Android开发技巧——Camera拍照功能

本篇是我对开发项目的拍照功能过程中，对Camera拍照使用的总结。由于camera2是在api level 21（5.0.1）才引入的，而Camera到6.0仍可使用，所以暂未考虑camera2。

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文档中的Camera

要使用Camera，首先我们先看一下文档（http://androiddoc.qiniudn.com/reference/android/hardware/Camera.html）中是怎么介绍的。相对于其他绝大多数类，文档对Camera的介绍还是比较详尽的，包含了使用过程中所需要的步骤说明，当然，这也表明了它在实际使用中的繁琐。

首先，需要在AndroidManifest.xml中声明以下权限和特性：

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

然后，拍照的话，需要以下十步：

1. 通过open(int)方法得到一个实例

2. 通过getParameters()方法得到默认的设置

3. 如果有必要，修改上面所返回的Camera.Parameters对象，并调用setParameters(Camera.Parameters) 进行设置

4. 如果有需要，调用setDisplayOrientation(int)设置显示的方向

5. 这一步很重要，通过setPreviewDisplay(SurfaceHolder)传入一个已经初始化了的SurfaceHolder，否则无法进行预览。

6. 这一步也很重要，通过startPreview()开始更新你的预览界面，在你拍照之前，它必须开始。

7. 调用takePicture(Camera.ShutterCallback, Camera.PictureCallback, Camera.PictureCallback, Camera.PictureCallback)进行拍照，等待它的回调

8. 拍照之后，预览的展示会停止。如果想继续拍照，需要先再调用startPreview()。

9. 调用stopPreview()停止预览。

10. 非常重要，调用release()释放Camera，以使其他应用也能够使用相机。你的应用应该在onPause()被调用时就进行释放，在onResume()时再重新open()。

上面就是文档中关于使用Camera进行拍照的介绍了。接下来说一下我的使用场景。

我的使用场景

这是项目的界面需求。下面一个圆的拍照按钮，然后是一个取消按钮，上面是预览界面（SurfaceView）加个取景框。再上面就是一块黑的了。点拍照，拍照之后，跳到一个裁剪图片的界面，所以不会有连续拍多次照片的场景。

取景框什么的这里略过不谈，布局文件也相对比较简单，下面直接看Java代码里对Camera的使用。

实际使用及填坑

SurfaceHolder的回调

我在Activity中实现SurfaceHolder.Callback接口。然后在onCreate(Bundle)方法中，添加SurfaceHolder的回调。

        SurfaceHolder holder = mSurfaceView.getHolder();
        holder.addCallback(this);

它的回调方法有3个，分别是surface被创建时的回调surfaceCreated(SurfaceHolder)，surface被销毁时的回调surfaceDestroyed(SurfaceHolder)以及surface改变时的回调surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int, int, int)。这里我们只关注创建和销毁时的回调，定义一个变量用于标志它的状态。

    private boolean mIsSurfaceReady;

    @Override
    public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {
        mIsSurfaceReady = true;
        startPreview();
    }

    @Override
    public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {
        mIsSurfaceReady = false;
    }

其中的startPreview()方法将在下面讲到。

打开相机

然后是打开相机。这些代码在我定义的openCamera方法中。

        if (mCamera == null) {
            try {
                mCamera = Camera.open();
            } catch (RuntimeException e) {
                if ("Fail to connect to camera service".equals(e.getMessage())) {
                    //提示无法打开相机，请检查是否已经开启权限
                } else if ("Camera initialization failed".equals(e.getMessage())) {
                    //提示相机初始化失败，无法打开
                } else {
                    //提示相机发生未知错误，无法打开
                }
                finish();
                return;
            }
        }

打开相机失败的话，我们无法进行下一步操作，所以在提示之后会直接把界面关掉。

拍照参数

        final Camera.Parameters cameraParams = mCamera.getParameters();
        cameraParams.setPictureFormat(ImageFormat.JPEG);
        cameraParams.setFocusMode(Camera.Parameters.FOCUS_MODE_AUTO);

分别设置图片格式，以及对焦模式。然后因为我这里是竖屏拍照，所以还需要对Camera旋转90度。

cameraParams.setRotation(90);

注意：涉及到旋转的有两个方法，一个是旋转相机，一个是旋转预览。这里设置的是对相机的旋转。

继续注意：由于机型兼容的问题，这里设置旋转之后，有些手机照片来的照片就是竖的了，但是有些手机（比如万恶的三星）拍出来的照片还是横的，但是它们在照片的Exif信息中有相关的角度属性。所以对于拍出来的照片还是横着的，我们在裁剪时再继续处理。关于照片的旋转处理，后续博客中会讲到。

