Observação:esta página se refere ao pacote Camera2. A menos que seu app exija recursos específicos e de baixo nível do Camera2, recomendamos o uso do CameraX. CameraX e Camera2 oferecem suporte ao Android 5.0 (nível 21 da API) e versões mais recentes.
Um aplicativo de câmera pode usar mais de um fluxo de frames simultaneamente. Em Em alguns casos, streams diferentes exigem uma resolução de frame ou pixel diferente . Veja alguns casos de uso comuns:
- Gravação de vídeo: um stream para visualização, outro para ser codificado e salvo em um arquivo.
- Leitura de código de barras: um stream para visualização e outro para detecção de código de barras.
- Fotografia computacional: um fluxo para visualização, outro para rosto/cena detecção de ameaças.
Há um custo de desempenho não trivial ao processar frames, e o custo é multiplicados ao fazer processamento paralelo de stream ou pipeline.
Recursos como CPU, GPU e DSP podem aproveitar a o reprocessamento do framework mas recursos como memória crescem linearmente.
Vários destinos por solicitação
Vários streams de câmera podem ser combinados em um único
CameraCaptureRequest
O snippet de código a seguir ilustra como configurar uma sessão de câmera com uma
stream para visualização da câmera e outro para processamento de imagens:
Kotlin
val session: CameraCaptureSession = ... // from CameraCaptureSession.StateCallback // You will use the preview capture template for the combined streams // because it is optimized for low latency; for high-quality images, use // TEMPLATE_STILL_CAPTURE, and for a steady frame rate use TEMPLATE_RECORD val requestTemplate = CameraDevice.TEMPLATE_PREVIEW val combinedRequest = session.device.createCaptureRequest(requestTemplate) // Link the Surface targets with the combined request combinedRequest.addTarget(previewSurface) combinedRequest.addTarget(imReaderSurface) // In this simple case, the SurfaceView gets updated automatically. ImageReader // has its own callback that you have to listen to in order to retrieve the // frames so there is no need to set up a callback for the capture request session.setRepeatingRequest(combinedRequest.build(), null, null)
Java
CameraCaptureSession session = …; // from CameraCaptureSession.StateCallback // You will use the preview capture template for the combined streams // because it is optimized for low latency; for high-quality images, use // TEMPLATE_STILL_CAPTURE, and for a steady frame rate use TEMPLATE_RECORD CaptureRequest.Builder combinedRequest = session.getDevice().createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_PREVIEW); // Link the Surface targets with the combined request combinedRequest.addTarget(previewSurface); combinedRequest.addTarget(imReaderSurface); // In this simple case, the SurfaceView gets updated automatically. ImageReader // has its own callback that you have to listen to in order to retrieve the // frames so there is no need to set up a callback for the capture request session.setRepeatingRequest(combinedRequest.build(), null, null);
Se você configurar as superfícies de destino corretamente, esse código produzirá apenas
de streaming que atendam ao QPS mínimo determinado pelo
StreamComfigurationMap.GetOutputMinFrameDuration(int, Size)
e
StreamComfigurationMap.GetOutputStallDuration(int, Size)
O desempenho real varia de acordo com o dispositivo, embora o Android ofereça alguns
de suporte para combinações específicas dependendo de três variáveis:
tipo de saída, tamanho da saída e nível de hardware.
O uso de uma combinação de variáveis não compatível pode funcionar com um frame rate baixo. se
se isso não acontecer, ele acionará um dos callbacks de falha.
A documentação de createCaptureSession
descreve o que tem garantia de funcionamento.
Tipo de saída
O tipo de saída se refere ao formato em que os frames são codificados. A
valores possíveis são PRIV, YUV, JPEG e RAW. A documentação
createCaptureSession
os descreve.
Ao escolher o tipo de saída do aplicativo, se o objetivo for maximizar
compatibilidade, use
ImageFormat.YUV_420_888
para análise de frames e
ImageFormat.JPEG
para imagem estática
de imagens de contêiner. Para cenários de visualização e gravação, você provavelmente usará um
SurfaceView
,
TextureView
,
MediaRecorder
,
MediaCodec
ou
RenderScript.Allocation
. Em
nesses casos, não especifique um formato de imagem. Para compatibilidade, ele contará como
ImageFormat.PRIVATE
,
seja qual for o formato real usado internamente. Para consultar os formatos compatíveis
por um dispositivo de acordo com as
CameraCharacteristics
,
use este código:
Kotlin
val characteristics: CameraCharacteristics = ... val supportedFormats = characteristics.get( CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP).outputFormats
Java
CameraCharacteristics characteristics = …; int[] supportedFormats = characteristics.get( CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP).getOutputFormats();
Tamanho da saída
Todos os tamanhos de saída disponíveis são listados por
StreamConfigurationMap.getOutputSizes()
,
mas apenas dois estão relacionados à compatibilidade: PREVIEW
e MAXIMUM
. Os tamanhos
atuam como limites superiores. Se algo do tamanho PREVIEW
funcionar, então qualquer item com
um tamanho menor que PREVIEW
também funcionará. O mesmo acontece com MAXIMUM
. A
documentação sobre
CameraDevice
explica esses tamanhos.
