UVC for USBCamera in Android - 篇二

最新推荐文章于 2025-08-26 09:10:09 发布

原创

最新推荐文章于 2025-08-26 09:10:09 发布 · 764 阅读

17 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#UVC #USBCamera #USB相机 #USBCamera开发

这篇记录的目的，进一步从源码、流程的角度梳理 UVC 开发流程，加速理解，快速迭代，迁移其它产品开发

文章目录

前言
一、参考资料
二、核心关键类介绍
三、源码流程分析
四、拓展知识
总结

前言

假设已经对UVC了解，已经对能够写一个demo，或者用uvc 官方提供的demo 进行开发。但是遇到客户问题还是一知半解，那就还是有必要对 UVC Java层源码有一个了解，特别是流程上的，这样才能遇到问题针对性解决！然后有自己的思考和一些想法。

一、参考资料

UVC for USBCamera in Android - 篇一
 USB Camera open流程详解
 Android中多USB摄像头解决方案——UVCCamera源码分析（一）
Android中多USB摄像头解决方案——UVCCamera源码分析（二）
Android中多USB摄像头解决方案——UVCCamera源码分析（三）
Android中多USB摄像头解决方案——UVCCamera源码分析（四）
Android中多USB摄像头解决方案——UVCCamera源码分析（五）

上面这些参考资料非常重要，都是在解析USBCamera 源码流程、分析，对着源码看意义非常大。

USBCamera 本文源码对照分析
AndroidUSBCamera 方便快速集成的手机应用，这里提出来给出一种解决方案，适合自己的时候可以用一用。但是如再篇一中也讲过，有弊端，部分相机分辨率显示不出来又无法更改，卡死，属于大佬封装的一个app ，仅供参考。
UVCCamera 最原始的UVCCamera Demo,方便二次封装。太多的Demo 都是基于这个参考的。里面的不同demo 对应不同使用场景，有借鉴的意义。

备注：我们本文源码流程参考的就是 USBCamera 这个demo 基础上再进行二次封装实现业务。实际这个的基础也是 UVCCamera

二、核心关键类介绍

类	作用
USBMonitor	监听 USB 设备插拔，管理权限
UsbControlBlock	底层 USB 通信（控制传输）
OnDeviceConnectListener	USB 设备连接状态回调
UVCCameraHandler	封装 UVCCamera 操作（预览、拍照、录像）
CameraThread	后台线程执行摄像头操作

这些类共同构成了 USBCamera 的核心框架，适用于 Android 上的 USB 摄像头开发。

USBMonitor（USB 设备监控与管理）

作用

负责检测 USB 设备的插拔事件（如摄像头连接/断开）。
枚举已连接的 USB 设备，并检查是否有可用的摄像头设备。
申请 USB 设备权限（在 Android 上需要用户授权才能访问 USB 设备）。
管理 USB 设备的生命周期（如打开、关闭设备）。

关键方法

register() / unregister()：注册/注销 USB 设备监听。
getDeviceList()：获取当前连接的 USB 设备列表。
requestPermission(UsbDevice)：请求用户授权访问 USB 设备。
openDevice(UsbDevice)：打开 USB 设备，返回 UsbControlBlock。

UsbControlBlock（USB 设备控制块）

作用

代表一个已打开的 USB 设备，用于底层 USB 通信。
提供 USB 控制传输（Control Transfer）功能，用于发送控制命令（如摄像头参数设置）。
管理 USB 接口（Interface）和端点（Endpoint）（用于数据传输）。

关键方法

claimInterface(UsbInterface)：声明 USB 接口（必须调用才能进行数据传输）。
bulkTransfer(…)：执行 USB 批量传输（Bulk Transfer）。
close()：关闭 USB 设备，释放资源。

OnDeviceConnectListener（USB 设备连接监听接口）

作用

定义 USB 设备连接/断开时的回调，用于处理设备状态变化。
通常由 USBMonitor 触发。
关键回调方法
onAttach(UsbDevice)：当 USB 设备插入时调用。
onDetach(UsbDevice)：当 USB 设备拔出时调用。
onConnect(UsbDevice, UsbControlBlock, boolean)：当 USB 设备成功连接并授权后调用。
onDisconnect(UsbDevice, UsbControlBlock)：当 USB 设备断开连接时调用。

示例

val usbMonitor = USBMonitor(context, object : OnDeviceConnectListener {
   
   
    override fun onAttach(device: UsbDevice) {
   
   
        Log.d("USB", "设备插入: ${device.deviceName}")
    }
    
    override fun onConnect(device: UsbDevice, ctrlBlock: UsbControlBlock, isNew: Boolean) {
   
   
        Log.d("USB", "设备已连接: ${device.deviceName}")
        // 可以在这里初始化摄像头
    }
    
    override fun onDisconnect(device: UsbDevice, ctrlBlock: UsbControlBlock) {
   
   
        Log.d("USB", "设备已断开: ${device.deviceName}")
    }
})

UVCCameraHandler（UVCCamera 控制与数据流处理）

作用

管理 UVCCamera 的预览、拍照、录像等操作。
封装了 UVCCamera 的 API，提供更简单的调用方式。
通常运行在 CameraThread 中，避免阻塞 UI 线程。
关键方法
startPreview(Surface)：开始摄像头预览（传入 Surface 用于显示）。
stopPreview()：停止预览。
captureStill(String)：拍照并保存到指定路径。
startRecording(String) / stopRecording()：开始/停止录像。