尺寸参数

这里还是Camera的参数设置，但是我把它单独抽出来是因为，它不像上面设置的参数那样简单直接，而需要进行计算。下面是我们需要注意的问题：

1. 首先，相机的宽高比例主要有两种，一种是16：9，一种是4：3。
2. 其次，我们需要SurfaceView的比例与Camera预览尺寸的比例一样，才不会导致预览出来的结果是变形的。
3. 由于机型分辨率的问题，再加上我们的SurfaceView不是满屏的（即使满屏，还要考虑一些虚拟导航栏和各种奇葩分辨率的机型），16：9的比例我们需要上是不会用到的了，我们会让Camera预览的尺寸比例与SurfaceView的大小比例一样。
4. 要特别注意，一些手机，如果设置预览的大小与设置的图片大小相差太大（但宽高比例相同）的话，拍出来的照片可能范围也不一样。比如你拍的时候明明是一幅画包括画框，保存的图片却只有画框里的内容。

下面的代码还是写在我们的openCamera()方法中。由于我们需要能够获取到SurfaceView的大小，所以openCamera()是这样调用的：

    @Override
    protected void onResume() {
        super.onResume();
        mSurfaceView.post(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                openCamera();
            }
        });
    }

它可以保证在openCamera()被调用时surfaceView一定是绘制完成了的。

然后在openCamera()的后续代码中，先获取surfaceView的宽高比例。注意，对于surfaceView我开始在布局上写的是高度占满剩下的空间。

    <SurfaceView
        android:id="@+id/surface_view"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        android:layout_above="@id/bottom"/>

这时候得到的宽高比就是我们所能接受的最小比例了。

        // 短边比长边
        final float ratio = (float) mSurfaceView.getWidth() / mSurfaceView.getHeight();

然后获取相机支持的图片尺寸，找出最适合的尺寸。

        // 设置pictureSize
        List<Camera.Size> pictureSizes = cameraParams.getSupportedPictureSizes();
        if (mBestPictureSize == null) {
            mBestPictureSize =findBestPictureSize(pictureSizes, cameraParams.getPictureSize(), ratio);
        }
        cameraParams.setPictureSize(mBestPictureSize.width, mBestPictureSize.height);

findBestPictureSize的代码如下。注意，因为我们是旋转了相机的，所以计算的时候，对surfaceView的比例是宽除以高，而对Camera.Size则是高除以宽。

    /**
     * 找到短边比长边大于于所接受的最小比例的最大尺寸
     *
     * @param sizes       支持的尺寸列表
     * @param defaultSize 默认大小
     * @param minRatio    相机图片短边比长边所接受的最小比例
     * @return 返回计算之后的尺寸
     */
    private Camera.Size findBestPictureSize(List<Camera.Size> sizes, Camera.Size defaultSize, float minRatio) {
        final int MIN_PIXELS = 320 * 480;

        sortSizes(sizes);

        Iterator<Camera.Size> it = sizes.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            Camera.Size size = it.next();
            //移除不满足比例的尺寸
            if ((float) size.height / size.width <= minRatio) {
                it.remove();
                continue;
            }
            //移除太小的尺寸
            if (size.width * size.height < MIN_PIXELS) {
                it.remove();
            }
        }

        // 返回符合条件中最大尺寸的一个
        if (!sizes.isEmpty()) {
            return sizes.get(0);
        }
        // 没得选，默认吧
        return defaultSize;
    }

接下来是设置预览图片的尺寸：

        // 设置previewSize
        List<Camera.Size> previewSizes = cameraParams.getSupportedPreviewSizes();
        if (mBestPreviewSize == null) {
            mBestPreviewSize = findBestPreviewSize(previewSizes, cameraParams.getPreviewSize(),
                    mBestPictureSize, ratio);
        }
        cameraParams.setPreviewSize(mBestPreviewSize.width, mBestPreviewSize.height);

根据图片尺寸，以及SurfaceView的比例来计算preview的尺寸。

    /**
     * @param sizes
     * @param defaultSize
     * @param pictureSize 图片的大小
     * @param minRatio preview短边比长边所接受的最小比例
     * @return
     */
    private Camera.Size findBestPreviewSize(List<Camera.Size> sizes, Camera.Size defaultSize,
                                            Camera.Size pictureSize, float minRatio) {
        final int pictureWidth = pictureSize.width;
        final int pictureHeight = pictureSize.height;
        boolean isBestSize = (pictureHeight / (float)pictureWidth) > minRatio;
        sortSizes(sizes);

        Iterator<Camera.Size> it = sizes.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            Camera.Size size = it.next();
            if ((float) size.height / size.width <= minRatio) {
                it.remove();
                continue;
            }

            // 找到同样的比例，直接返回
            if (isBestSize && size.width * pictureHeight == size.height * pictureWidth) {
                return size;
            }
        }

        // 未找到同样的比例的，返回尺寸最大的
        if (!sizes.isEmpty()) {
            return sizes.get(0);
        }