Os tamanhos de saída disponíveis dependem da escolha do formato. Considerando
CameraCharacteristics
e um formato, é possível consultar os tamanhos de saída disponíveis, assim:
Kotlin
val characteristics: CameraCharacteristics = ... val outputFormat: Int = ... // such as ImageFormat.JPEG val sizes = characteristics.get( CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP) .getOutputSizes(outputFormat)
Java
CameraCharacteristics characteristics = …; int outputFormat = …; // such as ImageFormat.JPEG Size[] sizes = characteristics.get( CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP) .getOutputSizes(outputFormat);
Nos casos de uso de visualização e gravação da câmera, use a classe de destino para determinar com os tamanhos compatíveis. O formato será processado pelo próprio framework da câmera:
Kotlin
val characteristics: CameraCharacteristics = ... val targetClass: Class <T> = ... // such as SurfaceView::class.java val sizes = characteristics.get( CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP) .getOutputSizes(targetClass)
Java
CameraCharacteristics characteristics = …; int outputFormat = …; // such as ImageFormat.JPEG Size[] sizes = characteristics.get( CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP) .getOutputSizes(outputFormat);
Para encontrar o tamanho de MAXIMUM
, ordene os tamanhos de saída por área e retorne o maior
primeiro:
Kotlin
fun <T>getMaximumOutputSize( characteristics: CameraCharacteristics, targetClass: Class <T>, format: Int? = null): Size { val config = characteristics.get( CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP) // If image format is provided, use it to determine supported sizes; or else use target class val allSizes = if (format == null) config.getOutputSizes(targetClass) else config.getOutputSizes(format) return allSizes.maxBy { it.height * it.width } }
Java
@RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.N) <T> Size getMaximumOutputSize(CameraCharacteristics characteristics, Class <T> targetClass, Integer format) { StreamConfigurationMap config = characteristics.get(CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP); // If image format is provided, use it to determine supported sizes; else use target class Size[] allSizes; if (format == null) { allSizes = config.getOutputSizes(targetClass); } else { allSizes = config.getOutputSizes(format); } return Arrays.stream(allSizes).max(Comparator.comparing(s -> s.getHeight() * s.getWidth())).get(); }
PREVIEW
refere-se à melhor correspondência de tamanho para a resolução da tela do dispositivo ou para
1080p (1920 x 1080), o que for menor. A proporção pode não corresponder ao
proporção da tela de forma exata, então pode ser necessário aplicar o efeito letterbox ou
cortando no stream para exibi-lo em modo de tela cheia. Para conseguir
de visualização, compare os tamanhos de saída disponíveis com o tamanho da tela e,
considerando que a tela pode ser girada.
O código abaixo define uma classe auxiliar, SmartSize
, que aumentará o tamanho
fazer comparações.
