Birden fazla kamera akışını aynı anda kullanma

Not: Bu sayfa, Kamera2 paketiyle ilgilidir. Uygulamanız Camera2'nin belirli, alt düzey özelliklerini gerektirmiyorsa KameraX'i kullanmanızı öneririz. Hem CameraX hem de Camera2, Android 5.0 (API düzeyi 21) ve sonraki sürümleri destekler.

Bir kamera uygulaması, aynı anda birden fazla kare akışını kullanabilir. Bazı durumlarda, farklı akışlar farklı bir kare çözünürlüğü veya piksel biçimi bile gerektirir. Tipik kullanım alanlarından bazıları şunlardır:

• Video kaydı: Önizleme için bir akış, diğeri kodlanır ve dosyaya kaydedilir.
• Barkod tarama: Önizleme için bir akış, barkod algılama için başka bir akış.
• Bilişimsel fotoğrafçılık: Önizleme için bir akış, yüz/sahne algılama için başka bir akış.

Çerçeveler işlenirken önemsiz bir performans maliyeti vardır ve paralel akış veya ardışık düzen işlemi gerçekleştirilirken maliyet katlanır.

CPU, GPU ve DSP gibi kaynaklar, çerçevenin yeniden işleme özelliklerinden yararlanabilir ancak bellek gibi kaynaklar doğrusal olarak büyür.

İstek başına birden fazla hedef

Birden fazla kamera akışı tek bir CameraCaptureRequest'da birleştirilebilir. Aşağıdaki kod snippet'inde, kamera önizlemesi için bir akış ve görüntü işleme için başka bir akışla kamera oturumunun nasıl ayarlanacağı gösterilmektedir:

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)

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);

Hedef yüzeyleri doğru şekilde yapılandırırsanız bu kod yalnızca StreamComfigurationMap.GetOutputMinFrameDuration(int, Size) ve StreamComfigurationMap.GetOutputStallDuration(int, Size) tarafından belirlenen minimum FPS'yi karşılayan akışlar üretir. Gerçek performans cihazdan cihaza değişir ancak Android, üç değişkene bağlı olarak belirli kombinasyonları desteklemek için bazı garantiler sağlar: çıkış türü, çıkış boyutu ve donanım düzeyi.

Desteklenmeyen bir değişken kombinasyonunun kullanılması düşük bir kare hızında çalışabilir. Aksi takdirde, başarısız geri çağırmalardan birini tetikler. createCaptureSession dokümanlarında, nelerin garanti edildiği açıklanmaktadır.

Çıkış türü

Çıkış türü, karelerin kodlandığı biçimi ifade eder. Olası değerler PRIV, YUV, JPEG ve RAW'dur. Bunlar createCaptureSession dokümanlarında açıklanmaktadır.

Uygulamanızın çıkış türünü seçerken amaç uyumluluğu en üst düzeye çıkarmaksa kare analizi için ImageFormat.YUV_420_888 ve sabit resimler için ImageFormat.JPEG kullanın. Önizleme ve kayıt senaryolarında muhtemelen SurfaceView, TextureView, MediaRecorder, MediaCodec veya RenderScript.Allocation kullanırsınız. Bu durumlarda, resim biçimi belirtmeyin. Uyumluluk nedeniyle, dahili olarak kullanılan gerçek biçime bakılmaksızın ImageFormat.PRIVATE değeri kullanılır. CameraCharacteristics bulunan bir cihaz tarafından desteklenen biçimleri sorgulamak için aşağıdaki kodu kullanın:

val characteristics: CameraCharacteristics = ...
val supportedFormats = characteristics.get(
    CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP).outputFormats

CameraCharacteristics characteristics = …;
        int[] supportedFormats = characteristics.get(
CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP).getOutputFormats();

Çıkış boyutu

Kullanılabilir tüm çıktı boyutları StreamConfigurationMap.getOutputSizes() tarafından listelenir ancak yalnızca ikisi uyumlulukla ilgilidir: PREVIEW ve MAXIMUM. Boyutlar üst sınır işlevi görür. PREVIEW boyutunda bir cihaz işe yararsa bedeni PREVIEW değerinden küçük tüm öğeler de çalışır. Aynı durum MAXIMUM için de geçerlidir. Bu boyutlar CameraDevice belgelerinde açıklanmıştır.