        // 没得选，默认吧
        return defaultSize;
    }

上面的两个findBestxxx方法，可以自己根据业务需要进行调整。整体思路就是先对尺寸排序，然后遍历排除掉不满足条件的尺寸，如果找到比例一样的，则直接返回。如果遍历完了仍没找到，则返回最大的尺寸，如果发现都排除完了，只能返回默认的那一个了。

然后，我们还要再根据previewSize来重新设置我们的surfaceView的大小，以使它们的比例完全一样，才不会导致预览时变形。

        ViewGroup.LayoutParams params = mSurfaceView.getLayoutParams();
        params.height = mSurfaceView.getWidth() * mBestPreviewSize.width / mBestPreviewSize.height;
        mSurfaceView.setLayoutParams(params);

再下来就是把参数设置过去：

mCamera.setParameters(cameraParams);

然后预览。

预览

由于相机打开会需要一些时间，而surfaceHolder的回调也需要一些时间。我希望的是当相机准备完成可以回调并且surface也创建完毕的时候，就可以马上预览（尽量减小进入界面后可能会有的黑一下的时间），所以这里我的代码如下：

        if (mIsSurfaceReady) {
            startPreview();
        }

同时在surface被创建的时候，也会调用一下这个startPreview()方法。

startPreview()代码如下，在camera初始化之后，首先设置SurfaceHolder对象，然后对预览旋转90度，然后开始预览。

    private void startPreview() {
        if (mCamera == null) {
            return;
        }
        try {
            mCamera.setPreviewDisplay(mSurfaceView.getHolder());
            mCamera.setDisplayOrientation(90);
            mCamera.startPreview();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            BugReport.report(e);
        }
    }

自动对焦

我希望在点击预览图的时候能够进行自动对焦。由于在界面上我在surfaceview之上放了一个取景框View，所以我直接对这个View设置一个点击事件，进行触发自动对焦。

自动对焦的代码如下：

    /**
     * 请求自动对焦
     */
    private void requestFocus() {
        if (mCamera == null || mWaitForTakePhoto) {
            return;
        }
        mCamera.autoFocus(null);
    }

这里我只需要相机能够对焦，并不是要在对焦成功之后才进行拍照，所以回调我传了一个null。

之所以这样使用是因为，之前我写的是对焦成功之后才拍照，但是会有两个问题：一是对焦会有一个过程，这样对完焦之后才拍照会慢，二是可能在点拍照的时候预览的界面正是我们想要的，但是一对焦，可能对焦失败，导致没有拍照或者是拍出来的是模糊的。

拍照

拍照也是异步回调，并且会需要点时间，所以这里我定义了一个mWaitForTakePhoto变量，表示正在拍照，还没完成。在拍照的过程中，不允许重新对焦或重新拍照。

    private void takePhoto() {
        if (mCamera == null || mWaitForTakePhoto) {
            return;
        }
        mWaitForTakePhoto = true;
        mCamera.takePicture(null, null, new Camera.PictureCallback() {
            @Override
            public void onPictureTaken(byte[] data, Camera camera) {
                onTakePhoto(data);
                mWaitForTakePhoto = false;
            }
        });
    }

保存照片。这里返回的data可以直接写入文件，就是一张jpg图了。

    private void onTakePhoto(byte[] data) {
        final String tempPath = mOutput + "_";
        FileOutputStream fos = null;
        try {
            fos = new FileOutputStream(tempPath);
            fos.write(data);
            fos.flush();
            //启动我的裁剪界面
        } catch (Exception e) {
            BugReport.report(e);
        } finally {
            IOUtils.close(fos);
        }
    }

相机的打开与关闭以及Activity的生命周期

    @Override
    protected void onResume() {
        super.onResume();
        mSurfaceView.post(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                openCamera();
            }
        });
    }

    @Override
    protected void onPause() {
        super.onPause();
        closeCamera();
    }

关闭相机时，首先要取消掉自动对焦，否则如果正好在自动对焦，又关掉相机，会引发异常。接着停止preview，然后再释放：

    private void closeCamera() {
        if (mCamera == null) {
            return;
        }
        mCamera.cancelAutoFocus();
        stopPreview();
        mCamera.release();
        mCamera = null;
    }

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总结

1，该类的全部代码见：https://gist.github.com/msdx/f8ca0fabf0092f67d829 。没有Demo项目，没有Demo项目，没有Demo项目。

2，文档很重要。

3，我不保证我的代码完全没问题，至少我现在没发现。如果有出现什么问题，欢迎提出。

4，注意相机打开和释放。

5，注意不同机型的相机旋转设置。特别是三星。

6，尺寸计算，previewSize的比例一定要和surfaceView可以显示的比例一样，才不会变形。

7，本文原创，转载请注明在CSDN博客上的出处。