一、 Android Camera 成像原理介紹

Camera 工作流程圖:

Camera 的成像原理可以簡(jiǎn)單概括如下：

景 物(SCENE)通過(guò)鏡頭（LENS）生成的光學(xué)圖像投射到圖像傳感器(Sensor)表面上，然后轉(zhuǎn)為電信號(hào)，經(jīng)過(guò)ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換）轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字圖 像信號(hào)，再送到數(shù)字信號(hào)處理芯片（DSP）中加工處理，再通過(guò)IO接口傳輸?shù)紺PU中處理，通過(guò)DISPLAY就可以看到圖像了。

二、 Android Camera 的架構(gòu)淺析

Android 的Camera包含取景器（viewfinder）和拍攝照片的功能。從其程序的架構(gòu)上主要分為客戶端和服務(wù)端兩個(gè)部分,它們建立在Android的進(jìn)程間通訊的Binder的結(jié)構(gòu)上.如果想詳細(xì)了解Android的Binder機(jī)制,請(qǐng)參看”云中漫步的” Android 系統(tǒng)的Binder 機(jī)制 . 接下來(lái)我們?cè)敿?xì)介紹一下Android Camera的架構(gòu).

要了解Android Camera架構(gòu)，還是得先從Android本身的架構(gòu)說(shuō)起。

Android? 架構(gòu)圖

從Android框架看,分為四層:應(yīng)用層,應(yīng)用框架層,庫(kù)層,內(nèi)核層.

應(yīng)用層主要工作在 Android SDK 之上,利用Android?提供的API進(jìn)行開(kāi)發(fā),生成APK包.

應(yīng)用框架層整合了Android自帶各種控件和類,為 應(yīng)用開(kāi)發(fā) 提供高效,方便的API接口.這個(gè)對(duì)上實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的接口,對(duì)下也提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)方便各種庫(kù)的移入.

庫(kù)層是Android與底層硬件通信接口,它封裝底層硬件接口實(shí)現(xiàn)該模塊的具體邏輯,并以服務(wù)的形式通過(guò)Binder通訊機(jī)制暴露給應(yīng)用框架.

內(nèi)核層則是直接與硬件聯(lián)系的一層,可以理解為設(shè)備驅(qū)動(dòng).

通過(guò)對(duì)上面框架的簡(jiǎn)要說(shuō)明,我們大致明白一個(gè)應(yīng)用自上而下的各個(gè)層起什么作用,這樣有助于我們對(duì)代碼的理解和修改.如果要做基于Android porting(移植)工作,就要明白在哪個(gè)層次的porting,怎么porting?

說(shuō)完Android整體框架，我們以Camera為例來(lái)說(shuō)明一下Camera在各層是如何實(shí)現(xiàn)。下圖是Camera部分在Android上各層的分布圖

Camera 結(jié)構(gòu)分布圖

應(yīng)用層

Camera 的 應(yīng)用層在Android上表現(xiàn)為直接調(diào)用SDK API開(kāi)發(fā)的一個(gè)Camera?應(yīng)用APK包。代碼在\android\packages\apps\Camera下。主要是Java寫的基于 android.hardware.Camera類調(diào)用的封裝，并且實(shí)現(xiàn)Camera應(yīng)用的業(yè)務(wù)邏輯和UI顯示。 android.hardware.Camera就是Android提供給上層調(diào)用的Camera類。這個(gè)類用來(lái)連接或斷開(kāi)一個(gè)Camera服務(wù)，設(shè)置拍 攝參數(shù)，開(kāi)始、停止預(yù)覽，拍照等。它也是Android Camera應(yīng)用框架封裝暴露出來(lái)的接口。一個(gè) Android應(yīng)用 中若要使用這個(gè)類，需要在Manifest文件聲明Camera的權(quán)限，另外還需要添加一些元素來(lái)聲明應(yīng)用中的Camera特性，如自動(dòng)對(duì)焦等。具體做法可如下：

?

?

?

應(yīng)用框架層

Camera 框 架層將應(yīng)用與底層的實(shí)現(xiàn)隔離開(kāi)來(lái)，實(shí)現(xiàn)了一套Android定義的對(duì)上對(duì)下接口規(guī)范，方便應(yīng)用及底層硬件的開(kāi)發(fā)和移植。這一層對(duì)上以Java類的形式包裝 出android.hardware.Camera，提供給應(yīng)用層調(diào)用；對(duì)下在CameraHardwareInterface.h頭文件中定義了 Camera硬件抽象層的接口，這是一個(gè)包含純虛函數(shù)的類，必須被實(shí)現(xiàn)類繼承才能使用。這個(gè)實(shí)現(xiàn)類也即是下層中將講到的用戶庫(kù)層，它繼承 CameraHardwareInterface接口，實(shí)例化對(duì)底層硬件驅(qū)動(dòng)的封裝，最終生成libcamera.so供框架的 libcameraservice.so調(diào)用。這樣做的好處是讓Camera的應(yīng)用框架代碼獨(dú)立，不受底層硬件驅(qū)動(dòng)改變的影響，方便在不同平臺(tái)上 porting?驅(qū)動(dòng)代碼，而保持上層的代碼不用變化。

? 庫(kù)層（硬件抽象層HAL Hardware Abstraction Layer）

這 個(gè)層次其實(shí)就是用戶空間的驅(qū)動(dòng)代碼。前面有介紹過(guò)框架層對(duì)下在CameraHardwareInterface.h頭文件中定義了Camera硬件抽象層 的接口，它是包含純虛函數(shù)的類，必須被實(shí)現(xiàn)類繼承才能使用。HAL層正好繼承CameraHardwareInterface接口，依據(jù)V4l2規(guī)范實(shí)例 化底層硬件驅(qū)動(dòng)，使用ioctl方式調(diào)用驅(qū)動(dòng)，最終生成libcamera.so供框架的libcameraservice.so調(diào)用。

內(nèi)核層

這一層主要是基于Linux的設(shè)備驅(qū)動(dòng)。對(duì)Camera來(lái)說(shuō)，一般是按V4l2規(guī)范將Camera原子功能以ioctl的形式暴露出來(lái)供HAL層調(diào)用的實(shí)現(xiàn)。

參考：

http://blog.csdn.net/BonderWu/archive/2010/08/15/5814278.aspx

http://wenku.baidu.com/view/c45c1b4e852458fb770b568c.html

http://www.360doc.com/content/11/0106/16/4915724_84479344.shtml#

Android Camera 開(kāi)發(fā)之前言