Observação:esta página se refere ao pacote Camera2. A menos que seu app exija recursos específicos de baixo nível do Camera2, recomendamos usar o 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 alguns casos, fluxos diferentes exigem uma resolução de frame ou um formato de pixel diferente. Veja alguns casos de uso comuns:
- Gravação de vídeo: um stream para visualização e outro sendo codificado e salvo em um arquivo.
- Leitura de código de barras: um fluxo para prévia e outro para detecção de código de barras.
- Fotografia computacional: um fluxo para visualização e outro para detecção de rosto/cena.
Há um custo de performance não trivial ao processar frames, e esse custo é multiplicado ao fazer o processamento paralelo de streams ou pipelines.
Recursos como CPU, GPU e DSP podem aproveitar os recursos de reprocessamento do framework, mas recursos como memória vão crescer linearmente.
Vários destinos por solicitação
Várias transmissões de câmera podem ser combinadas em um único
CameraCaptureRequest.
O snippet de código a seguir ilustra como configurar uma sessão de câmera com um
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 vai gerar apenas
streams que atendem ao FPS mínimo determinado por
StreamComfigurationMap.GetOutputMinFrameDuration(int, Size)
e
StreamComfigurationMap.GetOutputStallDuration(int, Size).
O desempenho real varia de dispositivo para dispositivo, mas o Android oferece algumas garantias de suporte a combinações específicas dependendo de três variáveis: tipo de saída, tamanho da saída e nível de hardware.
Usar uma combinação de variáveis não compatível pode funcionar com uma taxa de frames baixa. Se não funcionar, isso vai acionar um dos callbacks de falha.
A documentação para 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. Os valores possíveis são PRIV, YUV, JPEG e RAW. A documentação de
createCaptureSession
descreve esses elementos.
Ao escolher o tipo de saída do aplicativo, se a meta for maximizar a compatibilidade, use ImageFormat.YUV_420_888 para análise de frames e ImageFormat.JPEG para imagens estáticas. Para cenários de prévia e gravação, provavelmente você vai usar um
SurfaceView,
TextureView,
MediaRecorder,
MediaCodec ou
RenderScript.Allocation. Nesses
casos, não especifique um formato de imagem. Para compatibilidade, ele vai contar como
ImageFormat.PRIVATE,
independente do formato real usado internamente. Para consultar os formatos compatíveis
com um dispositivo usando o
CameraCharacteristics,
use o seguinte 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 máximos. Se algo de tamanho PREVIEW funcionar, qualquer coisa com um tamanho menor que PREVIEW também vai funcionar. O mesmo vale para MAXIMUM. A documentação de CameraDevice explica esses tamanhos.
Os tamanhos de saída disponíveis dependem do formato escolhido. Com o
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 gravação e visualização da câmera, use a classe de destino para determinar 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 saber o tamanho do MAXIMUM, classifique os tamanhos de saída por área e retorne o maior:
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 se refere ao melhor tamanho correspondente à resolução de tela do dispositivo ou a
1080p (1920x1080), o que for menor. A proporção da tela pode não corresponder exatamente à proporção da tela, então talvez seja necessário aplicar letterboxing ou corte à transmissão para mostrá-la no modo de tela cheia. Para ter o tamanho de visualização correto, compare os tamanhos de saída disponíveis com o tamanho da tela, considerando que ela pode ser girada.
O código a seguir define uma classe auxiliar, SmartSize, que facilita um pouco as comparações de tamanho:
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 tempo de execução, verifique o nível de hardware
compatível usando
CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL.
Com um objeto
CameraCharacteristics, é possível recuperar o nível de 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);
Juntando todas as peças
Com o tipo de saída, o tamanho da saída e o nível de hardware, é possível determinar quais combinações de streams são válidas. O gráfico a seguir é um instantâneo das configurações compatíveis com um CameraDevice com nível de hardware LEGACY.
| Alvo 1 | Resposta 2 | Meta 3 | Exemplos de casos de uso | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Tipo | Tamanho máximo | Tipo | Tamanho máximo | Tipo | Tamanho máximo | |
PRIV |
MAXIMUM |
Prévia simples, processamento de vídeo com GPU ou gravação de vídeo sem prévia. | ||||
JPEG |
MAXIMUM |
Captura de imagem estática sem visor. | ||||
YUV |
MAXIMUM |
Processamento de vídeo/imagem no aplicativo. | ||||
PRIV |
PREVIEW |
JPEG |
MAXIMUM |
Imagens estáticas padrão. | ||
YUV |
PREVIEW |
JPEG |
MAXIMUM |
Processamento no app e captura de imagens. | ||
PRIV |
PREVIEW |
PRIV |
PREVIEW |
Gravação padrão. | ||
PRIV |
PREVIEW |
YUV |
PREVIEW |
Prévia e processamento no app. | ||
PRIV |
PREVIEW |
YUV |
PREVIEW |
JPEG |
MAXIMUM |
Captura de imagens estáticas e processamento no app. |
LEGACY é o nível de hardware mais baixo possível. Esta tabela mostra que todo dispositivo compatível com a Camera2 (API de nível 21 e mais recente) pode gerar até três streams simultâneos usando a configuração certa e se não houver muita sobrecarga que limite o desempenho, como restrições de memória, CPU ou térmicas.
Seu app também precisa configurar buffers de saída de segmentação. Por exemplo, para segmentar um dispositivo com nível de hardware LEGACY, você pode configurar duas superfícies de saída de destino, uma usando ImageFormat.PRIVATE e outra usando ImageFormat.YUV_420_888. Essa é uma combinação compatível ao usar o tamanho
PREVIEW. Usando a função definida anteriormente neste tópico, para receber os tamanhos de prévia necessários para um ID de câmera, é preciso usar 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 esperar até que 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 } ... });
Você pode forçar o SurfaceView a corresponder ao tamanho da saída da câmera chamando
SurfaceHolder.setFixedSize()
ou adotar uma abordagem semelhante a
AutoFitSurfaceView do módulo
comum
dos exemplos de câmera no GitHub, que define um tamanho absoluto, considerando
a proporção e o espaço disponível, ajustando automaticamente
quando as mudanças de atividade 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 LEGACY tem como alvo os dispositivos de menor denominador comum. Você pode
adicionar ramificação condicional e usar o tamanho RECORD para uma das superfícies
de destino de saída em dispositivos com nível de hardware LIMITED ou até mesmo aumentar para
o tamanho MAXIMUM em dispositivos com nível de hardware FULL.