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关于android:使用-PreviewView-来展示相机预览

jiezi

显示相机预览内容是每个相机类利用都会蕴含的性能，想要完满实现这个却并非易事。起因是，在某些特地极其状况下 camera2 API 的应用会变得很简单，而且在不同设施上的行为还会有所不同。还好，Jetpack CameraX 库 的 PreviewView 能够帮忙您解决这一问题。通过在各种 Android 设施上提供开发者敌对、统一且稳固的 API，使得展现相机的预览变得不再艰难。

PreviewView 的介绍

PreviewView 是一个能够显示相机画面的自定义 View，它被构建的初衷便是升高开发者们在设置和解决相机所应用的预览画面 (preview surface) 的难度。

如果您须要在利用中提供展现相机画面的基本功能，应用 PreviewView 是最举荐的做法，它有以下几个长处:

  • 应用简略 : PreviewView 是一个 View，它通过治理 Preview 用例所应用的 Surface 来实现将相机捕捉到的画面展现在界面布局中的全副性能；
  • 代码轻量 : PreviewView 只专一于实现相机画面预览性能。它所有外部资源都致力于对相机预览画面的展现，以及在相机应用过程中对预览画面 (preview surface) 进行治理。这样的关注点拆散使得 PreviewView 的代码可能放弃简洁；
  • 反对全面 : PreviewView 解决了在屏幕上展现相机画面过程中最难解决的局部，包含对画面宽高比、缩放和旋转的解决。不同的设施会导致不统一的行为，包含设施、屏幕尺寸、摄像头硬件反对程度，还会须要适配诸如分屏模式、不同锁定方向和可动静调节尺寸的展现窗口等显示模式，为了解决这些问题并在多种设施上提供无缝体验，PreviewView 还做了一些兼容性的解决。

PreviewView 的实现模式

PreviewView 是 FrameLayout 的子类，它会应用 SurfaceView 或者 TextureView 展现来自相机捕捉到的画面。一旦相机筹备好，就会创立一个预览画面 (preview surface) 的实例，并在相机应用过程中尽量持有该实例，如果相机还在工作中却提前开释了所持有的预览画面 (preview surface) 实例，就会从新创立一个。

当波及到诸如功耗和响应工夫这些要害指标时，SurfaceView 的体现个别都比 TextureView 要好，这也是为什么 PreviewView 会将 SurfaceView 作为默认实现模式的起因。然而，一些设施 (次要是一些 旧版设施) 会在预览画面 (preview surface) 过早开释时呈现闪退的状况。惋惜的是，应用 SurfaceView 时无法控制何时对画面 (surface) 进行开释，因为这是由 View 层级构造所管制的。因而在这些设施上，PreviewView 只能应用 TextureView 作为实现模式。另外在须要对相机预览界面进行旋转、扭转透明度或退出动画的状况下，您也应该强制 PreviewView 应用 TextureView 作为实现模式。

您能够通过调用 PreviewView.setPreferredImplementationMode(ImplementationMode)) 并设置 ImplementationMode 参数为 SURFACE_VIEW 或 TEXTURE_VIEW 来更改 PreviewView 的实现模式。当首选模式设置为 SURFACE_VIEW 时，PreviewView 会尽可能遵循您的设置 (应用 SurfaceView)；而当首选模式设置为 TEXTURE_VIEW 时，PreviewView 会确保始终应用 TEXTURE_VIEW 模式。

⚠️  在开始应用 PreviewView 之前，请务必通过调用 Preview.setSurfaceProvider(PreviewView.createSurfaceProvider())) 来设置您想要的实现模式。

上面介绍如何设置 PreviewView 的实现模式:

// 进行相机画面预览之前，设置想要的实现模式
previewView.preferredImplementationMode = ImplementationMode.SURFACE_VIEW

// 将 previewView 设置到 preview 用例中来开始进行相机画面预览
preview.setSurfaceProvider(previewView.createSurfaceProvider(cameraInfo))

