Android Camera2 之 CaptureRequest
CaptureRequest 介绍
一、简介
CaptureRequest 表示一个捕捉的请求。我们可以为不同的场景（预览、拍照）创建不同的捕捉请求，并可以配置不同的捕捉属性，如：预览分辨率，预览目标，对焦模式、曝光模式等等。
官方文档链接：https://developer.android.com/reference/android/hardware/camera2/CaptureRequest
二、获取 CaptureRequest 实例
通过 CameraDevice 对象的 createCaptureRequest() 方法得到一个 CaptureRequest.Builder 对象，基本配置都是通过该构造者来配置；最后通过 CaptureRequest.Builder 对象的 build() 方法便可得到 CaptureRequest 实例。
示例（以预览的捕捉请求为例）：
try {//构建预览捕获请求
CaptureRequest.Builder builder =cameraDevice.createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_ZERO_SHUTTER_LAG);
if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.O) {
builder.set(CaptureRequest.CONTROL_ENABLE_ZSL, true);
}
//设置曝光范围
builder.set(CaptureRequest.CONTROL_AE_TARGET_FPS_RANGE,
new Range(5, 25));
//开启自动曝光模式
builder.set(
CaptureRequest.CONTROL_AE_MODE, CaptureRequest.CONTROL_AE_MODE_ON);
//自动曝光(AE)现在是否锁定为其最新计算值 否
builder.set(CaptureRequest.CONTROL_AE_LOCK, false);
builder.addTarget(previewSurface);//设置 previewSurface 作为预览数据的显示界面
builder.addTarget(readerSurface);
CaptureRequest captureRequest = builder.build();
//设置重复请求，以获取连续预览数据
session.setRepeatingRequest(captureRequest, new CameraCaptureSession.CaptureCallback() {
@Override
public void onCaptureProgressed(CameraCaptureSession session, CaptureRequest request, CaptureResult partialResult) {
Log.e(TAG, "onCaptureProgressed");
super.onCaptureProgressed(session, request, partialResult);
}
@Override
public void onCaptureCompleted(CameraCaptureSession session, CaptureRequest request, TotalCaptureResult result) {
Log.e(TAG2, "onCaptureCompleted");
super.onCaptureCompleted(session, request, result);
}
},
null);
}catch (CameraAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
三、内部类
1. CaptureRequest.Builder
典型的建造者模式，是 CaptureRequest 的构建者。
获取：
使用 CameraDevice.createCaptureRequest(int) 方法获取一个 CaptureRequest.Builder 对象。其中的 int 取值为：
TEMPLATE_PREVIEW ： 用于创建一个相机预览请求。相机会优先保证高帧率而不是高画质。适用于所有相机设备。
TEMPLATE_STILL_CAPTURE ： 用于创建一个拍照请求。相机会优先保证高画质而不是高帧率。适用于所有相机设备。
TEMPLATE_RECORD ： 用于创建一个录像请求。相机会使用标准帧率，并设置录像级别的画质。适用于所有相机设备。
TEMPLATE_VIDEO_SNAPSHOT ： 用于创建一个录像时拍照的请求。相机会尽可能的保证照片质量的同时不破坏正在录制的视频质量。适用于硬件支持级别高于 LEGACY 的相机设备。
TEMPLATE_ZERO_SHUTTER_LAG ： 用于创建一个零延迟拍照的请求。相机会尽可能的保证照片质量的同时不损失预览图像的帧率，3A（自动曝光、自动聚焦、自动白平衡）都为 auto 模式。只适用于支持 PRIVATE_REPROCESSING 和 YUV_REPROCESSING 的相机设备。
TEMPLATE_MANUAL ： 用于创建一个手动控制相机参数的请求。相机所有自动控制将被禁用，后期处理参数为预览质量，手动控制参数被设置为合适的默认值，需要用户自己根据需求来调整各参数。适用于支持 MANUAL_SENSOR 的相机设备。
常用方法：
void addTarget(Surface outputTarget) 添加一个请求的输出surface，注意这个surface必须包含在 CameraDevice.createCaptureSession() 方法设置的输出surface集合中
CaptureRequest build() 使用当前配置构建一个CaptureRequest对象
T get(Key key) 获取指定key的值
void removeTarget(Surface outputTarget) 移除指定的输出surface
void set(Key key, T value) 设置指定key的值
