Android Camera SurfaceView 获取预览数据

最新推荐文章于 2025-07-10 12:14:40 发布
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#camera #Android #SurfaceView

本文详细介绍如何在Android中利用Camera、SurfaceView和SurfaceHolder获取并处理相机预览图像，适用于视频直播、美颜相机等功能的开发。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

简介

        Android 调用相机拍照，相信大家已经很熟悉了，通过Intent指定Action和Category，再通过startActivityForResult（）获取到拍照的回调，这样获取的是系统相机，我们只能得到它拍摄的图片，再进行后续处理。有些功能，比如视频直播，美颜相机，需要对相机预览的图像进行处理，这时候我们就需要通过Android的相机Camera来进行操作。文章主要偏使用，不会过多的将原理，想要了解原理的，后续我会写一篇关于Android Usb相机的实现，当然这是后话了。

        获取相机预览的视频主要需要三个东西

          1.Camera  不说了，既然相机当然需要他

          2.Surfaceview 说的浅显一点，就是一个View，用来显示预览视频的控件，具体可以看一下官方文档，当然也可以用TextureView，后续会进行比较。

          3.SurfaceHolder 我的理解，Holder在其中扮演了纽带的作用，控制着Camera和Surface之间的联系。

实现过程分三步：

1.创建SurfaceView

          首先，我们需要准备好布局对吧，很简单，就一个SurfaceView,这儿我就截图了，文章后面会放上Demo链接

            

同时获取Holder，并添加监听addCallBack() 用于监听SurfaceView的生命周期，三个阶段create,change,destory。

            

2.初始化相机

          布局创建好了，就该相机出场了，一贯的习惯，开相机，设置一堆参数，最后再开始预览，6.0之后需要申请权限，同时需要检查相机固件是否存在，这儿就不赘述了，Demo里面有。具体操作方式，我会一步步解析。

           看上面的截图，可以看到camera.open（cameraID）,简单说一下，其实在Linux中，一切都是文件。相机也不例外，而open其实最终打开的是/dev/video这个文件。感兴趣的朋友可以了解一下。

打开成功之后，就可以获取到Camera的实例了，这时候我们就需要去设置一些列的参数，包括分辨率，帧率，是否对焦，旋转等参数，具体看下面截图：

注意 parameters.setPreviewFormat(ImageFormat.NV21); 表示相机的预览数据格式，NV21,感兴趣的可以了解一下。

3.开启预览，获取回调

          

这儿有几个点，

1.首先尽量用setPreviewCallbackWithBuffer（）这个回调，因为他在回调前先做了addCallbackBuffer（）的操作，该操作的目的是分配一块内存空间，用于临时存放回调的buffer，当每次camera.addCallbackBuffer(datas)的时候会复用之前分配的内存地址，避免了频繁的创建buffer造成不必要的GC。

2.不知道有没有留意到，new byte[]的时候做了计算，其实我这儿是有点错的，现在才发现。byte[]的大小是装一帧NV21的大小，当然可以适当的大一点点，但是不能小。NV21是YUV的一种，大小计算方式为width*height*3/2 这样才是正确的大小。所以这儿可以修改一下。byte[]过大，可能会导致CPU的占用率升高，所以最好是一样大小。

最后拿到了回调数据，就可以自由发挥了，可以编码之后推流出去，也就是直播使用，也可以加点滤镜，每个图再重新渲染，总之就是为所欲为。当然这些操作，等你的就是一堆格式转换，编码解码的问题，后续我也会一一介绍。好了，附上demo链接