示例

val cameraHandler = UVCCameraHandler.createHandler(
    context,
    UVCCamera.DEFAULT_PREVIEW_WIDTH,
    UVCCamera.DEFAULT_PREVIEW_HEIGHT,
    UVCCamera.FRAME_FORMAT_MJPEG
)

// 开始预览（传入 Surface，如 TextureView 的 Surface）
cameraHandler.startPreview(surface)

CameraThread（摄像头后台线程）

作用

用于在后台线程执行摄像头操作（避免阻塞 UI 线程）。
通常由 UVCCameraHandler 内部使用，封装了 HandlerThread 的实现。
处理 USB 摄像头初始化、帧数据回调、录制存储等耗时操作。

关键方法

run()：线程运行逻辑（处理 UVCCamera 操作）。
queueEvent(Runnable)：向线程发送任务（如 startPreview、captureStill）。

示例

// UVCCameraHandler 内部通常这样使用：
class UVCCameraHandler : HandlerThread("CameraThread") {
   
   
    private val mWorkerHandler: Handler

    init {
   
   
        start()
        mWorkerHandler = Handler(looper)
    }

    fun startPreview(surface: Surface) {
   
   
        mWorkerHandler.post {
   
   
            // 在后台线程执行摄像头初始化
            mUVCCamera.startPreview(surface)
        }
    }
}

小结-完整流程示例

USBMonitor 检测 USB 设备插入，并请求权限。
OnDeviceConnectListener.onConnect 回调返回 UsbControlBlock。
UVCCameraHandler 使用 UsbControlBlock 初始化 UVCCamera。
CameraThread 在后台处理摄像头帧数据，并通过 Surface 显示预览。
用户操作（拍照、录像）通过 UVCCameraHandler 执行。

三、源码流程分析

open 打开USBCamera过程

上面我们了解了关键核心类，通过类的作用可以了解基本流程，这里总结的流程图如下，先有个大概了解
在这里插入图片描述
时序图是流程的总结，其实一就够了，对着源码一步一步分析即可，这里还是重点来分析下部分方法，代码。

USBMonitor - register 监听USB 事件

我们这么理解：当你插入USB的时候，系统是由USBEvent 事件的，作为应用你就必须知道由UsbDevice 插入了，所以应用端需要监听。那么就是通过广播实现的，就是USBMonitor 监控器通过广播事件监听USB设备插入，UVCCamera 外设从硬件角度上来说就是一个USB 设备。

/**
	 * register BroadcastReceiver to monitor USB events
	 * @throws IllegalStateException
	 */
	public synchronized void register() throws IllegalStateException {
   
   
		if (destroyed) throw new IllegalStateException("already destroyed");
		Log.d(TAG," register");

		if (mPermissionIntent == null) {
   
   
			if (DEBUG) Log.i(TAG, "register:");
			final Context context = mWeakContext.get();
			if (context != null) {
   
   
				//mPermissionIntent = PendingIntent.getBroadcast(context, 0, new Intent(ACTION_USB_PERMISSION), 0);
				if (android.os.Build.VERSION.SDK_INT >= android.os.Build.VERSION_CODES.S) {
   
   
 					mPermissionIntent = PendingIntent.getBroadcast(context, 0, new Intent(ACTION_USB_PERMISSION),  PendingIntent.FLAG_IMMUTABLE);
				} else {
   
   
					mPermissionIntent = PendingIntent.getBroadcast(context, 0, new Intent(ACTION_USB_PERMISSION), PendingIntent.FLAG_ONE_SHOT | PendingIntent.FLAG_IMMUTABLE);
				}

				final IntentFilter filter = new IntentFilter(ACTION_USB_PERMISSION);
				// ACTION_USB_DEVICE_ATTACHED never comes on some devices so it should not be added here
				filter.addAction(ACTION_USB_DEVICE_ATTACHED);
				filter.addAction(UsbManager.ACTION_USB_DEVICE_DETACHED);
				context.registerReceiver(mUsbReceiver, filter);
			}
			// start connection check
			mDeviceCounts = 0;
			mAsyncHandler.postDelayed(mDeviceCheckRunnable, 1000);
		}
	}

当监听到USB插入事件，通过广播监听到后，如下： processAttach 方法和 mOnDeviceConnectListener.onAttach(device); 回调

else if (UsbManager.ACTION_USB_DEVICE_ATTACHED.equals(action)) {
   
   
				Log.d(TAG,"  ACTION_USB_DEVICE_ATTACHED");
				final UsbDevice device = intent.getParcelableExtra(UsbManager.EXTRA_DEVICE);
				updatePermission(device, hasPermission(device));
				processAttach(device);
			}


	private final void processAttach(final UsbDevice device) {
   
   
		if (destroyed) return;
		if (DEBUG) Log.v(TAG, "processAttach:   mOnDeviceConnectListener:"+mOnDeviceConnectListener);
		if (mOnDeviceConnectListener != null) {
   
   
			mAsyncHandler.post(new Runnable() {
   
   
				@Override
				public void run() {
   
   
					Log.d(TAG,"  onAttach device");
					mOnDeviceConnectListener.onAttach(device);
				}
			});
		}
	}

USBMonitor - onAttach 回调

   mUSBMonitor = new USBMonitor(activity.getApplicationContext(), new USBMonitor.OnDeviceConnectListener() {
   
   

            // called by checking usb device
            // do request device permission
            @Override
            public void onAttach(UsbDevice device) {
   
   
                Log.d(TAG,"   onAttach");
                if (listener != null) {
   
   
                    listener.onAttachDev(device);
                }
            }
...........

}





  private