[移动开发]Android多媒体功能开发(12)——使用Camera类拍照

Android上用摄像头拍照、录视频有两套API可用，Android5.0(API21)之前使用android.hardware.Camera类，之后推荐使用android.hardware.camera2包。目前这两套API都可以使用，Camera类用起来比较简单易懂，但功能少灵活性差，所以现在降级使用；Camera2框架功能强大，对摄像头的控制灵活，但由于大量使用回调方式，所以代码不是线性的，初学比较难懂，不易上手。

本篇先讲解使用Camera类拍照，Camera2框架将在后面介绍。

使用Camera类调用摄像头进行拍照的基本流程是：打开Camera对象、设置预览控件、开始预览、拍照、停止预览、释放资源。拍照后会停止预览，所以如果需要多次拍照的话，需要再次开始预览。要切换摄像头的话，需要先释放当前摄像头，再重新打开新的摄像头。流程和对应的代码如下图：

下面编写一个实现最基本的拍照功能的例子，例子运行在Android8.0(API26)上。例子的界面和主要代码如下：

界面上显示预览的控件用的是SurfaceView，需要将其holder设置到Camera上。实现预览功能时有一个问题，竖屏预览时图像以横屏显示，所以需旋转90度，方法是用语句mCamera.setDisplayOrientation(90)。但只是预览旋转了，生成的图片没有旋转。

拍照需要权限android.permission.CAMERA，也要求硬件支持。

<uses-permission android:name="android.permission.CAMERA" />
<uses-feature android:name="android.hardware.camera" />
<uses-feature android:name="android.hardware.camera.autofocus" />

拍照可能需要的时间比较长，所以采用异步方式。UI线程启动拍照后不等待结果，而是设置一个回调监听器PictureCallback，当照片数据生成后会回调其onPictureTaken方法，并将数据传入。

例子中将拍照生成的图片文件保存在应用的外部私有存储目录下，该目录可以用方法getExternalFilesDir(null)来获得，其实际位置为：Android/data/<package-name>/files/。向该目录下写文件不需要写外部存储权限。

为了查看拍摄的照片，例子调用了系统中的图片查看应用，为了将图片文件分享给该应用，需要定义一个FileProvider。

<provider
     android:name="androidx.core.content.FileProvider"
     android:authorities="${applicationId}.fileProvider"
     android:exported="false"
     android:grantUriPermissions="true">
     <meta-data
         android:name="android.support.FILE_PROVIDER_PATHS"
         android:resource="@xml/file_paths" />
</provider>

FileProvider用到的file_paths.xml定义如下：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<paths xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android">
    <external-files-path
        name="testdir"
        path="./"/>
</paths>

这里用到的Camera类拍照相关主要方法有：

• static Camera open(int id)：打开摄像头，返回摄像头的Camera对象，id为编号0,1,...切换摄像头时需释放原来Camera对象，再打开另一个摄像头。
• static int getNumberOfCameras()：获取设备摄像头数量，open时用的id都小于此值。
• void setPreviewDisplay(SurfaceHolder holder)：设置预览用的SurfaceHolder控件。
• setDisplayOrientation(int angle)：设置预览旋转角度，竖屏需要旋转90度。
• void startPreview()：开始预览。
• void takePicture(Camera.ShutterCallback shutter, Camera.PictureCallback raw, Camera.PictureCallback jpeg)：拍照。因为需要一定时间，所以采用异步方式。拍照动作完成后，调用相应回调方法，传回相应数据，并停止预览。三个回调方法分别对应拍照完成、传回原始格式数据，传回jpeg格式数据。对于jpeg格式数据，可以直接保存为jpg格式图片文件，也可以通过BitmapFactory获得Bitmap点阵，然后再转换为其他格式。
• void stopPreview()：停止预览。
• void release()：释放资源。
• Camera.Parameters getParameters()：获取参数。
• setParameters(Camera.Parameters params)：设置参数。

还有一些比较有意思的方法，如startFaceDetection()、startSmoothZoom()等，这里不一一介绍了。

例子的完整代码如下：

import android.Manifest;
import android.content.Intent;
import android.content.pm.PackageManager;
import android.hardware.Camera;
import android.hardware.Camera.PictureCallback;
import android.net.Uri;
import android.os.Build;
import android.os.Bundle;
import android.view.SurfaceView;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.widget.Button;
import android.widget.LinearLayout;
import android.widget.Toast;

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;
import androidx.core.app.ActivityCompat;
import androidx.core.content.FileProvider;

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    File picFile;
    Uri picUri;
    SurfaceView preview;
    Camera mCamera;
    int cameraID = 0;
    boolean isPreviewing = false;


    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        LinearLayout ll = new LinearLayout(this);
        ll.setOrientation(LinearLayout.VERTICAL);
        setContentView(ll);

