Android錄屏應用開發研究

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1截屏介面
　　在Android5.0之前如果希望螢幕，是需要擷取系統root許可權的。但在Android5.0之後Android開放了新的介面android.media.projection，開發人員使用該介面，第三方應用程式無需再擷取系統root許可權也可以直接進行螢幕操作了。查詢其官方api可知，該介面主要用來“螢幕”操作和“音頻錄製”操作，這裡只討論用於螢幕的功能。由於使用了媒體的映射技術手段，故截取的螢幕並不是真正的裝置螢幕，而是截取的通過映射出來的“虛擬螢幕”。不過，因為我們希望的得到的肯定是一張圖而已，而“映射”出來的圖片與系統螢幕完全一致，所以，對於普通截屏操作，該方法完全可行。
　　下面是該介面的使用方法：
（1）首先用參數MEDIA_PROJECTION_SERVICE調用Context.getSystemService()，得到MediaProjectionManager類別執行個體。

mMediaProjectionManager=(MediaProjectionManager) getSystemService(Context.MEDIA_PROJECTION_SERVICE);

（2）其次，調用 createScreenCaptureIntent()得到一個Intent；再次，使用startActivityForResult()啟動螢幕捕捉，在onActivityResult()中擷取resultCode和resultData，以方便下面getMediaProjection()使用。

startActivityForResult(mMediaProjectionManager.createScreenCaptureIntent(), REQUEST_MEDIA_PROJECTION);

（3）將結果返回到getMediaProjection()上，擷取捕捉資料。

mMediaProjection = mMediaProjectionManager.getMediaProjection(resultCode, data);

（4）使用mMediaRecorder執行個體通過getSurface()方法擷取螢幕表層，使用上一步中的MediaProjection臨時執行個體通過createVirtualDisplay（）方法進行虛擬螢幕的顯示。 

return mMediaProjection.createVirtualDisplay("MainActivity", mScreenWidth,                        mScreenHeight, mScreenDensity,                        DisplayManager.VIRTUAL_DISPLAY_FLAG_AUTO_MIRROR,                        mMediaRecorder.getSurface(), null /* Callbacks */, null /* Handler */);

2懸浮視窗
　　首先是一個小的懸浮窗顯示在螢幕右邊介面，點擊一下小懸浮窗，就會彈出一個大的懸浮窗，有相關按鈕進行操作。
　　先談一下基本的實現原理，實現這種案頭懸浮窗的效果同Widget比較類似，但是它比Widget要靈活的多。主要是通過WindowManager這個類來實現的，調用這個類的addView方法用於添加一個懸浮窗，updateViewLayout方法用於更新懸浮窗的參數，removeView用於移除懸浮窗。
　　WindowManager.LayoutParams這個類用於提供懸浮窗所需的參數，其中有幾個經常會用到的變數：
1)type值用於確定懸浮窗的類型，一般設為TYPE_PHONE（2002），表示在所有應用程式之上，但在狀態列之下。
2)flags值用於確定懸浮窗的行為，比如說不可聚焦，非模態對話方塊等等，屬性非常多。
3)gravity值用於確定懸浮窗的對齊，一般會設為左上方對齊，這樣當拖動懸浮窗的時候方便計算座標。
4)x值用於確定懸浮窗的位置，如果要橫向移動懸浮窗，就需要改變這個值。
5)y值用於確定懸浮窗的位置，如果要縱向移動懸浮窗，就需要改變這個值。
6)width值用於指定懸浮窗的寬度。
7)height值用於指定懸浮窗的高度。
　　建立懸浮窗這種表單需要向使用者申請許可權才可以的，因此還需要在AndroidManifest.xml中加入<uses-permission android:name="android.permission.SYSTEM_ALERT_WINDOW" />，這在api23之前可以直接在Manifest.xml中加入許可權，但在android6.0之後，需要使用者在系統應用許可權管理中開啟許可權。
　　建立浮窗的方法：
（1）首先建立一個名為float_window_small.xml的布局檔案，用於作為小懸浮窗的布局，再建立一個名為float_window_big.xml的布局檔案，用於作為大懸浮窗的布局。
（2）建立一個名為FloatWindowService的類，這個類繼承自Service。
 

