AndroidCamera框架.docx
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AndroidCamera框架
Android的Camera架构介绍
1.1Camera概述
Android的Camera包含取景器（viewfinder）和拍摄照片的功能。
目前Android发布版的Camera程序虽然功能比较简单，但是其程序的架构分成客户端和服务器两个部分，它们建立在Android的进程间通讯Binder的结构上。
以开源的Android为例，Camera的代码主要在以下的目录中：
Camera的JAVA程序的路径：
packages/apps/Camera/src/com/android/camera/
在其中Camera.java是主要实现的文件
frameworks/base/core/java/android/hardware/Camera.java
这个类是和JNI中定义的类是一个，有些方法通过JNI的方式调用本地代码得到，有些方法自己实现。
Camera的JAVA本地调用部分（JNI）：
frameworks/base/core/jni/android_hardware_Camera.cpp
这部分内容编译成为目标是libandroid_runtime.so。
主要的头文件在以下的目录中：
frameworks/base/include/ui/
Camera底层库在以下的目录中：
frameworks/base/libs/ui/
这部分的内容被编译成库libui.so。
Camera服务部分：
frameworks/base/camera/libcameraservice/
这部分内容被编译成库libcameraservice.so。
为了实现一个具体功能的Camera，在最底层还需要一个硬件相关的Camer库（例如通过调用videoforlinux驱动程序和Jpeg编码程序实现）。
这个库将被Camera的服务库libcameraservice.so调用。
1.2Camera的接口与架构
Camera的整体框架图
Camera的各个库之间的结构可以用下图的表示：
在Camera系统的各个库中，libui.so位于核心的位置，它对上层的提供的接口主要是Camera类，类libandroid_runtime.so通过调用Camera类提供对JAVA的接口，并且实现了android.hardware.camera类。
libcameraservice.so是Camera的服务器程序，它通过继承libui.so的类实现服务器的功能，并且与libui.so中的另外一部分内容则通过进程间通讯（即Binder机制）的方式进行通讯。
libandroid_runtime.so和libui.so两个库是公用的,其中除了Camera还有其他方面的功能。
Camera部分的头文件在frameworks/base/include/ui/目录中，这个目录是和libmedia.so库源文件的目录frameworks/base/libs/ui/相对应的。
Camera主要的头文件有以下几个：
ICameraClient.h
Camera.h
ICamera.h
ICameraService.h
CameraHardwareInterface.h
在这些头文件Camera.h提供了对上层的接口，而其他的几个头文件都是提供一些接口类（即包含了纯虚函数的类），这些接口类必须被实现类继承才能够使用。
整个Camera在运行的时候，可以大致上分成Client和Server两个部分，它们分别在两个进程中运行，它们之间使用Binder机制实现进程间通讯。
这样在客户端调用接口，功能则在服务器中实现，但是在客户端中调用就好像直接调用服务器中的功能，进程间通讯的部分对上层程序不可见。
从框架结构上来看，ICameraService.h、ICameraClient.h和ICamera.h三个类定义了camera的接口和架构，ICameraService.cpp和Camera.cpp两个文件用于Camera架构的实现，Camera的具体功能在下层调用硬件相关的接口来实现。
从Camera的整体结构上，类Camera是整个系统核心，ICamera类提供了Camera主要功能的接口，在客户端方面调用，CameraService是Camera服务，它通过调用实际的Camera硬件接口来实现功能。
事实上，图中红色虚线框的部分都是Camera程序的框架部分，它主要利用了Android的系统的Binder机制来完成通讯。
蓝色的部分通过调用Camera硬件相关的接口完成具体的Camera服务功能，其它的部分是为上层的JAVA程序提供JNI接口。
在整体结构上，左边可以视为一个客户端，右边是一个可以视为服务器，二者通过Android的Bimder来实现进程间的通讯。
头文件ICameraClient.h
ICameraClient.h用于描述一个Camera客户端的接口，定义如下所示：
classICameraClient:
publicIInterface
{
public:
DECLARE_META_INTERFACE（CameraClient）;
virtualvoidshutterCallback（）=0;
virtualvoidrawCallback（constsp&picture）=0;
virtualvoidjpegCallback（constsp&picture）=0;
virtualvoidframeCallback（constsp&frame）=0;
virtualvoiderrorCallback（status_terror）=0;
virtualvoidautoFocusCallback（boolfocused）=0;
};
classBnCameraClient:
publicBnInterface
{
public:
virtualstatus_tonTransact（uint32_tcode,
constParcel&data,
Parcel*reply,