Kullanılabilir çıkış boyutları, biçim seçimine bağlıdır. CameraCharacteristics ve bir biçim göz önüne alındığında, kullanılabilir çıkış boyutlarını aşağıdaki gibi sorgulayabilirsiniz:

val characteristics: CameraCharacteristics = ...
val outputFormat: Int = ...  // such as ImageFormat.JPEG
val sizes = characteristics.get(
    CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP)
    .getOutputSizes(outputFormat)

CameraCharacteristics characteristics = …;
        int outputFormat = …;  // such as ImageFormat.JPEG
Size[] sizes = characteristics.get(
                CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP)
                .getOutputSizes(outputFormat);

Kamera önizleme ve kayıt kullanım alanlarında, desteklenen boyutları belirlemek için hedef sınıfı kullanın. Biçim, kamera çerçevesi tarafından işlenir:

val characteristics: CameraCharacteristics = ...
val targetClass: Class <T> = ...  // such as SurfaceView::class.java
val sizes = characteristics.get(
    CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP)
    .getOutputSizes(targetClass)

CameraCharacteristics characteristics = …;
   int outputFormat = …;  // such as ImageFormat.JPEG
   Size[] sizes = characteristics.get(
                CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP)
                .getOutputSizes(outputFormat);

MAXIMUM boyutunu elde etmek için çıkış boyutlarını alana göre sıralayın ve en büyük boyutu döndürün:

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 }
}

 @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, cihazın ekran çözünürlüğüne veya 1080p (1920x1080) ile en iyi eşleşmeyi (hangisi daha küçükse) belirtir. En boy oranı, ekranın en boy oranıyla tam olarak eşleşmeyebilir. Bu nedenle, tam ekran modunda görüntülemek için akışa sinemaskop veya kırpma işlemi uygulamanız gerekebilir. Doğru önizleme boyutunu elde etmek için mevcut çıkış boyutlarını görüntü boyutuyla karşılaştırın ve ekranın döndürülebileceğini de göz önünde bulundurun.

Aşağıdaki kod, boyut karşılaştırmalarını biraz daha kolaylaştıracak bir yardımcı sınıfı (SmartSize) tanımlar:

/** 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
}

/** 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;
    }

Desteklenen donanım düzeyini kontrol etme

Çalışma zamanında kullanılabilir özellikleri belirlemek için CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL ile desteklenen donanım düzeyini kontrol edin.

CameraCharacteristics nesnesi kullanarak donanım düzeyini tek bir ifadeyle alabilirsiniz:

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)

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);

Tüm parçaları bir araya getirmek

Çıkış türü, çıkış boyutu ve donanım düzeyiyle hangi akış kombinasyonlarının geçerli olduğunu belirleyebilirsiniz. Aşağıdaki grafikte LEGACY donanım düzeyine sahip CameraDevice tarafından desteklenen yapılandırmaların anlık görüntüsü yer almaktadır.

LEGACY, mümkün olan en düşük donanım düzeyidir. Bu tabloda, Camera2'yi (API düzeyi 21 ve üstü) destekleyen her cihazın doğru yapılandırmayı kullanarak ve performansı sınırlayan çok fazla bellek, CPU veya termal kısıtlamalar yoksa üç eş zamanlı akış çıkışının mümkün olduğu gösterilmektedir.

Uygulamanızın hedefleme çıktı tamponlarını da yapılandırması gerekir. Örneğin, LEGACY donanım düzeyine sahip bir cihazı hedeflemek için biri ImageFormat.PRIVATE, diğeri ImageFormat.YUV_420_888 ile olmak üzere iki hedef çıkış yüzeyi ayarlayabilirsiniz. Bu, PREVIEW boyutu kullanılırken desteklenen bir kombinasyondur. Kamera kimliği için gerekli önizleme boyutlarını almak amacıyla bu konunun önceki bölümlerinde tanımlanan işlevi kullanmak için aşağıdaki kodu gerekir:

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)

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);

Sağlanan geri aramaları kullanarak SurfaceView hazır olana kadar beklemek gerekir:

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
  }
  ...
})

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
            }
            ...
        });

SurfaceView öğesini, SurfaceHolder.setFixedSize() yöntemini çağırarak kamera çıkış boyutuyla eşleştirmeye zorlayabilirsiniz veya GitHub'daki kamera örneklerine ait Yaygın modüldeki AutoFitSurfaceView benzeri bir yaklaşım benimseyebilirsiniz. Bu modül, hem en boy oranını hem de kullanılabilir alanı dikkate alır ve etkinlik değişikliklerinin tetiklendiği zamanı otomatik olarak ayarlar.

Beklenecek geri çağırma olmadığı için ImageReader'teki diğer yüzeyi istenen biçimle ayarlamak daha kolaydır:

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)

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);

ImageReader gibi engelleyici bir hedef arabelleği kullanırken kareleri kullandıktan sonra silin:

imageReader.setOnImageAvailableListener({
  val frame =  it.acquireNextImage()
  // Do something with "frame" here
  it.close()
}, null)

imageReader.setOnImageAvailableListener(listener -> {
            Image frame = listener.acquireNextImage();
            // Do something with "frame" here
            listener.close();
        }, null);

LEGACY donanım düzeyi, en düşük ortak paydalı cihazları hedefler. Koşullu kollara ayırma ekleyebilir ve LIMITED donanım düzeyine sahip cihazlardaki çıkış hedefi yüzeylerinden biri için RECORD boyutunu kullanabilir, hatta FULL donanım düzeyine sahip cihazlarda MAXIMUM boyutuna çıkarabilirsiniz.