Kotlin
/** Helper class used to pre-compute shortest and longest sides of a [Size] */ class SmartSize(width: Int, height: Int) { var size = Size(width, height) var long = max(size.width, size.height) var short = min(size.width, size.height) override fun toString() = "SmartSize(${long}x${short})" } /** Standard High Definition size for pictures and video */ val SIZE_1080P: SmartSize = SmartSize(1920, 1080) /** Returns a [SmartSize] object for the given [Display] */ fun getDisplaySmartSize(display: Display): SmartSize { val outPoint = Point() display.getRealSize(outPoint) return SmartSize(outPoint.x, outPoint.y) } /** * Returns the largest available PREVIEW size. For more information, see: * https://d.android.com/reference/android/hardware/camera2/CameraDevice */ fun <T>getPreviewOutputSize( display: Display, characteristics: CameraCharacteristics, targetClass: Class <T>, format: Int? = null ): Size { // Find which is smaller: screen or 1080p val screenSize = getDisplaySmartSize(display) val hdScreen = screenSize.long >= SIZE_1080P.long || screenSize.short >= SIZE_1080P.short val maxSize = if (hdScreen) SIZE_1080P else screenSize // If image format is provided, use it to determine supported sizes; else use target class val config = characteristics.get( CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP)!! if (format == null) assert(StreamConfigurationMap.isOutputSupportedFor(targetClass)) else assert(config.isOutputSupportedFor(format)) val allSizes = if (format == null) config.getOutputSizes(targetClass) else config.getOutputSizes(format) // Get available sizes and sort them by area from largest to smallest val validSizes = allSizes .sortedWith(compareBy { it.height * it.width }) .map { SmartSize(it.width, it.height) }.reversed() // Then, get the largest output size that is smaller or equal than our max size return validSizes.first { it.long <= maxSize.long && it.short <= maxSize.short }.size }
Java
/** Helper class used to pre-compute shortest and longest sides of a [Size] */ class SmartSize { Size size; double longSize; double shortSize; public SmartSize(Integer width, Integer height) { size = new Size(width, height); longSize = max(size.getWidth(), size.getHeight()); shortSize = min(size.getWidth(), size.getHeight()); } @Override public String toString() { return String.format("SmartSize(%sx%s)", longSize, shortSize); } } /** Standard High Definition size for pictures and video */ SmartSize SIZE_1080P = new SmartSize(1920, 1080); /** Returns a [SmartSize] object for the given [Display] */ SmartSize getDisplaySmartSize(Display display) { Point outPoint = new Point(); display.getRealSize(outPoint); return new SmartSize(outPoint.x, outPoint.y); } /** * Returns the largest available PREVIEW size. For more information, see: * https://d.android.com/reference/android/hardware/camera2/CameraDevice */ @RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.N) <T> Size getPreviewOutputSize( Display display, CameraCharacteristics characteristics, Class <T> targetClass, Integer format ){ // Find which is smaller: screen or 1080p SmartSize screenSize = getDisplaySmartSize(display); boolean hdScreen = screenSize.longSize >= SIZE_1080P.longSize || screenSize.shortSize >= SIZE_1080P.shortSize; SmartSize maxSize; if (hdScreen) { maxSize = SIZE_1080P; } else { maxSize = screenSize; } // If image format is provided, use it to determine supported sizes; else use target class StreamConfigurationMap config = characteristics.get( CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP); if (format == null) assert(StreamConfigurationMap.isOutputSupportedFor(targetClass)); else assert(config.isOutputSupportedFor(format)); Size[] allSizes; if (format == null) { allSizes = config.getOutputSizes(targetClass); } else { allSizes = config.getOutputSizes(format); } // Get available sizes and sort them by area from largest to smallest List <Size> sortedSizes = Arrays.asList(allSizes); List <SmartSize> validSizes = sortedSizes.stream() .sorted(Comparator.comparing(s -> s.getHeight() * s.getWidth())) .map(s -> new SmartSize(s.getWidth(), s.getHeight())) .sorted(Collections.reverseOrder()).collect(Collectors.toList()); // Then, get the largest output size that is smaller or equal than our max size return validSizes.stream() .filter(s -> s.longSize <= maxSize.longSize && s.shortSize <= maxSize.shortSize) .findFirst().get().size; }
Verificar o nível de hardware compatível
Para determinar os recursos disponíveis no momento da execução, verifique o hardware com suporte
usando
CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL
Com um
CameraCharacteristics
, você pode recuperar o nível do hardware com uma única instrução:
Kotlin
val characteristics: CameraCharacteristics = ... // Hardware level will be one of: // - CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_LEGACY, // - CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_EXTERNAL, // - CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_LIMITED, // - CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_FULL, // - CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_3 val hardwareLevel = characteristics.get( CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL)
Java
CameraCharacteristics characteristics = ...; // Hardware level will be one of: // - CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_LEGACY, // - CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_EXTERNAL, // - CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_LIMITED, // - CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_FULL, // - CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_3 Integer hardwareLevel = characteristics.get( CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL);
Como juntar todas as peças
Com o tipo, o tamanho e o nível de hardware da saída, é possível determinar
combinações de streams são válidas. O gráfico a seguir é um resumo
com suporte de um CameraDevice
com
LEGACY
no nível de hardware.
