CameraX 1.3 Beta 版发布 | 为 Android 应用带来更强大的相机功能

作者 / Donovan McMurray，Camera Developer Relations Engineer

CameraX 是 Android Jetpack 的相机库，可帮助您为不同的 Android 版本和设备打造一致的出色体验，随着 CameraX 1.3 版本的推出，这个库的实用性也更上一层楼。CameraX 已用于越来越多的 Android 应用中，拥有非常广泛的应用场景，包括简单高效的相机交互、高级图像处理等等。

• CameraX

  https://developer.android.google.cn/training/camerax

• Android Jetpack

  https://developer.android.google.cn/jetpack

CameraX 1.3 提供更多高级功能。借助双并发摄像头功能，应用可以同时操控两个摄像头。此外，CameraX 1.3 提供一些新的 HDR 视频功能，让用户可以轻松拍出满意的作品。现在，您还可添加图形库转换效果 (例如使用 OpenGL 或 Vulkan) 到 Preview、ImageCapture 和 VideoCapture 用例中，以便采用滤镜和特效。此外，还有许多视频方面的功能改进等您发掘。

• OpenGL
  https://www.opengl.org/

• Vulkan
  https://www.vulkan.org/

CameraX 1.3 Beta 版已正式推出，让我们即刻了解详情吧！

双并发摄像头

CameraX 让复杂的相机功能轻松易用，新的双并发摄像头功能也不例外。CameraX 会处理低层级细节工作，例如确保以正确的顺序打开和关闭并发摄像头视频串流。在 CameraX 中，绑定双并发摄像头与绑定单个摄像头并无太大差别。

首先，使用 getAvailableConcurrentCameraInfos() 确定哪些相机支持并发连接。常见情形是选择前置摄像头和后置摄像头。

• getAvailableConcurrentCameraInfos()

  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/lifecycle/ProcessCameraProvider#getAvailableConcurrentCameraInfos%28%29

var primaryCameraSelector: CameraSelector? = null
var secondaryCameraSelector: CameraSelector? = null

for (cameraInfos in cameraProvider.availableConcurrentCameraInfos) {
    primaryCameraSelector = cameraInfos.first {
        it.lensFacing == CameraSelector.LENS_FACING_FRONT
    }.cameraSelector
    secondaryCameraSelector = cameraInfos.first {
        it.lensFacing == CameraSelector.LENS_FACING_BACK
    }.cameraSelector

    if (primaryCameraSelector == null || secondaryCameraSelector == null) {
        // If either a primary or secondary selector wasn't found, reset both
        // to move on to the next list of CameraInfos.
        primaryCameraSelector = null
        secondaryCameraSelector = null
    } else {
        // If both primary and secondary camera selectors were found, we can
        // conclude the search.
        break
    }
}

if (primaryCameraSelector == null || secondaryCameraSelector == null) {
    // Front and back concurrent camera not available. Handle accordingly.
}

然后，为每个摄像头创建一个 SingleCameraConfig，依次传入各摄像头选择器、UseCaseGroup 和 LifecycleOwner。然后，对您的 CameraProvider 调用 bindToLifecycle()，并将两项 SingleCameraConfig 加入列表中。

• SingleCameraConfig

  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/core/ConcurrentCamera.SingleCameraConfig

• UseCaseGroup

  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/core/UseCaseGroup

• LifecycleOwner

  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/lifecycle/LifecycleOwner

• bindToLifecycle()
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/lifecycle/ProcessCameraProvider#bindToLifecycle%28java.util.List%3Candroidx.camera.core.ConcurrentCamera.SingleCameraConfig%3E%29

val primary = ConcurrentCamera.SingleCameraConfig(
    primaryCameraSelector,
    useCaseGroup,
    lifecycleOwner
)

val secondary = ConcurrentCamera.SingleCameraConfig(
    secondaryCameraSelector,
    useCaseGroup,
    lifecycleOwner
)

val concurrentCamera = cameraProvider.bindToLifecycle(
    listOf(primary, secondary)
)

为了确保兼容，双并发摄像头功能支持每个摄像头绑定最多 2 个用例，最高分辨率为 720p 或 1440p，具体取决于设备。

HDR 视频

CameraX 1.3 还新增了对 10 位视频流及 HDR 配置文件的支持，以便用户能够拍出细节、色彩、对比效果更胜以往的视频。您可以使用 VideoCapture.Builder.setDynamicRange() 方法进行多项配置。下面是一些预先配置的值: 

• HLG_10_BIT - 采用 HLG 编码的 10 位高动态范围。这是建议使用的 HDR 编码，因为所有支持 HDR 拍摄功能的设备都会支持 HLG10。您可参阅检查 HDR 支持情况指南以了解详情。
  