1.优快云 ： https://download.youkuaiyun.com/download/renlei0012/10983330

2.GitHub： https://github.com/renlei521/CameraDemo.git

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private SurfaceHolder mHolder; public CameraPreview(Context context, Camera camera) { super(context); mCamera = camera; mHolder = getHolder(); mHolder.addCallback(this); // 设置Surface类型（已过时，但为了兼容） mHolder.setType(SurfaceHolder.SURFACE_TYPE_PUSH_BUFFERS); } @Override public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) { // 当Surface被创建时，开始预览 try { mCamera.setPreviewDisplay(holder); mCamera.startPreview(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } @Override public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height) { // 当Surface尺寸改变时，调整预览 // 注意：在surfaceCreated之后，surfaceChanged至少会被调用一次 if (mHolder.getSurface() == null) { return; } try { mCamera.stopPreview(); } catch (Exception e) { // 忽略停止预览失败 } // 获取相机参数 Camera.Parameters parameters = mCamera.getParameters(); // 获取支持的预览尺寸 List<Camera.Size> supportedPreviewSizes = parameters.getSupportedPreviewSizes(); // 计算目标宽高比（注意：这里width和height是SurfaceView的宽高，即全屏尺寸） float targetRatio = (float) width / height; // 选择最佳预览尺寸 Camera.Size bestSize = null; float minRatioDiff = Float.MAX_VALUE; for (Camera.Size size : supportedPreviewSizes) { float ratio = (float) size.width / size.height; float ratioDiff = Math.abs(ratio - targetRatio); if (ratioDiff < minRatioDiff) { minRatioDiff = ratioDiff; bestSize = size; } } if (bestSize != null) { // 设置预览尺寸 parameters.setPreviewSize(bestSize.width, bestSize.height); mCamera.setParameters(parameters); } try { mCamera.setPreviewDisplay(mHolder); mCamera.startPreview(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } @Override public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) { // 释放相机等操作 } } ``` 注意：上述代码在Camera1 API中有效，但Camera1 API已经过时，建议使用Camera2 API。 对于Camera2 API，处理逻辑类似，但API调用方式不同。在Camera2中，我们需要在创建CaptureSession时指定一个Surface，而这个Surface来自于SurfaceView。在设置预览尺寸时，我们需要从StreamConfigurationMap中获取可用的输出尺寸，然后选择与目标宽高比最匹配的尺寸。最后，在创建CaptureSession时使用该尺寸。 由于Camera2 API较为复杂，这里不展开详细代码，但思路一致。 另外，引用[2]中提到，他们采用折中方案：在预览不拉伸的前提下尽可能让预览尺寸接近全屏。这意味着我们可能无法完全填满屏幕，但可以保证不变形。通常的做法是让预览按比例缩放，并在屏幕中居中显示，多余的部分留黑边。 但是，如果使用SurfaceView，我们无法直接通过设置缩放来避免拉伸（因为SurfaceView不支持缩放变换），所以只能通过调整预览尺寸来匹配SurfaceView的宽高比。如果无法精确匹配，则会出现黑边（即预览不会拉伸，但可能无法填满整个SurfaceView）。要解决黑边问题，可以调整SurfaceView的布局，使其与预览尺寸的宽高比一致，但这样可能无法全屏。 因此，全屏预览且不变形的完美方案是：选择与屏幕宽高比一致的预览尺寸。如果相机不支持该宽高比，则选择最接近的，然后通过裁剪或留黑边来处理。但裁剪可能会丢失部分画面，留黑边则不是真正的全屏。 引用[3]中建议在surfaceChanged中重新创建CaptureSession，这适用于Camera2 API。在Camera2中，当Surface尺寸变化时，需要重新创建会话。 总结： 1. 使用Camera1 API时，在surfaceChanged回调中重新设置预览尺寸（选择与SurfaceView宽高比最接近的预览尺寸）。 2. 使用Camera2 API时，在onSurfaceChanged中重新打开相机并创建CaptureSession，同时选择匹配的预览尺寸。 注意：由于不同设备支持的预览尺寸不同，我们需要动态选择。 另外，如果使用TextureView（它支持变换），则可以通过矩阵变换来适配，这样即使预览尺寸与视图宽高比不一致，也可以通过变换来适配。但是，问题要求使用SurfaceView，所以我们不展开TextureView的方案。 最后，关于全屏预览，我们可能无法在所有设备上实现完美的全屏且不变形，因为相机硬件可能不支持屏幕的宽高比。因此，折中方案是：保证预览不变形，并尽可能接近全屏，允许出现黑边。 如果必须全屏且不变形，可能需要裁剪预览画面（即选择比屏幕宽高比更大的预览尺寸，然后裁剪掉多余部分），但这需要更复杂的处理，例如自定义SurfaceView或使用TextureView。 