Android 相机应用开发中 CameraX 的使用介绍

Android 相机应用开发中 CameraX 的使用介绍

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近期在禾苗通信面试中，他们的负责人介绍到，他们的相机开发都使用的是 CameraX 的API，暂不评估可行性，本文只介绍一下 CameraX 的API及相关使用。

什么是 CameraX？

CameraX 是 Android Jetpack 库套件中的一部分，旨在简化 Android 应用中的相机开发。它构建在复杂的 Camera2 API 之上，抽象了大量底层细节，为开发者提供了更易用、更一致的接口。CameraX 兼容性强，支持 Android 5.0 (API level 21) 及以上版本，并且会随着 Android 系统的演进而持续更新，确保应用在不同设备上的稳定性和性能。

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为什么选择 CameraX？

1. 易用性：CameraX 极大地降低了相机开发的复杂性。相较于直接使用 Camera2 API，它通过更简洁的 API 设计和生命周期管理，减少了大量样板代码。
2. 一致性：解决了 Android 生态系统中设备碎片化导致的不同相机行为问题。CameraX 在内部处理了这些差异，确保应用在各种设备上都能提供一致的相机体验。
3. 生命周期感知：CameraX 与 Android 生命周期（如 Activity 和 LifecycleOwner）紧密集成，自动处理相机的打开、关闭、释放等操作，避免了常见的内存泄漏和资源管理问题。
4. 功能丰富：支持常见的相机用例，如拍照、录像、图像分析（条形码扫描、人脸识别等），并提供方便的配置选项。
5. 扩展性：通过 Use Cases (用例) 的概念，开发者可以灵活组合不同功能，例如同时进行预览和拍照，或者预览和图像分析。

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CameraX 的核心概念：用例 (Use Cases)

CameraX 的设计核心是“用例” (Use Cases)，它将相机的功能划分为几个可独立或组合使用的模块。主要包括：

• Preview (预览)：用于在屏幕上显示相机实时取景。这是所有相机应用的基础。
• Image Capture (拍照)：用于捕获高分辨率的静态图像。
• Image Analysis (图像分析)：用于实时访问相机帧进行图像处理，如计算机视觉任务（条形码扫描、文本识别、人脸检测等）。
• Video Capture (视频录制)：用于录制视频。

开发者只需选择并配置所需的用例，然后将它们绑定到生命周期和相机选择器上。

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CameraX 的基本使用步骤

下面是使用 CameraX 进行相机应用开发的基本流程：

1. 添加依赖
   在你的 build.gradle (Module: app) 文件中添加 CameraX 库的依赖。通常需要 camera-core、camera-camera2（底层实现）和 camera-lifecycle（生命周期集成）。

dependencies {
    def camerax_version = "1.3.3" // 替换为最新稳定版本

    // CameraX core library using camera2 implementation
    implementation "androidx.camera:camera-core:${camerax_version}"
    implementation "androidx.camera:camera-camera2:${camerax_version}"
    implementation "androidx.camera:camera-lifecycle:${camerax_version}"

    // CameraX Extensions (可选，提供更多高级功能，如HDR、夜景模式)
    implementation "androidx.camera:camera-extensions:${camerax_version}"

    // CameraX View (可选，简化预览视图管理)
    implementation "androidx.camera:camera-view:${camerax_version}"
}

2. 请求相机权限

在 AndroidManifest.xml 中声明相机和存储权限（如果需要保存图片或视频）：

<uses-permission android:name="android.permission.CAMERA" />
<uses-permission android:name="android.permission.RECORD_AUDIO" /> 
<uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" android:maxSdkVersion="28" />

并在运行时向用户请求这些权限。

3. 设置预览视图

在布局文件中添加一个 PreviewView（如果使用了 camera-view 库），它是一个自定义的 View，用于显示相机预览流。

<androidx.camera.view.PreviewView
    android:id="@+id/viewFinder"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent" />

4. 绑定用例到生命周期

在 Activity 或 Fragment 中，通常在 onCreate 或 onViewCreated 方法中初始化 CameraX 并绑定用例。

import androidx.camera.core.*
import androidx.camera.lifecycle.ProcessCameraProvider
import androidx.camera.view.PreviewView
import androidx.core.content.ContextCompat