• HDR10_10_BIT - 采用 HDR10 编码的 10 位高动态范围。

• HDR10_PLUS_10_BIT - 采用 HDR10+ 编码的 10 位高动态范围。

• DOLBY_VISION_10_BIT - 采用杜比视界 (Dolby Vision) 编码的 10 位高动态范围。

• DOLBY_VISION_8_BIT - 采用杜比视界 (Dolby Vision) 编码的 8 位高动态范围。

• VideoCapture.Builder.setDynamicRange()
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/video/VideoCapture.Builder#setDynamicRange%28androidx.camera.core.DynamicRange%29

• 检查 HDR 支持情况
  https://developer.android.google.cn/training/camera2/hdr-video-capture#check_for_hdr_support

首先，循环检查可获取的 CameraInfo，找出首个支持 HDR 的项。您可在此处添加其他摄像头选择标准。

• CameraInfo
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/core/CameraInfo

var supportedHdrEncoding: DynamicRange? = null
val hdrCameraInfo = cameraProvider.availableCameraInfos
    .first { cameraInfo ->
        val videoCapabilities = Recorder.getVideoCapabilities(cameraInfo)
        val supportedDynamicRanges = 
            videoCapabilities.getSupportedDynamicRanges()
        supportedHdrEncoding = supportedDynamicRanges.firstOrNull {
            it != DynamicRange.SDR  // Ensure an HDR encoding is found
        }
        return@first supportedDynamicRanges != null
    }

var cameraSelector = hdrCameraInfo?.cameraSelector ?: 
    CameraSelector.DEFAULT_BACK_CAMERA

然后，设置 Recorder 和 VideoCapture 用例。如果您之前找到了 supportedHdrEncoding，还可调用 setDynamicRange() 为您的相机应用开启 HDR。

• Recorder
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/video/Recorder

• VideoCapture
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/video/VideoCapture

// Create a Recorder with Quality.HIGHEST, which will select the highest
// resolution compatible with the chosen DynamicRange.
val recorder = Recorder.Builder()
    .setQualitySelector(QualitySelector.from(Quality.HIGHEST))
    .build()
val videoCaptureBuilder = VideoCapture.Builder(recorder)
if (supportedHdrEncoding != null) {
    videoCaptureBuilder.setDynamicRange(supportedHdrEncoding!!)
}
val videoCapture = videoCaptureBuilder.build()

特效

CameraX 不仅让很多相机任务变得轻松，还提供了一些钩子 (hooks) 来实现高级或自定义功能。借助新的特效方法，您可将自定义图形库转换效果应用到 Preview、ImageCapture 和 VideoCapture 的帧中。

您可定义一个 CameraEffect 以将代码注入 CameraX 流水线并应用视觉特效，例如一项自定义的人像特效。当通过构造函数创建您自己的 CameraEffect 时，您必须指定目标用例 (PREVIEW、VIDEO_CAPTURE 或 IMAGE_CAPTURE)。您还必须指定一项 SurfaceProcessor，为底层 Surface 实现 GPU 特效。建议使用 OpenGL 或 Vulkan 等图形 API 来访问 Surface。此进程会阻塞与 ImageCapture 关联的执行器 (Executor)。系统会默认使用一个内部 I/O 线程，或者您可使用 ImageCapture.Builder.setIoExecutor() 设置一个线程。注意: 性能取决于您的实现代码。对于 30fps 的输入，每帧的处理时间应在 30 毫秒以内，以避免丢帧。

• CameraEffect
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/core/CameraEffect

• 通过构造函数创建您自己的 CameraEffect
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/core/CameraEffect#CameraEffect%28int,java.util.concurrent.Executor,androidx.camera.core.SurfaceProcessor,androidx.core.util.Consumer%3Cjava.lang.Throwable%3E%29

• PREVIEW
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/core/CameraEffect#PREVIEW%28%29

• VIDEO_CAPTURE
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/core/CameraEffect#VIDEO_CAPTURE%28%29

• IMAGE_CAPTURE
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/core/CameraEffect#IMAGE_CAPTURE%28%29

• SurfaceProcessor
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/core/SurfaceProcessor

• Surface
  https://developer.android.google.cn/reference/android/view/Surface.html

• ImageCapture.Builder.setIoExecutor()
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/core/ImageCapture.Builder#setIoExecutor%28java.util.concurrent.Executor%29

您可使用一个备选 CameraEffect 构造函数来处理静态图像，因为在处理单幅图像时，可以接受更高的延迟。如果使用此构造函数，您需传入一项 ImageProcessor，执行相应进程方法以返回图像，详情您可以参阅 ImageProcessor.Request.getInputImage() 方法的说明。

• 备选 CameraEffect 构造函数
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/core/CameraEffect#CameraEffect%28int,java.util.concurrent.Executor,androidx.camera.core.ImageProcessor,androidx.core.util.Consumer%3Cjava.lang.Throwable%3E%29