PreviewView – Preview

PreviewView 通过解决创立 Preview 用例所须要的 SurfaceProvider，来启动一个预览画面的数据流。SurfaceProvider 会筹备好须要提供给相机的 Surface，用来对预览画面的数据流进行展现，并负责在必要时从新创立 Surface。PreviewView.createSurfaceProvider(CameraInfo)) 接管一个 nullable 的 CameraInfo 实例。PreviewView 会联合所传入的 CameraInfo 参数，以及您所设定的实现模式和以后相机具备性能，来决定外部如何进行性能上的实现。如果您所传入的 CameraInfo 是一个 null，那 PreviewView 会应用 TextureView 作为实现模式，因为它无奈确定所选的相机若应用 SurfaceView 是否能够失常工作。

一旦您创立好了 Preview 用例和一些别的所须要的 实例 后，将它们绑定至 LifecycleOwner，应用所绑定的相机的 CameraInfo 来创立 SurfaceProvider，再将其绑定至 Preview 用例，调用 Preview.setSurfaceProvider(SurfaceProvider) 来启动预览画面数据流。

上面的例子展现了如何将 PreviewView 绑定至 Preview 来开启预览画面数据流:

// 创立 preview 用例
val preview = Preview.Builder().build()

// 将 preview 和其余须要的用例绑定到 lifecycle 中
val camera = cameraProvider.bindToLifecycle(lifecycleOwner, cameraSelector, preview, imageAnalysis, imageCapture)

// 应用所绑定相机的 cameraInfo 创立 surfaceProvider
val surfaceProvider = previewView.createSurfaceProvider(camera.cameraInfo)

// 将 surfaceProvider 绑定至 preview 用例来启动预览
preview.setSurfaceProvider(surfaceProvider)

PreviewView – 缩放 (scale) 类型

PreviewView 提供了一个 API，通过它能够让您管制预览画面的款式是怎么的 (how) 和在父级视图中的地位 (where):

  • how  决定将预览画面搁置于 (FIT ) 父级视图中还是填充于 (FILL ) 父级视图中；
  • where  决定预览画面绝对于父级视图来说，是左上方对齐 (START )，居中对齐 (CENTER ) 还是右下方对齐 (END )。

“how” 和 “where” 所组合进去的后果，代表了 PreviewView 反对的缩放 (scale) 类型，包含 FIT_START、FIT_CENTER、FIT_END、FILL_START、FILL_CENTER and FILL_END。其中最罕用的是 FIT_CENTER 和 FILL_CENTER，前者将预览界面在保障宽高比的前提下进行缩放而后居中，后者不会进行缩放，保障居中然而可能会导致画面被裁剪。

有两种办法能够设置缩放 (scale) 类型: 

  • 通过在 XML 布局文件中设置 PreviewView 的 scaleType 属性来实现，如以下示例所示:
<androidx.camera.view.PreviewView
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    app:scaleType="fitEnd" />
  • 在代码中通过调用 PreviewView.setScaleType(ScaleType)) 来实现，如以下示例所示:
previewView.setScaleType(ScaleType.FIT_CENTER)

想要获取到以后 PreviewView 所应用的缩放 (scale) 类型，调用 PreviewView.getScaleType()) 即可。

PreviewView – 摄像头管制操作

依据相机摄像头传感器的方向、设施的旋转方向、以及显示模式和预览比例，PreviewView 可能会对从相机接管到的预览帧进行相应地缩放、旋转和转换解决，以便在 UI 界面中能正确展现。这也是为什么将 UI 坐标转换成摄像头传感器坐标是很重要的。在 CameraX 中，这种转换是由 MeteringPointFactory 实现的，它能够通过 PreviewView 提供的 API 进行创立: PreviewView.createMeteringPointFactory(cameraSelector))，其中 CameraSelector 参数代表所传入画面流数据的摄像头。

当您须要实现轻点对焦 (tap-to-focus) 性能的时候，PreviewView 的 MeteringPointFactor 轻易就可做到。只管相机预览中默认启用了主动对焦 (须要摄像头反对)，但在 PreviewView 上点击时，您还是能够管制对焦指标。MeteringPointFactory 会将对焦指标的坐标转换为摄像头传感器的坐标，而后再应用摄像头对该区域进行对焦。

