始化之後，首先設定SurfaceHolder對象，然後對預覽旋轉90度，然後開始預覽。

    private void startPreview() {        if (mCamera == null) {            return;        }        try {            mCamera.setPreviewDisplay(mSurfaceView.getHolder());            mCamera.setDisplayOrientation(90);            mCamera.startPreview();        } catch (IOException e) {            e.printStackTrace();            BugReport.report(e);        }    }

自動對焦

我希望在點擊預覽圖的時候能夠進行自動對焦。由於在介面上我在surfaceview之上放了一個取景框View，所以我直接對這個View設定一個點擊事件，進行觸發自動對焦。
自動對焦的代碼如下：

    /**     * 請求自動對焦     */    private void requestFocus() {        if (mCamera == null || mWaitForTakePhoto) {            return;        }        mCamera.autoFocus(null);    }

這裡我只需要相機能夠對焦，並不是要在對焦成功之後才進行拍照，所以回調我傳了一個null。
之所以這樣使用是因為，之前我寫的是對焦成功之後才拍照，但是會有兩個問題：一是對焦會有一個過程，這樣對完焦之後才拍照會慢，二是可能在點拍照的時候預覽的介面正是我們想要的，但是一對焦，可能對焦失敗，導致沒有拍照或者是拍出來的是模糊的。

拍照

拍照也是非同步回調，並且會需要點時間，所以這裡我定義了一個mWaitForTakePhoto變數，表示正在拍照，還沒完成。在拍照的過程中，不允許重新對焦或重新拍照。

    private void takePhoto() {        if (mCamera == null || mWaitForTakePhoto) {            return;        }        mWaitForTakePhoto = true;        mCamera.takePicture(null, null, new Camera.PictureCallback() {            @Override            public void onPictureTaken(byte[] data, Camera camera) {                onTakePhoto(data);                mWaitForTakePhoto = false;            }        });    }

儲存照片。這裡返回的data可以直接寫入檔案，就是一張jpg圖了。

    private void onTakePhoto(byte[] data) {        final String tempPath = mOutput + "_";        FileOutputStream fos = null;        try {            fos = new FileOutputStream(tempPath);            fos.write(data);            fos.flush();            //啟動我的裁剪介面           } catch (Exception e) {            BugReport.report(e);        } finally {            IOUtils.close(fos);        }    }

相機的開啟與關閉以及Activity的生命週期

    @Override    protected void onResume() {        super.onResume();        mSurfaceView.post(new Runnable() {            @Override            public void run() {                openCamera();            }        });    }    @Override    protected void onPause() {        super.onPause();        closeCamera();    }

關閉相機時，首先要取消掉自動對焦，否則如果正好在自動對焦，又關掉相機，會引發異常。接著停止preview，然後再釋放：

    private void closeCamera() {        if (mCamera == null) {            return;        }        mCamera.cancelAutoFocus();        stopPreview();        mCamera.release();        mCamera = null;    }

總結

1，該類的全部代碼見：https://gist.github.com/msdx/f8ca0fabf0092f67d829 。沒有Demo項目，沒有Demo項目，沒有Demo項目。
2，文檔很重要。
3，我不保證My Code完全沒問題，至少我現在沒發現。如果有出現什麼問題，歡迎提出。
4，注意相機開啟和釋放。
5，注意不同機型的相機旋轉設定。特別是三星。
6，尺寸計算，previewSize的比例一定要和surfaceView可以顯示的比例一樣，才不會變形。