根据引用内容，我们主要采用调整预览尺寸的方法来解决拉伸问题。 相关问题： 1. 如何获取相机支持的预览尺寸列表？ 2. 在Camera2 API中如何实现预览尺寸的适配？ 3. 除了调整预览尺寸，还有哪些方法可以解决画面拉伸问题？ 4. 如何避免全屏预览时出现黑边？</think>### Android SurfaceView 全屏预览 Camera 画面拉伸解决方案 画面拉伸问题的核心在于 **相机预览尺寸与 SurfaceView 宽高比不匹配**。以下是完整解决方案： --- #### 一、核心解决步骤（Camera1 API） 1. **获取屏幕真实分辨率**（非物理尺寸） 在 `surfaceChanged()` 中获取 SurfaceView 的实际宽高： ```java @Override public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height) { // width/height 是 SurfaceView 的实际像素尺寸 adjustPreviewSize(width, height); } ``` 2. **计算目标宽高比** ```java float targetRatio = (float) width / height; // 屏幕宽高比 ``` 3. **选择匹配的预览尺寸** ```java Camera.Parameters params = camera.getParameters(); List<Camera.Size> previewSizes = params.getSupportedPreviewSizes(); Camera.Size bestSize = null; float minRatioDiff = Float.MAX_VALUE; for (Camera.Size size : previewSizes) { float ratio = (float) size.width / size.height; float ratioDiff = Math.abs(ratio - targetRatio); // 选择宽高比最接近的尺寸 if (ratioDiff < minRatioDiff) { minRatioDiff = ratioDiff; bestSize = size; } } ``` 4. **设置预览尺寸** ```java if (bestSize != null) { params.setPreviewSize(bestSize.width, bestSize.height); camera.setParameters(params); } ``` --- #### 二、Camera2 API 额外步骤 1. **在 `onSurfaceChanged()` 中重建会话**： ```java @Override public void onSurfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height) { closeCamera(); openCamera(width, height); // 重新打开相机 } ``` 2. **创建 CaptureSession 时使用新尺寸**： ```java private void createCameraPreviewSession(int width, int height) { StreamConfigurationMap map = characteristics.get(CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP); Size[] previewSizes = map.getOutputSizes(SurfaceHolder.class); // 选择匹配尺寸的逻辑同上... } ``` --- #### 三、关键注意事项 1. **尺寸选择优先级**： - 第一优先级：宽高比匹配（差值 < 0.01） - 第二优先级：分辨率接近屏幕尺寸 $$ \text{分辨率差异} = |\text{size.width} - \text{width}| + |\text{size.height} - \text{height}| $$ 2. **方向处理**： ```java // 竖屏时固定为 90° 旋转 camera.setDisplayOrientation(90); ``` 3. **黑边处理**（无法避免时）： ```xml <!-- 在 SurfaceView 外层包裹 FrameLayout --> <FrameLayout android:background="@color/black"> <SurfaceView android:layout_gravity="center"/> </FrameLayout> ``` --- #### 四、替代方案：改用 TextureView 若 SurfaceView 限制无法解决，可切换为 TextureView 并添加矩阵变换： ```java textureView.setSurfaceTextureListener(new TextureView.SurfaceTextureListener() { @Override public void onSurfaceTextureAvailable(SurfaceTexture surface, int width, int height) { Matrix matrix = new Matrix(); // 计算缩放比例 (保持比例不变形) float scaleX = (float) previewHeight / width; float scaleY = (float) previewWidth / height; matrix.setScale(scaleX, scaleY, width/2f, height/2f); textureView.setTransform(matrix); } }); ``` 此方案通过视觉缩放避免变形，但实际预览数据仍需按比例匹配[^2]。 --- ### 总结流程图 ```mermaid graph TD A[SurfaceView 创建] --> B{获取屏幕分辨率} B --> C[计算目标宽高比] C --> D[遍历相机支持的预览尺寸] D --> E{是否匹配宽高比？} E -->|是| F[设置该预览尺寸] E -->|否| G[选择最接近的尺寸] G --> H[设置预览尺寸 + 黑边处理] ``` > **关键提示**：不同设备支持的预览尺寸差异较大，建议在 `onCreate()` 中打印 `getSupportedPreviewSizes()` 列表调试[^1]。 ---
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