上面的示例展现了如何应用 触摸监听器 (touch listener) 在 PreviewView 上实现轻点对焦性能:

 fun onTouch(x: Float, y: Float) {
   // 创立 MeteringPoint，命名为 factory
    val factory = previewView.createMeteringPointFactory(cameraSelector)

   // 将 UI 界面的坐标转换为摄像头传感器的坐标

    val point = factory.createPoint(x, y)
    // 创立对焦须要用的 action 
    val action = FocusMeteringAction.Builder(point).build()
    // 执行所创立的对焦 action
    cameraControl.startFocusAndMetering(action)
}

另一个在相机预览界面中罕用的性能是捏拉缩放 (pinch-to-zoom)，它能够让您通过在预览界面进行捏拉来实现画面的缩放操作。想要在 PreviewView 上实现它，在其之上增加一个 触摸监听器，并将其绑定到缩放手势监听器 (scale gesture listener) 上。这样就能够做到拦挡捏拉手势，而后相应地更新摄像头的缩放比例。

下方的示例展现了如何在 PreviewView 上实现捏拉缩放 (pinch-to-zoom) 操作:

// 创立一个名为 listener 的回调函数，当手势事件产生时会调用这个回调函数

val listener = object : ScaleGestureDetector.SimpleOnScaleGestureListener() {override fun onScale(detector: ScaleGestureDetector): Boolean {

       // 获取以后的摄像头的缩放比例

        val currentZoomRatio: Float = cameraInfo.zoomRatio.value ?: 1F

        // 获取用户捏拉手势所更改的缩放比例

        val delta = detector.scaleFactor

        // 更新摄像头的缩放比例
        cameraControl.setZoomRatio(currentZoomRatio * delta)
        return true
    }
}

// 将 PreviewView 的触摸监听器绑定到缩放手势监听器上

val scaleGestureDetector = ScaleGestureDetector(context, listener)

// 将 PreviewView 的触摸事件传递给缩放手势监听器上

previewView.setOnTouchListener { _, event ->

    scaleGestureDetector.onTouchEvent(event)
    return@setOnTouchListener true
}

PreviewView – 如何进行测试

PreviewView 可在各种不同的 Android 设施上提供统一的相机解决行为，这要归功于 CameraX 在 自动化测试实验室 中对 PreviewView 及其其余 API 上进行的投资。这些测试次要分为两个次要类别:

  • 单元测试 能够联合以后的实现模式，缩放类型和 MeteringPointFactor 来验证 PreviewView 的行为。当呈现父级视图的大小更改，或是展现的布局产生了变动，亦或是被绑定到 Window 上的状况时，单元测试还能够确保 PreviewView 在适当的时候可能正确地去调整预览画面；
  • 集成测试 能够确保 PreviewView 集成到利用中，能够失常去显示或者进行显示来自相机的画面数据流。这些测试会验证 preview 在各种状况时的状态，包含在利用运行时进行屡次敞开而后从新关上，切换前置后置摄像头，以及利用的生命周期销毁后从新创立的状况。以后这些测试笼罩的次要范畴是应用 TextureView 作为 PreviewView 的实现模式，因为应用 SurfaceView 之后想要捕捉相机预览开始和完结时的信号会十分艰难。

总结

综上所述:

  • PreviewView 是一个自定义的 View，它能够不便地展现相机的预览画面；
  • PreviewView 默认应用 SurfaceView 作为它预览画面 (preview surface) 的实现，然而在须要的时候会转而应用 TextureView；
  • 将诸如 ImageCapture 和 ImageAnalysis 这样的用例绑定到 LifecycleOwner 上，创立一个 surfaceProvider，将其绑定到 Preview 用例来启动相机预览；
  • 通过定义 PreviewView 的缩放类型来管制预览画面的展现形式；
  • 通过给 PreviewView 创立 MeteringPointFactory 来实现对焦性能；
  • 通过给 PreviewView 设置手势监听来实现捏拉缩放性能。

想理解更多对于 CameraX 的优良性能吗？请查阅以下材料:

  • Android 开发文档 | CameraX 概览
  • Codelab | CameraX 使用指南
  • 社区 | CameraX 线上开发者社区
  • 示例代码 | 应用 CameraX 构建相机利用
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