（3）如所示在FloatWindowService的onStartCommand方法中開啟了一個定時器Timer，每隔500毫秒（0.5秒）就執行一次RefreshTask（）。RefreshTask繼承TimerTask，在RefreshTask當中，要進行判斷，如果手機當前是在案頭的話，就應該顯示懸浮窗，如果手機返回了開啟浮窗的應用程式，就應該移除懸浮窗。而當FloatWindowService被銷毀的時候，應該將定時器停止，否則它還會一直運行。
　　建立和移除懸浮窗，都是由MyWindowManager這個類來管理的，比起直接把這些代碼寫在Activity或Service當中，使用一個專門的工具類來管理要好的多。不過要想建立懸浮窗，還是先要把懸浮窗的View寫出來。建立一個名叫FloatWindowSmallView的類，繼承自LinearLayout。建立一個名叫FloatWindowBigView的類，也繼承自LinearLayout。
（4）在FloatWindowSmallView中，通過onTouchEvent(MotionEvent event)判斷手指在螢幕的操作：
1）ACTION_DOWN：記錄手指按下時必要的資料，縱座標的值都需要減去狀態列高度。
2）ACTION_MOVE：手指移動的時候使用updateViewPosition()方法更新小懸浮窗的位置。
3）ACTION_UP：如果手指離開螢幕時，xDownInScreen和xInScreen相等，且yDownInScreen和yInScreen相等，則視為觸發了單擊事件，通過openBigWindow（）開啟大浮窗。
（5）在FloatWindowBigView中，設定2個按鈕startrecord和stoprecord，對startrecord設定監聽：
1.startrecord：移除大懸浮窗，建立小懸浮窗，開啟ScreenrecordService。
2.stoprecord：移除大懸浮窗，建立小懸浮窗，關閉ScreenrecordService。
3.利用onTouchEvent(MotionEvent event)的case MotionEvent.ACTION_DOWN，移除大懸浮窗，建立小懸浮窗。
3視頻錄製
　　在ScreenrecordService中結合截屏完成視頻的錄製，ScreenrecordService繼承Service。為了增加對錄製音視頻的支援，Android系統提供了一個MediaRecorder的類。該類的使用也非常簡單，下面讓我們來瞭解一下這個類。

　　與MediaPlayer類非常相似MediaRecorder也有它自己的狀態圖。下面是關於MediaRecorder的各個狀態的介紹：
1)Initial：初始狀態，當使用new()方法建立一個MediaRecorder對象或者調用了reset()方法時，該MediaRecorder對象處於Initial狀態。在設定視頻源或者音頻源之後將轉換為Initialized狀態。另外，在除Released狀態外的其它狀態通過調用reset()方法都可以使MediaRecorder進入該狀態。
2)Initialized：已初始化狀態，可以通過在Initial狀態調用setAudioSource()或setVideoSource()方法進入該狀態。在這個狀態可以通過setOutputFormat()方法設定輸出格式，此時MediaRecorder轉換為DataSourceConfigured狀態。另外，通過reset()方法進入Initial狀態。
3)DataSourceConfigured：資料來源配置狀態，這期間可以設定編碼方式、輸出檔案、旋轉螢幕、預覽顯示等等。可以在Initialized狀態通過setOutputFormat()方法進入該狀態。另外，可以通過reset()方法回到Initial狀態，或者通過prepare()方法到達Prepared狀態。
4)Prepared：就緒狀態，在DataSourceConfigured狀態通過prepare()方法進入該狀態。在這個狀態可以通過start()進入錄製狀態。另外，可以通過reset()方法回到Initialized狀態。
5)Recording：錄製狀態，可以在Prepared狀態通過調用start()方法進入該狀態。另外，它可以通過stop()方法或reset()方法回到Initial狀態。
6)Released：釋放狀態（官方文檔給出的詞叫做Idle state 空閑狀態），可以通過在Initial狀態調用release()方法來進入這個狀態，這時將會釋放所有和MediaRecorder對象綁定的資源。
7)Error：錯誤狀態，當錯誤發生的時候進入這個狀態，它可以通過reset()方法進入Initial狀態。
　　下面介紹本應用關於視頻錄取的步驟：
1）首先擷取像素，通過getDisplayMetrics（）擷取metrics，得到手機螢幕的解析度。

        DisplayMetrics metrics = new DisplayMetrics();        metrics = getResources().getDisplayMetrics();// service中擷取displaymetrics        mScreenDensity = metrics.densityDpi;        mScreenWidth = metrics.widthPixels;        mScreenHeight = metrics.heightPixels;

