Android Camera 框架全景解析1

一、Android Camera 概述

1.1 相机模块的重要性

• 手机摄影、车载影像、安防监控等领域的应用场景
• Android Camera技术演进：从Camera1到CameraX的革新

1.2 核心设计目标

兼容性：支持多设备与版本（Android 5.0+）
灵活性：提供细粒度控制（如Camera2）与简化开发（如CameraX）
性能优化：低延迟、高吞吐量的数据流处理

二、Android Camera 架构解析

2.1 分层架构设计

应用层app：Camera App与CameraX库的交互
框架层Framework：Camera2 API与CameraService进程（AIDL通信）
硬件抽象层HAL：硬件抽象接口（HIDL）与厂商定制实现
内核层kernel：V4L2驱动与图像信号处理器（ISP）

2.1.1 app层

• 应用开发者调用AOSP提供的接口即可，AOSP的接口即Android提供的相机应用的通用接口。
• 应用层开发者需要做的就是按照AOSP的API规定提供的接口,这些接口将通过Binder与Framework层的相机服务进行操作与数据传递。
• 应用层开发者不需要关注有手机有几个摄像头他们是什么牌子的,他们是怎么组合的,特定模式下哪个摄像头是开或者是关的,他们利用AOSP提供的接口通过AIDL binder调用向Framework层的CameraServer进程下指令,从CameraServer进程中取的数据。

2.1.2 fwk层

• Camera Framework层即CameraServer服务实现.
• CameraServer是Native Service,代码在frameworks/av/services/camera/libcameraservice/
• CameraServer承上启下,上对应用提供Aosp的接口服务,下和Hal直接交互.一般而言,CamerServer出现问题的概率极低,大部分还是App层及HAL层出现的问题居多。

2.1.3 hal层详解

2.1.3.1 基本概念与架构定位

Camera HAL（Hardware Abstraction Layer）是Android相机系统中的核心中间层，位于应用框架与硬件驱动之间，主要承担硬件抽象和标准化接口的职责。其核心作用包括：

• 硬件抽象：通过统一接口屏蔽不同芯片平台（如高通、MTK）的硬件差异，例如传感器控制、ISP处理等；
• 请求处理：将应用层的捕获请求（如拍照、录像）转换为底层硬件操作指令；
• 数据流管理：协调图像数据从传感器到应用层的传输路径，支持多流并发处理；
• 元数据生成：提供3A（AF/AE/AWB）算法、传感器参数等元数据信息。

2.1.3.2 架构分层与核心组件

2.1.3.2.1 分层结构

典型的HAL架构分为三个层级：