void setTag(Object tag) 为该请求设置一个标签
2. CaptureRequest.Key
上面 get/set 方法中的 Key 类就是这个内部类了，用作 CaptureRequest.Builder 的属性字段设置和查询使用。
注意：
之前介绍 CameraCharacteristics 时有提到一个方法是 getAvailableCaptureRequestKeys() 就是得到该相机设备可用的 CaptureRequest.Key 列表。
四、方法
重写的 Parcelable 接口和 Object 类的一些方法就不介绍了，以下是几个可能用得着的方法。
1. T get(Key key)
和 CaptureRequest.Builder 中的 get 方法效果是一样的。
2. List<Key<?>> getKeys()
返回映射中包含的所有 Key 的列表。
3. Object getTag()
检索此请求的标签，如果有的话。对应 CaptureRequest.Builder 中的 setTag() 方法。
4. boolean isReprocess()
判断这是否是一个再处理的请求。
五、成员字段
这些字段就是用于 CaptureRequest.Builder 的 set() 方法的。
挺多的，而且大多涉及到一些相机的相关术语，我懂的也不多，大部分还是靠翻译。不清晰的地方建议还是看官方文档吧。
类型 字段名 描述
public static final Key<Boolean> BLACK_LEVEL_LOCK 黑电平补偿是锁定在当前值上，还是自由变化。当设置为true (ON)时，在将锁设置为false (OFF)之前，用于黑电平补偿的值不会更改
public static final Key<Integer> COLOR_CORRECTION_ABERRATION_MODE 色差校正算法的操作模式
public static final Key<RggbChannelVector> COLOR_CORRECTION_GAINS 颜色校正增益
public static final Key<Integer> COLOR_CORRECTION_MODE 颜色校正模式，应用于将传感器原始颜色转换为线性的 sRGB 颜色
public static final Key<ColorSpaceTransform> COLOR_CORRECTION_TRANSFORM 一个将传感器 RGB 颜色空间转换到线性的 sRGB 颜色空间的转换矩阵
public static final Key<Integer> CONTROL_AE_ANTIBANDING_MODE 相机自动曝光算法的反冲带补偿所需的设置
public static final Key<Integer> CONTROL_AE_EXPOSURE_COMPENSATION 调整自动曝光(AE)目标图像亮度
public static final Key<Boolean> CONTROL_AE_LOCK 自动曝光(AE)现在是否锁定为其最新计算值
public static final Key<Integer> CONTROL_AE_MODE 相机自动曝光程序所需的模式
public static final Key<Integer> CONTROL_AE_PRECAPTURE_TRIGGER 相机设备在处理此请求时是否触发预捕获测光
public static final Key<MeteringRectangle[]> CONTROL_AE_REGIONS 用于自动曝光的测光区域列表
public static final Key<Range<Integer>> CONTROL_AE_TARGET_FPS_RANGE 自动曝光程序保持良好捕捉帧率的曝光范围
public static final Key<Integer> CONTROL_AF_MODE 自动对焦(AF)当前是否启用，以及设置为何种模式
public static final Key<MeteringRectangle[]> CONTROL_AF_REGIONS 用于自动聚焦的测光区域列表
public static final Key<Integer> CONTROL_AF_TRIGGER 相机设备是否会为该请求触发自动对焦
public static final Key<Boolean> CONTROL_AWB_LOCK 自动白平衡(AWB)现在是否锁定为其最新计算值
public static final Key<Integer> CONTROL_AWB_MODE 自动白平衡(AWB)当前是否设置颜色转换字段，以及它的光照目标是什么
public static final Key<MeteringRectangle[]> CONTROL_AWB_REGIONS 用于自动白平衡光源估计的测光区域列表
public static final Key<Integer> CONTROL_CAPTURE_INTENT 关于该捕捉目的的3A（自动曝光，自动对焦，自动白平衡）信息，帮助相机设备决定最优的3A策略
public static final Key<Integer> CONTROL_EFFECT_MODE 应用一个特殊的颜色影响
public static final Key<Boolean> CONTROL_ENABLE_ZSL 运行相机设备为 android.control.captureIntent == STILL_CAPTURE 的请求开启零延迟（zero-shutter-lag）模式
public static final Key<Integer> CONTROL_MODE 整个3A控制程序模式
public static final Key<Integer> CONTROL_POST_RAW_SENSITIVITY_BOOST 捕获原始传感器数据后应用于输出图像的额外灵敏度提升量
public static final Key<Integer> CONTROL_SCENE_MODE 当前处于活动状态的场景模式
public static final Key<Integer> CONTROL_VIDEO_STABILIZATION_MODE 视频稳定是否激活