• ImageProcessor
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/core/ImageProcessor

• ImageProcessor.Request.getInputImage()
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/core/ImageProcessor.Request#getInputImage%28%29

在定义一个或多个 CameraEffect 后，您可将其添加到 CameraX 设置中。如果使用 CameraProvider，您应针对每个 CameraEffect 调用 UseCaseGroup.Builder.addEffect()，然后构建 UseCaseGroup 并将其传入 bindToLifecycle()。如果您使用 CameraController，您应将所有 CameraEffect 都传入 setEffects()。

• CameraProvider
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/core/CameraProvider

• UseCaseGroup.Builder.addEffect()
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/core/UseCaseGroup.Builder#addEffect%28androidx.camera.core.CameraEffect%29

• bindToLifecycle()
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/lifecycle/ProcessCameraProvider#bindToLifecycle%28androidx.lifecycle.LifecycleOwner,androidx.camera.core.CameraSelector,androidx.camera.core.UseCaseGroup%29

• CameraController
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/view/CameraController

• setEffects()
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/view/CameraController#setEffects%28java.util.Set%3Candroidx.camera.core.CameraEffect%3E%29

其他视频方面的功能

CameraX 1.3 还新增了许多备受期盼的其他视频功能，我们很高兴为其提供支持。

借助 VideoCapture.Builder.setMirrorMode()，您可控制何时让录像画面在水平方向镜像翻转。您可设置 MIRROR_MODE_OFF (默认)、MIRROR_MODE_ON 和 MIRROR_MODE_ON_FRONT_ONLY (适用于匹配预览的镜像状态，该预览在前置摄像头上进行镜像)。注意: 对于仅使用前置摄像头的应用，MIRROR_MODE_ON 和 MIRROR_MODE_ON_FRONT_ONLY 是等效的。

• VideoCapture.Builder.setMirrorMode()
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/video/VideoCapture.Builder#setMirrorMode%28int%29

• MIRROR_MODE_OFF
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/core/MirrorMode#MIRROR_MODE_OFF%28%29

• MIRROR_MODE_ON
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/core/MirrorMode#MIRROR_MODE_ON%28%29

• MIRROR_MODE_ON_FRONT_ONLY
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/core/MirrorMode#MIRROR_MODE_ON_FRONT_ONLY%28%29

PendingRecording.asPersistentRecording() 方法可防止视频因生命周期事件而停止，或因录像所用 Recorder 附加的 VideoCapture 用例被显式解除绑定而停止。如果您想绑定到另一个摄像头并使用该摄像头继续录像，便可使用这种方法。当启用这一选项时，您必须显式调用 Recording.stop() 或 Recording.close() 来结束录像。

• PendingRecording.asPersistentRecording()
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/video/PendingRecording#asPersistentRecording%28%29

• VideoCapture
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/video/VideoCapture

• Recording.stop()
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/video/Recording#stop%28%29

• Recording.close()
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/video/Recording#close%28%29

如果已通过 PendingRecording.withAudioEnabled() 将视频设为同时录制音频，可在录制过程中调用 Recording.mute()。您可以传入一个布尔值来指定将音频静音还是取消静音，这样 CameraX 便会在设为静音的部分中插入无声片段，以确保音频与视频保持一致。

• PendingRecording.withAudioEnabled()
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/video/PendingRecording#withAudioEnabled%28%29

• Recording.mute()
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/video/Recording#mute%28boolean%29

AudioStats 新增了 getAudioAmplitude() 方法，用于向用户显示一个指示标识，以表明正在录制音频。在视频录制过程中，每个 VideoRecordEvent 都可用于访问 RecordingStats，而 RecordingStats 中包含 AudioStats 对象。

• AudioStats
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/video/AudioStats

• VideoRecordEvent
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/video/VideoRecordEvent

• RecordingStats
  https://developer.android.google.cn/reference/androidx/camera/video/RecordingStats

后续步骤

您可以阅读 CameraX 1.3 的完整版本说明，详细了解本文所述的各项功能和其他信息！如果您已准备好体验 CameraX 1.3，可以将您项目的 CameraX 依赖项更新为 1.3.0-beta02 (或您阅读本文时的最新版本)。

• CameraX 1.3 的完整版本说明
  https://developer.android.google.cn/jetpack/androidx/releases/camera#version_13_2

如果想针对上述某项功能或 CameraX 的总体情况与我们分享反馈，您可以创建一个 CameraX issue。您也可以在 CameraX 讨论组中与我们沟通交流。欢迎您持续关注 "Android 开发者" 微信公众号，及时了解更多开发技术和产品更新等资讯动态。

• CameraX issue
  https://issuetracker.google.com/issues?q=status:open%20componentid:618491&s=created_time:desc

• CameraX 讨论组
  https://groups.google.com/a/android.com/g/camerax-developers

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