2）由於我們需要將錄製的視頻儲存到手機記憶體中，因此將儲存路徑設定到手機的公用儲存視頻的檔案夾下，擷取路徑如下所示：

Environment.getExternalStoragePublicDirectory(Environment.DIRECTORY_MOVIES)。

3）獲得MediaRecorder的執行個體，初始化MediaRecorder：
設定用於錄製的視頻來源setVideoSource(MediaRecorder.VideoSource.SURFACE);
設定聲音來源：setAudioSource(MediaRecorder.AudioSource.MIC);
設定所錄製的音視頻檔案的格式：setOutputFormat(MediaRecorder.OutputFormat.MPEG_4);
設定所錄製視頻的編碼格式：setVideoEncoder(MediaRecorder.VideoEncoder.H264);
設定所錄製的聲音的編碼格式：setAudioEncoder(MediaRecorder.AudioEncoder.AAC);
設定所錄製的聲音的編碼位率：setVideoEncodingBitRate(512 * 1000);
設定錄製視頻的捕獲畫面播放速率：setVideoFrameRate(40);
設定要拍攝的寬度和視頻的高度：setVideoSize(mScreenWidth, mScreenHeight);
設定錄製視頻的儲存路徑：setOutputFile(mVecordFile.getAbsolutePath());
4）調用MediaRecorder的prepare（）方法，完成錄製視頻的準備工作。
5）在ScreenrecordService中的onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId)，調用startrecord()方法。
（1）從ShotApplication共用類中擷取resultCode、data和MediaProjectionManager執行個體。
（2）通過下面mMediaRecorder.getSurface()的串聯，我們把mMediaProjection的輸出內容放到了Surface裡面，而Surface正是MediaRecorder的輸入源，這樣就完成了對mMediaProjection輸出內容的編碼，也就是螢幕採集資料的編碼mVirtualDisplay。

return mMediaProjection.createVirtualDisplay("MainActivity", mScreenWidth,                        mScreenHeight, mScreenDensity,                        DisplayManager.VIRTUAL_DISPLAY_FLAG_AUTO_MIRROR,                        mMediaRecorder.getSurface(), null /* Callbacks */, null /* Handler */);

（3）調用MediaRecorder的start()方法，開始進行錄製。
6）在ScreenrecordService的onDestroy()方法中：
（1）調用MediaRecorder的stop()方法和reset（）方法，完成錄製

mMediaRecorder.stop();mMediaRecorder.reset();

（2）對mVirtualDisplay進行釋放。

       if (mVirtualDisplay == null) {            return;        }        mVirtualDisplay.release();

（3）停止截屏，共置空。
 

        if (mMediaProjection != null) {            mMediaProjection.stop();            mMediaProjection = null;        }

（4）發送廣播，通知系統媒體庫更新。

sendBroadcast(new Intent(Intent.ACTION_MEDIA_SCANNER_SCAN_FILE,Uri.parse("file://"+sampleDir.getAbsolutePath().toString())));

4許可權擷取
　　在android 6.0之前，應用的許可權在AndroidManifest.xml靜態申請就可以，但出了android 6.0之後，新的許可權擷取方式除了要求像之前版本一樣在AndroidManifest檔案中靜態申請之外，應用還需根據需要請求許可權，方式採用向使用者顯示一個請求許可權的對話方塊。這些被動態申請的許可權可以在系統設定中被手動關閉。另外，對於類別為NORMAL的許可權，仍然只需要在AndroidManifest檔案中靜態申請，系統安裝時會直接擷取。
　　在系統授權彈窗環節，提醒框會有個不再提示的複選框，如果使用者點擊不太提示，並拒絕授權，那麼再下次授權的時候，系統授權彈窗的提示框就不會在提示，所以我們很有必要需要自訂許可權彈窗提示框，那麼流程圖就變成如下了。
 