public static final Creator<CaptureRequest> CREATOR 实现的 Parcelable 接口所需的静态对象
public static final Key<Integer> DISTORTION_CORRECTION_MODE 镜头畸变校正块的操作模式
public static final Key<Integer> EDGE_MODE 边缘增强的操作模式
public static final Key<Integer> FLASH_MODE 相机设备闪光控制所需的模式
public static final Key<Integer> HOT_PIXEL_MODE 热像素校正的操作模式
public static final Key<Location> JPEG_GPS_LOCATION 生成图像GPS元数据时使用的位置对象
public static final Key<Integer> JPEG_ORIENTATION JPEG图像的方向
public static final Key<Byte> JPEG_QUALITY JPEG图像的压缩质量
public static final Key<Byte> JPEG_THUMBNAIL_QUALITY JPEG缩略图的压缩质量
public static final Key<Size> JPEG_THUMBNAIL_SIZE JPEG缩略图的分辨率大小
public static final Key<Float> LENS_APERTURE 所需的透镜孔径大小，作为透镜焦距与有效孔径的比值
public static final Key<Float> LENS_FILTER_DENSITY 镜头中性密度滤镜所需的设置
public static final Key<Float> LENS_FOCAL_LENGTH 所需镜头焦距，用于光学变焦
public static final Key<Float> LENS_FOCUS_DISTANCE 从镜头最前面的表面到最清晰焦点平面的期望距离
public static final Key<Integer> LENS_OPTICAL_STABILIZATION_MODE 设置拍照设备在拍照时是否使用光学稳像(OIS)
public static final Key<Integer> NOISE_REDUCTION_MODE 降噪算法的操作模式
public static final Key<Float> REPROCESS_EFFECTIVE_EXPOSURE_FACTOR 在发送再处理之前，应用程序处理应用于原始输出帧的曝光时间增加因子的数量
public static final Key<Rect> SCALER_CROP_REGION 传感器读取此捕获所需的区域
public static final Key<Long> SENSOR_EXPOSURE_TIME 每个像素曝光的持续时间
public static final Key<Long> SENSOR_FRAME_DURATION 从某一帧曝光开始到下一帧曝光开始的持续时间
public static final Key<Integer> SENSOR_SENSITIVITY 处理前应用于传感器数据的增益量
public static final Key<int[]> SENSOR_TEST_PATTERN_DATA 一个像素[R, G_even, G_odd, B]提供给测试模式，当 android.sensor.testPatternMode 是 SOLID_COLOR 时
public static final Key<Integer> SENSOR_TEST_PATTERN_MODE 当启用时，传感器发送一个测试模式，而不是从相机进行真正的曝光
public static final Key<Integer> SHADING_MODE 用于图像数据的镜头阴影校正质量
public static final Key<Integer> STATISTICS_FACE_DETECT_MODE 人脸检测单元的操作模式
public static final Key<Boolean> STATISTICS_HOT_PIXEL_MAP_MODE 热像素映射表生成的操作模式
public static final Key<Integer> STATISTICS_LENS_SHADING_MAP_MODE 摄像机设备是否将镜头阴影映射输出到输出结果元数据中
public static final Key<Integer> STATISTICS_OIS_DATA_MODE 一种用于选择输出结果元数据中是否包含光学稳定(OIS)位置信息的控制
public static final Key<TonemapCurve> TONEMAP_CURVE 调色/对比度/伽马曲线的使用，当 android.tonemap.mode 是 CONTRAST_CURVE 时
public static final Key<Float> TONEMAP_GAMMA 当 android.tonemap.mode 是 GAMMA_VALUE 时。tonemap 曲线定义如下公式:* OUT = pow(IN, 1.0 / gamma)，其中IN和OUT为按比例缩放到范围[0.0,1.0]的输入像素值，pow为幂函数，gamma为该键指定的gamma值
public static final Key<Integer> TONEMAP_MODE 高级全局对比度/伽马/调理控制
public static final Key<Integer> TONEMAP_PRESET_CURVE 当 android.tonemap.mode 是 PRESET_CURVE 时，tonemap曲线将由指定的标准定义。
CaptureResult 介绍
一、简介
CaptureResult 表示捕捉的结果，是从图像传感器捕获单个图像的结果的子集。包含捕获硬件(传感器、镜头、闪光灯)、处理管道、控制算法和输出缓冲区的最终配置的子集。
捕获结果由摄像机在对捕获请求进行处理后产生。还可以对捕获结果查询为捕获请求列出的所有属性，以确定捕获使用的最终值。结果还包括捕获过程中相机设备状态的附加元数据。
