picamera 1.10 教程及api中文简译（一）在python2.7/3.2+上安装 picamera

以前做过一个家庭摄像头，用的是raspivid的命令行来实现，但是功能太少，不得不放弃重构，正好遇到了picamera这个库，使我能摆脱用命令行或其他低级语言来控制树莓派的摄像头模块。
现在picamera已经内置在树莓派最新的镜像之内了，可以方便我们的使用。而picamera也在不断的迭代更新中，现在的版本已经更新到了1.10新增了一些api，所以也为了方便自己的使用，现将1.10版本的官方api说明简译成中文。
官方api地址

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安装

1、在python2.7/python3.2+上安装

在python2.7/python3.2+上安装picamera有几种方法，但每个方法都一些优缺点，可以根据自己的需求选择适合自己的方法进行安装。

1.1、固件升级

树莓派的摄像头模块是由内核进行驱动，随着版本的更迭，修复了大量的bug，并且扩展了摄像头模块的相关功能，虽然picamera支持固件向后兼容，但是在最新版发布时，picamera都是参照最新的固件进行测试，所以如果你用的是一个比较旧版本的固件，可能有一些新库的功能是固件无法支持的。所以在安装库之前推荐进行固件升级，并使用最新的固件进行开发。

#确保树莓派更新到最新固件
sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade

此前有些有些文档建议使用sudo rpi-update来更新树莓派固件，但是现在这个命令已经过时了。如果您以前是通过该命令来更新固件，也可以通过apt与下面的命令来对其进行更新。重启设备后生效。

sudo apt-get update
sudo apt-get install --reinstall libraspberrypi0 libraspberrypi-{bin,dev,doc} raspberrypi-bootloader
sudo rm /boot/.firmware_revision

请注意，PiTFT固件（加强支持GPIO驱动tft屏幕的固件）的摄像头模块固件版本比较落后，如果使用此固件来对摄像头进行操作则会缺少一些功能，包括“延长曝光”，“以及文字覆盖标识”。

1.2、raspbian依赖安装

如果你使用的是raspbian的发行版，最好使用系统自带的包管理器（即apt-get工具）来安装picamera，这将更容易更新和删除picamera库。

使用依赖安装如下：

#如果在python3上，将python-picamera替换成python3-picamera
sudo apt-get install python-picamera

移除安装如下：

#如果在python3上，将python-picamera替换成python3-picamera
sudo apt-get remove python-picamera
sudo apt-get autoremove

如果你使用的是最新的raspbian发行版，可能会发现系统已经安装了picamera库，因为在最新版的发行版中已经默认包含了picamera库（包括NOOBS版）。
如果你发现raspbian发行版的picamera版本比较落后，你也可以直接利用pypi来进行安装，或者等待raspbian的更新。

1.3、独立用户pip安装

如果你不想利用依赖安装将picamera作用于所有用户，那么可以利用pypi来进行安装。但这将使其他用户无法找到picamera库，如果你希望作用于全部用户请参照依赖安装。

切换到希望安装的用户进行安装：

#如果在python3上
#将python-pip替换成python3-pip,将pip替换为pip-3.2
sudo apt-get install python-pip
pip install --user picamera

如果你想在py中使用picamera.array模块，这将依赖numpy，但是安装numpy需要很长一段时间。

#如果在python3上
#将pip替换为pip-3.2
 pip install --user "picamera[array]"

需要注意的是，如果不使用sudo来执行pip的话，将会把picamera安装到某个用户，在apt-get update时无法更新picamera库的版本。-U参数为更新picamera。

#如果在python3上
#将pip替换为pip-3.2
pip install --user -U picamera

如果你想通过pip移除picamera的话：

#如果在python3上
#将pip替换为pip-3.2
pip uninstall picamera

1.4、系统pip安装

上一节讲的是通过pip将picamera安装至某一用户，这一节讲通过pip来安装到所有用户。

#如果在python3上
#将python-pip替换成python3-pip,将pip替换为pip-3.2
sudo apt-get install python-pip
sudo pip install picamera