錄屏應用需要動態擷取的許可權如下：
（1）<uses-permission android:name="android.permission.SYSTEM_ALERT_WINDOW" />
（2）<uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE"/>
（3）<uses-permission android:name="android.permission.RECORD_AUDIO"/>
　　以上分別是開啟懸浮視窗、寫入SDCARD儲存和開啟麥克風的許可權。上述三種許可權分為2種類型：
<1>系統許可權：
　　其中寫入SDCARD儲存和開啟麥克風的許可權，為系統許可權的dangerous類型，需要動態申請。處理許可權申請：
1）使用方法checkSelfPermission()判定是否有許可權。
2）如果沒有許可權，彈出dialog給使用者選擇：requestPermission()，第二個參數code與onRequestPermissionResult()方法中的code對應。
3）判斷使用者是否確認了許可權onRequestPermissionResult ()。
4）在彈出許可權選擇的對話方塊前給使用者show一個dialog，用於引導使用者進行選擇。
　　由於本應用需申請2個許可權，因此不能按照上述申請單個許可權的方法進行申請。一次性處理多個許可權申請：
1）在requestPermissions（）方法中，定義一個列表permissionsNeeded，通過方法addPermission（）將需要申請的許可權加入到列表中。
2）通過for迴圈彈出申請對話方塊，供使用者選擇申請許可權是否應許。
3）如果所有許可權被授權，依然回調onRequestPermissionsResult，檢驗申請的許可權是否被授權。
4）在MainActivity的onCreate中使用if (Build.VERSION.SDK_INT >= 23) 判斷程式進行許可權授權，即運行requestPermissions（）方法。
<2>特殊許可權授權
　　開啟懸浮視窗許可權是特殊許可權授權，除此還有一個特殊許可權授權（android.permission.WRITE_SETTINGS），對於這兩種特殊許可權，處理如下：
如果是針對 “android.permission.SYSTEM_ALERT_WINDOW”和
“android.permission.WRITE_SETTINGS”這兩個許可權，如果是運行在6.0的版本上是需要走新的許可權模型，如果是運行在老的版本上，則需要進行一個判斷，此時碰到一個問題是，在Google官方推薦中，在判斷app啟動並執行系統是否在Android M上時，它的判斷是如下：Build.VERSION.CODENAME.equals("MNC");實際發現這句卻無效的，改用Build.VERSION.SDK_INT >= 23的，需要另外特殊處理。
　　針對SYSTEM_ALERT_WINDOW許可權，需要向系統發送一個ACTION_MANAGE_OVERLAY_PERMISSION。這樣一個動作，同時可以用Settings.canDrawOverlays() 方法進行判斷之前是否已經授權過了。

           //檢查開啟浮窗的特殊許可權是否被授權            if (!Settings.canDrawOverlays(getApplicationContext())) {                requestAlertWindowPermission();            }