uint32_tflags=0）;
};
在定义中，ICameraClient类继承IInterface，并定义了一个Camera客户端的接口，BnCameraClient继承了BnInterface，这是为基于Android的基础类Binder机制实现在进程通讯而构建的。
根据BnInterface类模版的定义BnInterface类相当于双继承了BnInterface和ICameraClient。
IcameraClient这个类的主要接口是几个回调函数shutterCallback、rawCallback和jpegCallback等，它们在相应动作发生的时候被调用。
作为Camera的“客户端”，需要自己实现几个回调函数，让服务器程序去“间接地”调用它们。
头文件Camera.h
Camera.h是Camera对外的接口头文件，它被实现CameraJNI的文件android_hardware_Camera.cpp所调用。
Camera.h最主要是定义了一个Camera类：
classCamera:
publicBnCameraClient,publicIBinder:
:
DeathRecipient
{
public:
static sp connect（）;
~Camera（）;
void disconnect（）;
status_t getStatus（）{returnmStatus;}
status_t setPreviewDisplay（constsp&surface）;
status_t startPreview（）;
void stopPreview（）;
status_t autoFocus（）;
status_t takePicture（）;
status_t setParameters（constString8¶ms）;
String8 getParameters（）const;
void setShutterCallback（shutter_callbackcb,void*cookie）;
void setRawCallback（frame_callbackcb,void*cookie）;
void setJpegCallback（frame_callbackcb,void*cookie）;
void setFrameCallback（frame_callbackcb,void*cookie）;
void setErrorCallback（error_callbackcb,void*cookie）;
void setAutoFocusCallback（autofocus_callbackcb,void*cookie）;
//ICameraClientinterface
virtualvoid shutterCallback（）;
virtualvoid rawCallback（constsp&picture）;
virtualvoid jpegCallback（constsp&picture）;
virtualvoid frameCallback（constsp&frame）;
virtualvoid errorCallback（status_terror）;
virtualvoid autoFocusCallback（boolfocused）;
//……
}
从接口中可以看出Camera类刚好实现了一个Camera的基本操作，例如播放（startPreview）、停止（stopPreview）、暂停（takePicture）等。
在Camera类中connect（）是一个静态函数，它用于得到一个Camera的实例。
在这个类中，具有设置回调函数的几个函数：
setShutterCallback、setRawCallback和setJpegCallback等，这几个函数是为了提供给上层使用，上层利用这几个设置回调函数，这些回调函数在相应的回调函数中调用，例如使用setShutterCallback设置的回调函数指针被shutterCallback所调用。
在定义中，ICameraClient类双继承了IInterface和IBinder:
:
DeathRecipient，并定义了一个Camera客户端的接口，BnCameraClient继承了BnInterface，这是为基于Android的基础类Binder机制实现在进程通讯而构建的。
事实上，根据BnInterface类模版的定义BnInterface类相当于双继承了BnInterface和ICameraClient。
这是Android一种常用的定义方式。
继承了DeathNotifier类之后，这样当这个类作为IBinder使用的时候，当这个Binder即将Died的时候被调用其中的binderDied函数。
继承这个类基本上实现了一个回调函数的功能。
头文件ICamera.h
ICamera.h描述的内容是一个实现Camera功能的接口，其定义如下所示：
classICamera:
publicIInterface
{
public:
DECLARE_META_INTERFACE（Camera）;
virtualvoid disconnect（）=0;
virtualstatus_t setPreviewDisplay（constsp&surface）=0;
virtualvoid setHasFrameCallback（boolinstalled）=0;
virtualstatus_t startPreview（）=0;
virtualvoid stopPreview（）=0;
virtualstatus_t autoFocus（）=0;
virtualstatus_t takePicture（）=0;
virtualstatus_t setParameters（constString8¶ms）=0;
virtualString8 getParameters（）const=0;
};
classBnCamera:
publicBnInterface
{
public:
virtualstatus_t onTransact（uint32_tcode,
constParcel&data,
Parcel*reply,
uint32_tflags=0）;
};
ICamera.h描述的内容是一个实现Camera功能的接口，其定义如下所示：
在camera类中，主要定义Camera的功能接口，这个类必须被继承才能够使用。
值得注意的是，这些接口和Camera类的接口有些类似，但是它们并没有直接的关系。
事实上，在Camera类的各种实现中，一般都会通过调用ICamera类的实现类来完成。
头文件ICameraService.h
ICameraService.h用于描述一个Camera的服务，定义方式如下所示：
classICameraService:
publicIInterface
{
public:
DECLARE_META_INTERFACE（CameraService）;
virtualsp connect（constsp&cameraClient）=0;
};
classBnCameraService:
publicBnInterface
{
public:
virtualstatus_t onTransact（uint32_tcode,
constParcel&data,
Parcel*reply,
uint32_tflags=0）;
};
由于具有纯虚函数，ICameraService以及BnCameraService必须被继承实现才能够使用，在ICameraService只定义了一个connect（）接口，它的返回值的类型是sp，这个ICamera是提供实现功能的接口。
注意，ICameraService只有连接函数connect（），没有断开函数，断开的功能由ICamera接口来提供。
头文件CameraHardwareInterface.h
CameraHardwareInterface.h定义的是一个Camera底层的接口，这个类的实现者是最终实现Camera的。
CameraHardwareInterface定以Camera硬件的接口，如下所示：
classCameraHardwareInterface:
publicvirtualRefBase{
public:
virtual~CameraHardwareInterface（）{}
virtualsp getPreviewHeap（）const=0;
virtualstatus_t startPreview（preview_callbackcb,void*user）=0;
virtualvoid stopPreview（）=0;
virtualstatus_t autoFocus（autofocus_callback,
void*user）=0;
virtualstatus_t takePicture（shutter_callback,
raw_callback,
jpeg_callback,
void*user）=0;
virtualstatus_t cancelPicture（boolcancel_shutter,
boolcancel_raw,
boolcancel_jpeg）=0;
virtualstatus_t setParameters（constCameraParameters¶ms）=0;
virtualCameraParameters getParameters（）const=0;
virtualvoidrelease（）=0;
virtualstatus_tdump（intfd,constVector&args）const=0;
};
使用C语言的方式导出符号：
extern"C"spopenCameraHardware（）;
在程序的其他地方，使用openCameraHardware（）就可以得到一个CameraHardwareInterface，然后调用CameraHardwareInterface的接口完成Camera的功能。
1.3Camera的主要实现分析
JAVA程序部分
在packages/apps/Camera/src/com/android/camera/目录的Camera.java文件中，包含了对Camera的调用
在Camera.java中包含对包的引用：
importandroid.hardware.Camera.PictureCallback;
importandroid.hardware.Camera.Size;
在这里定义的Camera类继承了活动Activity类，在它的内部，包含了一个android.hardware.Camera
publicclassCameraextendsActivityimplementsView.OnClickListener,SurfaceHolder.Callback{ android.hardware.CameramCameraDevice;
}
对Camera功能的一些调用如下所示：
mCameraDevice.takePicture（mShutterCallback,mRawPictureCallback,mJpegPictureCallback）;
mCameraDevice.startPreview（）;
mCameraDevice.stopPreview（）;
startPreview、stopPreview和takePicture等接口就是通过JAVA本地调用（JNI）来实现的。
frameworks/base/core/java/android/hardware/目录中的Camera.java文件提供了一个JAVA类：
Camera。
publicclassCamera{
}
在这个类当中，大部分代码使用JNI调用下层得到，例如：
publicvoidsetParameters（Parametersparams）{
Log.e（TAG,"setParameters（）"）;
//params.dump（）;
na
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