        LinearLayout line1 = new LinearLayout(this);
        line1.setOrientation(LinearLayout.HORIZONTAL);
        ll.addView(line1);
        LinearLayout line2 = new LinearLayout(this);
        line2.setOrientation(LinearLayout.HORIZONTAL);
        ll.addView(line2);

        picFile = new File(getExternalFilesDir(null), "picture.jpg");
        //  定义多媒体文件的uri，在应用之间传递文件时需要用uri
        if(Build.VERSION.SDK_INT>=24){  //  Android 7 以后不能直接用file uri分享文件，要使用FileProvider
            String fileProviderAuthority = getPackageName() + ".fileProvider"; //  FileProvider的名字，FileProvider在应用配置文件AndroidManifest中定义
            //  格式为：content://com.zzk.a1508camera.fileProvider/testdir/picture.jpg, testdir是res/file_paths/file_paths.xml中定义的目录别名
            picUri = FileProvider.getUriForFile(MainActivity.this, fileProviderAuthority, picFile);
        } else {    //  Android 7 以前可以直接用file uri分享文件
            //  格式为：file:///storage/emulated/0/Android/data/com.zzk.a1508camera/files/picture.jpg
            picUri = Uri.fromFile(picFile);
        }

        Button btnOpen = new Button(this);
        btnOpen.setText("Open");
        line1.addView(btnOpen);
        btnOpen.setOnClickListener(new OnClickListener(){
            @Override
            public void onClick(View arg0) {
                if (ActivityCompat.checkSelfPermission(getBaseContext(), Manifest.permission.CAMERA) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
                    ActivityCompat.requestPermissions(MainActivity.this, new String[]{Manifest.permission.CAMERA}, 101);
                    return;
                }
                open(cameraID);
            }
        });
        Button btnStartPreview = new Button(this);
        btnStartPreview.setText("Start Preview");
        line1.addView(btnStartPreview);
        btnStartPreview.setOnClickListener(new OnClickListener(){
            @Override
            public void onClick(View arg0) {
                if(mCamera!=null) {
                    mCamera.startPreview();
                    isPreviewing = true;
                }
            }
        });
        Button btnTake = new Button(this);
        btnTake.setText("Take Photo");
        line1.addView(btnTake);
        btnTake.setOnClickListener(new OnClickListener(){
            @Override
            public void onClick(View arg0) {
                mCamera.takePicture(null, null, new PictureCallback(){
                    @Override
                    public void onPictureTaken(byte[] arg0, Camera arg1) {
                        FileOutputStream fos;
                        try {
                            fos = new FileOutputStream(picFile);
                            fos.write(arg0);
                            fos.close();
                        } catch (IOException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                });
                isPreviewing = false;
            }
        });
        Button btnStopPreview = new Button(this);
        btnStopPreview.setText("Stop Preview");
        line2.addView(btnStopPreview);
        btnStopPreview.setOnClickListener(new OnClickListener(){
            @Override
            public void onClick(View arg0) {
                if(mCamera!=null) {
                    mCamera.stopPreview();
                    isPreviewing = false;
                }
            }
        });
        Button btnRelease = new Button(this);
        btnRelease.setText("Release");
        line2.addView(btnRelease);
        btnRelease.setOnClickListener(new OnClickListener(){
            @Override
            public void onClick(View arg0) {
                if(mCamera!=null) {
                    mCamera.release();
                    isPreviewing = false;
                }
            }
        });
        Button btnView = new Button(this);
        btnView.setText("View");
        line2.addView(btnView);
        btnView.setOnClickListener(new OnClickListener(){
            @Override
            public void onClick(View arg0) {
                if(picFile.exists()){
                    Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_VIEW);
                    intent.setDataAndType(picUri, "image/*");
                    intent.setFlags(Intent.FLAG_GRANT_READ_URI_PERMISSION); //  授予对方读取该文件的权限
                    startActivity(intent);
                }
            }
        });
        Button btnSwitch = new Button(this);
        btnSwitch.setText("Switch Camera");
        ll.addView(btnSwitch);
        btnSwitch.setOnClickListener(new OnClickListener(){
            @Override
            public void onClick(View arg0) {
                if(isPreviewing){
                    cameraID++;
                    if(cameraID>=Camera.getNumberOfCameras()) cameraID = 0;
                    mCamera.stopPreview();
                    mCamera.release();
                    open(cameraID);
                    mCamera.startPreview();
                }
            }
        });

        preview = new SurfaceView(this);
        ll.addView(preview);
    }

    @Override
    public void onRequestPermissionsResult(int requestCode, String[] permissions, int[] grantResults) {
        if(requestCode==101) {
            if(grantResults[0]== PackageManager.PERMISSION_GRANTED){
                open(cameraID);
            }
        }
        super.onRequestPermissionsResult(requestCode, permissions, grantResults);
    }

    void open(int id){
        mCamera = Camera.open(id);
        Camera.Parameters param = mCamera.getParameters();
        //param.setPictureFormat(PixelFormat.JPEG);
        //param.setPictureSize(1024, 768);
        mCamera.setParameters(param);
        mCamera.setDisplayOrientation(90);
        try {
            mCamera.setPreviewDisplay(preview.getHolder());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        Toast.makeText(getBaseContext(), "Camera opened", Toast.LENGTH_SHORT).show();
    }
}