　　針對WRITE_SETTINGS許可權，需要向系統發送一個ACTION_MANAGE_WRITE_SETTINGS 這樣一個動作，同時可以用Settings.System.canWrite().方法進行判斷之前是否已經授權過了。
5錄屏應用的流程研究
　　錄屏應用的實現思路大致是這樣：
1、拋棄應用內介面按鈕開啟關閉錄屏，採用浮動小表徵圖和點擊出現的大表徵圖實現錄屏按鍵。浮動表徵圖的實現通過FloatWindowService，它繼承自Service類，這樣可以方便地建立只有浮動表徵圖的布局，在Activity等地方利用startService(Intent intent)方法開啟服務。
2、我們希望使用者可以在介面隨時拖動小表徵圖，小表徵圖位置可變，在點擊小表徵圖時，出現大表徵圖並且，點擊按鈕、以及表徵圖外圍，大表徵圖移除，重建小表徵圖。
3、映像儲存為MP4格式，路徑為手機sdcard的Movies檔案目錄，自建的檔案夾RecordVideo。
4、浮動小球的優先順序為一般應用的最頂層，即除了狀態列下拉式清單外，小球總是可見的，這要得益於Service類的性質了。雖然在看電視等環境下會比較不適合，但該設計能讓使用者隨時、方便地錄取到想要的螢幕映像。
一、截屏請求結果資料共用類ShotApplication
　　在上面已經提到，螢幕擷取需要使用者同意，初次運行時會有請求對話方塊，同意之後才能繼續，否則程式會終止。既然需要使用者選擇後的資訊，那在發出截屏請求時就不能用簡單的startActivity(Intent intent)方法，而是要用startActivityForResult(Intent intent, intresquestCode)方法。但是Service類中startActivityForResult(Intent intent, int resquestCode)方法不可用，確切的說是不存在可供子類重載的onActivityResult(int resquestCode, int resultCode, Intent data) 方法。但現實是ScreenrecordService類在實現錄屏過程中又要用到後面兩個傳回值（resultCode與data）來構建MediaProjection類的對象。
　　如果直接在Activity中進行錄屏不就可以了嗎，這樣做沒有問題。但是問題在於我們需要在任何想截取螢幕的時候就能快速、方便地進行，即需要藉助利用FloatWindowService實現並浮動在一般性應用視窗之上的小球。而在Activity中實現的話就達不到這種效果了，往往能擷取的只能是應用本身介面，或者是將其隱藏後的下一層介面，總之做不到想要即可得的效果。
　　所以，首要問題是讓類ScreenrecordService的對象能得到這兩個資料。另外得注意，Bundle可以完成一般資料的載入並賦給Intent類對象，然後一起發送給目標類，但參數data本身就是Intent類型的。我們在這裡採取資料共用的思路，利用繼承自Application類的子類ShotApplication，然後定義需要共用的成員變數（有些是其他類的對象）。
　　其中MediaProjectionManager類對象在發送截屏請求和構建MediaProjection類對象時均會用到，至於成員值的設定及擷取很直觀，就不解釋了。那麼資料的傳遞就明朗了：先從主程式類MainActivity中存入共用類ShotApplication，然後服務類ScreenrecordService從共用類ShotApplication中提取出來。
二、主程式類MainActivity所做5件事
1）首先判斷android平台，如果是api>=23，先進行許可權的動態申請。
2）向使用者提出截屏請求。這正是類MainActivity做的第1件事。當然，在這之前需要擷取類MediaProjectionManager執行個體。
 　　由於onCreate()方法是應用開啟後自動調用的，在點擊start按鈕後startIntent隨即被調用，所以第一次運行時，這一行截屏請求代碼也會自動執行。如果是應用安裝後第一次開啟，那麼就會彈出截屏許可權允許對話方塊，需要使用者授權。
3）類MainActivity做的第2件事就是將使用者操作所返回的值和初始擷取的類MediaProjectionManager執行個體寫入資料共用類ShotApplication中。
4）類MainActivity做的第3件事就是肯定是開啟浮窗服務。
5）類MainActivity做的第4件事是將自身銷毀（finish()），之後的控制權就交給服務類的浮動小表單。
三、服務類FloatWindowService完成大小懸浮窗的建立、移除和控制
從onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId)方法開始，開啟定時器，每隔0.5秒調用RefreshTask()。
1）如果當前介面是案頭，且沒有懸浮窗顯示，則建立懸浮窗，調用createSmallWindow（）。
2）當前介面是返回應用的介面，且有懸浮窗顯示，則移除懸浮窗，調用removeSmallWindow（）和removeBigWindow（）。
3）在類FloatWindowSmallView中監聽表徵圖的點擊事件，調用createBigWindow（）。
4）在類FloatWindowBigView中監聽按鈕的點擊事件：
　　1.點擊開始錄製的時候，移除大懸浮窗，建立小懸浮窗，並開始ScreenrecordService。
　　2. 點擊結束錄製的時候，移除大懸浮窗，建立小浮窗，並停止ScreenrecordService。
四、服務類ScreenrecordService完成錄屏工作
（1）在onCreate()中調用了createRecordDir()、initRecorder()和prepareRecorder()方法。
　　1）createRecordDir()用來建立錄製視頻的儲存路徑；
　　2）initRecorder()負責MediaRecorder的初始化；
　　3）prepareRecorder()負責調用MediaRecorder執行個體的prepare（）方法。
（2）在onStartCommand中調用startrecord()負責開啟截屏，建立一個Surface，並錄製視頻。
（3）在該ScreenrecordService的onDestroy()中停止視頻的錄製，並停止截屏。
（4）發送廣播，通知系統媒體庫更新。
6總結
（1）截屏功能是在Android5.0才開始加入的（或者說開放出來的）新介面，所以，該方法只能用於5.0以上的Android版本（api21以上）。
（2）浮窗通過WindowManager這個類來實現的，調用這個類的addView方法可以添加一個懸浮窗。
（3）應用MediaRecorder時應注意，與MediaPlayer相似使用MediaRecorder錄音錄影時需要嚴格遵守狀態圖說明中的函數調用先後順序，在不同的狀態調用不同的函數，否則會出現異常。
（4）Android 6.0之後，新的許可權擷取方式除了要求像之前版本一樣在AndroidManifest檔案中靜態申請之外，應用還需根據需要請求的許可權，方式採用向使用者顯示一個請求許可權的對話方塊，才能擷取相應的許可權。
（5）在Service類中startActivityForResult(Intent intent, int resquestCode)方法不可用，確切的說是不存在可供子類重載的onActivityResult(int resquestCode, int resultCode, Intent data) 方法，我們可以採用共用類的思路擷取resultCode和data。
 

Android錄屏應用開發研究