Meta 1 | Meta 2 | Meta 3 | Exemplos de casos de uso | |||
---|---|---|---|---|---|---|
Tipo | Tamanho máximo | Tipo | Tamanho máximo | Tipo | Tamanho máximo | |
PRIV |
MAXIMUM |
Visualização simples, processamento de vídeo por GPU ou gravação de vídeo sem visualização. | ||||
JPEG |
MAXIMUM |
Captura de imagem estática sem visor. | ||||
YUV |
MAXIMUM |
Processamento de vídeo/imagem no aplicativo. | ||||
PRIV |
PREVIEW |
JPEG |
MAXIMUM |
Imagem estática padrão. | ||
YUV |
PREVIEW |
JPEG |
MAXIMUM |
Processamento no aplicativo e ainda captura. | ||
PRIV |
PREVIEW |
PRIV |
PREVIEW |
Gravação padrão. | ||
PRIV |
PREVIEW |
YUV |
PREVIEW |
Visualização e processamento no app. | ||
PRIV |
PREVIEW |
YUV |
PREVIEW |
Visualização e processamento no app. | ||
PRIV |
PREVIEW |
YUV |
PREVIEW |
JPEG |
MAXIMUM |
Captura estática e processamento no app. |
LEGACY
é o nível de hardware mais baixo possível. A tabela mostra que
dispositivo com suporte a Camera2 (API de nível 21 e mais recentes) pode gerar até três
transmissões simultâneas usando a configuração correta e se não houver muito
sobrecarga que limita o desempenho, como restrições de memória, CPU ou térmicas.
Seu app também precisa configurar buffers de saída de destino. Por exemplo, para
direcionar para um dispositivo com nível de hardware LEGACY
, será possível configurar duas saídas de destino
plataformas, uma usando ImageFormat.PRIVATE
e outra usando
ImageFormat.YUV_420_888
Esta é uma combinação suportada quando o usuário
Tamanho PREVIEW
. Usando a função definida anteriormente neste tópico, obter o
tamanhos de visualização obrigatórios para um ID de câmera exige o seguinte código:
Kotlin
val characteristics: CameraCharacteristics = ... val context = this as Context // assuming you are inside of an activity val surfaceViewSize = getPreviewOutputSize( context, characteristics, SurfaceView::class.java) val imageReaderSize = getPreviewOutputSize( context, characteristics, ImageReader::class.java, format = ImageFormat.YUV_420_888)
Java
CameraCharacteristics characteristics = ...; Context context = this; // assuming you are inside of an activity Size surfaceViewSize = getPreviewOutputSize( context, characteristics, SurfaceView.class); Size imageReaderSize = getPreviewOutputSize( context, characteristics, ImageReader.class, format = ImageFormat.YUV_420_888);
É necessário aguardar até que o SurfaceView
esteja pronto usando os callbacks fornecidos:
Kotlin
val surfaceView = findViewById <SurfaceView>(...) surfaceView.holder.addCallback(object : SurfaceHolder.Callback { override fun surfaceCreated(holder: SurfaceHolder) { // You do not need to specify image format, and it will be considered of type PRIV // Surface is now ready and you could use it as an output target for CameraSession } ... })
Java
SurfaceView surfaceView = findViewById <SurfaceView>(...); surfaceView.getHolder().addCallback(new SurfaceHolder.Callback() { @Override public void surfaceCreated(@NonNull SurfaceHolder surfaceHolder) { // You do not need to specify image format, and it will be considered of type PRIV // Surface is now ready and you could use it as an output target for CameraSession } ... });
É possível forçar SurfaceView
a corresponder ao tamanho de saída da câmera chamando
SurfaceHolder.setFixedSize()
ou adotar uma abordagem semelhante
AutoFitSurfaceView
da guia Comuns
módulo
das amostras de câmera no GitHub, que define um tamanho absoluto, considerando
a proporção e o espaço disponível, enquanto automaticamente
ajustando quando as alterações de atividades são acionadas.
Configurar a outra superfície de
ImageReader
com o formato desejado é
mais fácil, já que não há callbacks para esperar:
Kotlin
val frameBufferCount = 3 // just an example, depends on your usage of ImageReader val imageReader = ImageReader.newInstance( imageReaderSize.width, imageReaderSize.height, ImageFormat.YUV_420_888, frameBufferCount)
Java
int frameBufferCount = 3; // just an example, depends on your usage of ImageReader ImageReader imageReader = ImageReader.newInstance( imageReaderSize.width, imageReaderSize.height, ImageFormat.YUV_420_888, frameBufferCount);
Ao usar um buffer de destino de bloqueio como ImageReader
, descarte os frames depois de
usá-los:
Kotlin
imageReader.setOnImageAvailableListener({ val frame = it.acquireNextImage() // Do something with "frame" here it.close() }, null)
Java
imageReader.setOnImageAvailableListener(listener -> { Image frame = listener.acquireNextImage(); // Do something with "frame" here listener.close(); }, null);
O nível de hardware do LEGACY
é direcionado aos dispositivos de menor denominador comum. Você pode
adicionar ramificações condicionais e usar o tamanho RECORD
para um dos destinos de saída
superfícies em dispositivos com nível de hardware LIMITED
, ou até mesmo aumentá-lo para
Tamanho MAXIMUM
para dispositivos com nível de hardware FULL
.