如果你想在py中使用picamera.array模块，这将依赖numpy，但是安装numpy需要很长一段时间。

#如果在python3上
#将pip替换为pip-3.2
sudo pip install "picamera[array]"

更新安装picamera：

#如果在python3上
#将pip替换为pip-3.2
sudo pip install -U picamera

卸载安装picamera：

#如果在python3上
#将pip替换为pip-3.2
sudo pip uninstall picamera

1.5、通过沙盒环境（Virtualenv）安装

如果你希望通过一个沙盒环境来安装picamera的话（如果你正在做其他一些python项目，在安装库时会有一些潜在的依赖冲突，若需要避免这种事情的发生，最好使用沙盒环境。）：

#如果在python3上
#将python-pip替换成python3-pip
#将pip替换为pip-3.2

#安装pip工具及python沙盒库
sudo apt-get install python-pip python-virtualenv
#创建名为sandbox的沙盒环境
#如果在python3上执行virtualenv -p python3 sandbox
virtualenv sandbox
#切换沙盒，以后可以用workon sandbox来切换
#但执行workon之前需要执行以下代码
source sandbox/bin/activate
#执行安装
(sandbox) $ pip install picamera

如果你想在py中使用picamera.array模块，这将依赖numpy，但是安装numpy需要很长一段时间。

#如果在python3上
#将pip替换为pip-3.2
(sandbox) $ pip install "picamera[array]"

需要记住的是，每次使用picamera时，你需要运行之前创建的沙盒环境：

source sandbox/bin/activate
workon sandbox
(sandbox) $ 

如果你希望在沙盒环境中更新picamera库的话：

#如果在python3上
#将pip替换为pip-3.2
source sandbox/bin/activate
workon sandbox
(sandbox) $ pip install -U picamera

如果你希望卸载的话：

rm -fr ~/sandbox/

1.6、编译安装

如果你想使用最新版（如Bata版）的picamera库，可以从github上获取最新代码，然后通过Makefile进行源码构建。这将是你的picamera版本库以github为核心进行更新，并且在源码中还包含了vim/emacs的代码提示标签文件。下面的例子演示了在沙盒环境中通过源码构建picamera：

sudo apt-get install build-essential git git-core exuberant-ctags \
    python-virtualenv
#如果在python3上执行virtualenv -p python3 sandbox
virtualenv sandbox
source sandbox/bin/activate
(sandbox) $ git clone https://github.com/waveform80/picamera.git
(sandbox) $ cd picamera
(sandbox) $ make develop

每次进行更新时，可以通过git命令pull到最新的代码进行更新：

source sandbox/bin/activate
(sandbox) $ cd picamera
(sandbox) $ git pull
(sandbox) $ make develop

如果你想删除的话：

rm -fr ~/sandbox/

任何对picamera感兴趣的人，都希望破解（为啥要破解？这意思可能是要读懂整个项目的源码）整个项目，但事先请明白，虽然技术上picamera是纯python编写的项目，但在代码中大量使用了ctype，所以有一些代码看上去并不是纯的python，而是夹杂着C语言代码的python代码。

该项目主要有picamera这个主类来封装raspistill和raspivid的命令，并通过ctype的libmmal进行转换，再加上一组encoder classes，这样重新构建了回调方法来式上层应用调用到bytes流。这种封装也在PiCameraCircularIO，PiBayerArray的项目中出现。

所以即使你看不懂有些picamera代码，我也很想知道你希望这组api变成什么样子！

1.7、测试安装成功

如果你现在已经完成了picamera的安装，可以运行picamera来测试picamera库：

#如果在python3上
#将pip替换为pip-3.2
(sandbox) $ sudo apt-get install libav-tools
(sandbox) $ pip install Pillow pytest mock numpy

最后运行测试命令

(sandbox) $ make test