CaptureResult 对象也是不可变的。常使用的子类是 TotalCaptureResult。
官方文档链接：https://developer.android.com/reference/android/hardware/camera2/CaptureResult
二、获取
我们在 CameraCaptureSession.CaptureCallback 类的回调方法 onCaptureProgressed() 和 onCaptureCompleted() 中都可以拿到 CaptureResult 的对象。
关于 CameraCaptureSession.CaptureCallback 回调的介绍，可以参考：https://blog.csdn.net/afei__/article/details/86108482
示例：
/**
* A {@link CameraCaptureSession.CaptureCallback} that handles events related to JPEG capture.
*/
private CameraCaptureSession.CaptureCallback mCaptureCallback
= new CameraCaptureSession.CaptureCallback() {
@Override
public void onCaptureProgressed(@NonNull CameraCaptureSession session,
@NonNull CaptureRequest request,
@NonNull CaptureResult partialResult) {
process(partialResult);
}
@Override
public void onCaptureCompleted(@NonNull CameraCaptureSession session,
@NonNull CaptureRequest request,
@NonNull TotalCaptureResult result) {
process(result);
}
private void process(CaptureResult result) {
switch (mState) {
case STATE_PREVIEW: {
// We have nothing to do when the camera preview is working normally.
break;
}
case STATE_WAITING_LOCK: {
Integer afState = result.get(CaptureResult.CONTROL_AF_STATE);
if (afState == null) {
captureStillPicture();
} else if (CaptureResult.CONTROL_AF_STATE_FOCUSED_LOCKED == afState ||
CaptureResult.CONTROL_AF_STATE_NOT_FOCUSED_LOCKED == afState) {
// CONTROL_AE_STATE can be null on some devices
Integer aeState = result.get(CaptureResult.CONTROL_AE_STATE);
if (aeState == null ||
aeState == CaptureResult.CONTROL_AE_STATE_CONVERGED) {
mState = STATE_PICTURE_TAKEN;
captureStillPicture();
} else {
runPrecaptureSequence();
}
}
break;
}
case STATE_WAITING_PRECAPTURE: {
// CONTROL_AE_STATE can be null on some devices
Integer aeState = result.get(CaptureResult.CONTROL_AE_STATE);
if (aeState == null ||
aeState == CaptureResult.CONTROL_AE_STATE_PRECAPTURE ||
aeState == CaptureRequest.CONTROL_AE_STATE_FLASH_REQUIRED) {
mState = STATE_WAITING_NON_PRECAPTURE;
}
break;
}
case STATE_WAITING_NON_PRECAPTURE: {
// CONTROL_AE_STATE can be null on some devices
Integer aeState = result.get(CaptureResult.CONTROL_AE_STATE);
if (aeState == null || aeState != CaptureResult.CONTROL_AE_STATE_PRECAPTURE) {
mState = STATE_PICTURE_TAKEN;
captureStillPicture();
}
break;
}
}
}
};
三、内部类
只有一个 CaptureResult.Key<T> 的内部类，用于 CaptureResult 类的字段查找。
类比于 CameraCharacteristics.Key 和 CaptureRequest.Key。
四、常用方法
1. T get(Key key)
获取 CaptureResult 中指定 key 的值，key 为 CaptureResult 类中的那些静态常量。
2. long getFrameNumber()
获取该结果申请的帧的数量。
3. List<Key<?>> getKeys()
返回映射中包含的所有 Key 的列表。
4. CaptureRequest getRequest()
返回这个结果对应的 CaptureRequest 对象。
5. int getSequenceId()
获取发生故障时的序列ID。
五、成员字段
同 CaptureRequest 差不多。
