[OpenGL]未来视觉1-Android摄像头采集基础

相信很多人都用过相机功能，也开发过简单调度相机功能，但是相机采集功能。是图像信号输入的重要来源。

SurfaceView和View的不同之处：

SurfaceView和View对比

相机图像采样，需要维持一个比较稳定的帧数来维持图像实时性，需要频繁刷新，创建一个子线程来进行画面更新，会被占用主线程效率好很多，而且双缓冲机制可以在画面从前台刷新到后台时才占用主线程操作，所以选用SurfaceView作绘制是最好的。
而GLSurfaceView是SurfaceView的一个子类，专用于openGL绘制，其运行效率远高于SurfaceView是因为使用了GPU参与绘制。
这一节介绍Android摄像头采样，还是采用了SurfaceView来做采样
1.需要申请相机权限。

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

2.打开摄像头，先检查摄像和前置摄像头，然后通过摄像头Id，来返回摄像头对象。

 fun openCamera(cameraId:Int):Camera?{
        if (!haveFeature(PackageManager.FEATURE_CAMERA)){
            Log.e(TAG,"no camera!")
            return null
        }

        if (cameraId == Camera.CameraInfo.CAMERA_FACING_FRONT && !haveFeature(PackageManager.FEATURE_CAMERA_FRONT)){
            Log.e(TAG,"no front camera!")
            return null
        }

        val camera = Camera.open(cameraId)
        if (camera == null){
            Log.e(TAG, "openCamera failed")
            return null
        }

        return camera
    }

3.设置画面比例

/**
     * 获取最大的图片大小
     */
    fun getLargePictureSize(camera: Camera?): Camera.Size? {
        if (camera != null) {
            //获取可选比例
            val sizes = camera.parameters.supportedPictureSizes
            var temp: Camera.Size = sizes[0]
            for (i in 1 until sizes.size) {
                val scale = sizes[i].height.toFloat() / sizes[i].width
                if (temp.width < sizes[i].width && scale < 0.6f && scale > 0.5f)
                    temp = sizes[i]
            }
            return temp
        }
        return null
    }

    /**
     * 获取最大的预览大小
     */
    fun getLargePreviewSize(camera: Camera?): Camera.Size? {
        if (camera != null) {
            //获取可选比例
            val sizes = camera.parameters.supportedPreviewSizes
            var temp: Camera.Size = sizes[0]
            for (i in 1 until sizes.size) {
                if (temp.width < sizes[i].width)
                    temp = sizes[i]
            }
            return temp
        }
        return null
    }

 /**
     * 相机采样参数大小
     */
    fun setOptimalSize(camera:Camera,aspectRatio:Float,maxWidth:Int,maxHeight:Int){
        val parameters= camera.parameters
        //使用自动对焦
        if (parameters.supportedFocusModes.contains(
                        Camera.Parameters.FOCUS_MODE_CONTINUOUS_PICTURE)) {
            parameters.focusMode = Camera.Parameters.FOCUS_MODE_CONTINUOUS_PICTURE
        }
        val size = getLargePreviewSize(camera)
        size?.let {
            //设置相机预览大小
            parameters.setPreviewSize(it.width,it.height)
            Log.d(TAG, "input max: (" + maxWidth + ", " + maxHeight + "), output size: ("
                    + it.width + ", " + it.height + ")")
        }

        val pictureSize = getLargePictureSize(camera)
        pictureSize?.let {
            //图片参数
            parameters.setPictureSize(it.width,it.height)
            Log.d(TAG, "picture max: (" + maxWidth + ", " + maxHeight + "), output size: ("
                    + it.width + ", " + it.height + ")")
        }

        camera.parameters = parameters
    }

3.设置相机图像角度

fun setDisplayOritation(activity: Activity, camera: Camera, cameraId: Int) {
        //获取window的角度
        val rotation = activity.windowManager.defaultDisplay.rotation
        var degress = 0
        when (rotation) {
            Surface.ROTATION_0 -> degress = 0
            Surface.ROTATION_90 -> degress = 90
            Surface.ROTATION_180 -> degress = 180
            Surface.ROTATION_270 -> degress = 270
        }

        val info = Camera.CameraInfo()
        Camera.getCameraInfo(cameraId, info)
        var result: Int
        //前置摄像头
        if (info.facing == Camera.CameraInfo.CAMERA_FACING_FRONT) {
            result = (info.orientation + degress) % 360
            result = (360 - result) % 360  // compensate the mirror
        } else {//后置摄像头
            result = (info.orientation - degress + 360) % 360 // back-facing
        }
        Log.d(TAG, "window rotation: $degress, camera oritation: $result")
        camera.setDisplayOrientation(result)
    }

4.设置完摄像头参数后，需要设置一个SurfaceHolder.CallBack。
有三个必须的方法

   //创建时调用
   override fun surfaceCreated(holder: SurfaceHolder?) { }
   //当surface发生任何结构性的变化时（格式或者大小），该方法就会被立即调用。
   override fun surfaceChanged(holder: SurfaceHolder?, format: Int, width: Int, height: Int) { }
   //被移除时调用
   override fun surfaceDestroyed(holder: SurfaceHolder?) {}

这里创建相机的调用surfaceCreated，之后会立刻调用一次surfaceChanged
这里在surfaceChanged上调用openGL的init操作

 fun initOpenGL(surface: Surface, width: Int, height: Int){
        //新开一个之后一个线程的线程池
        mExecutor.execute {
            //获取纹理id
            val textureId = OpenGLJniLib.magicBaseInit(surface,width,height,BaseApplication.context.assets)
            
           if (textureId < 0){
                Log.e(TAG, "surfaceCreated init OpenGL ES failed!")
                return@execute
            }
            //需要使用surfaceTexture来做纹理装载
            mSurfaceTexture = SurfaceTexture(textureId)
            //添加纹理变化回调
            mSurfaceTexture?.setOnFrameAvailableListener { drawOpenGL() }
            try {
                //把摄像头采样关联到纹理
                mCamera?.setPreviewTexture(mSurfaceTexture)
                //开始摄像头采样
                doStartPreview()
            }catch (e:IOException){
                Log.e(TAG,e.localizedMessage)
                releaseOpenGL()
            }
        }
    }

5.开始预览，并开始自动对焦。

    fun doStartPreview(){
        mCamera?.startPreview()
        cameraFocus(width/2.0f,height/2.0f)
    }

6.opengl绘制，先要强制更新纹理图像，再更新获取纹理矩阵，然后让opengl绘制

    fun drawOpenGL(){
        mExecutor.execute {
            mSurfaceTexture?.updateTexImage()
            mSurfaceTexture?.getTransformMatrix(mMatrix)
            OpenGLJniLib.magicBaseDraw(mMatrix)
        }
    }

7.在destroySurfaceView的是否释放资源

    fun releaseOpenGL(){
        mExecutor.execute {
            mSurfaceTexture?.release()
            mSurfaceTexture=null
            OpenGLJniLib.magicBaseRelease()
        }
    }

介绍了Camera采样配置和，surfaceTexture纹理获取了和加载，下一节，将会介绍native层的opengl绘制代码。

近来在写一个有趣的项目，大家熟知摄像头绘制和opengl的人应该有看过MagicCamera这个Android opengl2.0的开源工程，但是已经很多年没人维护了，这边正在将其重构为opengl3.0的的版本。命名为MagicCamera3以供大家学习，现在还在重构当中，致敬作者，也希望可以有机会和作者多交流，如果有认识的可以告知我一声，谢谢。
开源地址：MagicCamera3，这节的用例在CameraActivity中