Android camera 架构浅析

1、Camera成像原理介绍

Camera工作流程图

Camera的成像原理可以简单概括如下：

景物(SCENE)通过镜头（LENS）生成的光学图像投射到图像传感器(Sensor)表面上，然后转为电信号，经过A/D（模数转换）转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片（DSP）中加工处理，再通过IO接口传输到CPU中处理，通过DISPLAY就可以看到图像了。

电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体（CMOS）接收光学镜头传递来的影像，经模/数转换器(A/D)转换成数字信号，经过编码后存储。

流程如下： 
1、CCD/CMOS将被摄体的光信号转变为电信号—电子图像（模拟信号） 
2、由模/数转换器（ADC）芯片来将模拟信号转化为数字信号 
3、数字信号形成后，由DSP或编码库对信号进行压缩并转化为特定的图像文件格式储存

数码相机的光学镜头与传统相机相同，将影像聚到感光器件上，即(光)电荷耦合器件(CCD) 。CCD替代了传统相机中的感光胶片的位置，其功能是将光信号转换成电信号，与电视摄像相同。

CCD是半导体器件，是数码相机的核心，其内含器件的单元数量决定了数码相机的成像质量——像素，单元越多，即像素数高，成像质量越好，通常情况下像素的高低代表了数码相机的档次和技术指标。

2、Android Camera框架

Android的Camera子系统提供一个拍照和录制视频的框架。

它将Camera的上层应用与Application Framework、用户库串接起来，而正是这个用户库来与Camera的硬件层通信，从而实现操作camera硬件。

3、Android Camera的代码结构

Android的Camera代码主要在以下的目录中： 
Camera的JAVA部分 
packages/apps/Camera/。其中Camera.java是主要实现的文件。这部分内容编译成为目标是Camera.apk 
com.android.camera这个包，几个主要的类文件如下： 
PhotoViewer：GalleryPicker.java（所有图片集）--->ImageGallery.java（某个Folder下图片列表）--->ViewImage.java（看某张具体图片） 
VideoPlayer：GalleryPicker.java（所有视频集） --->MovieView.java（看某一个视频） 
Camera：Camera.java（Camera取景及拍照） 
VideoCamera：VideoCamera.java（VideoCamera取景及摄像）

 

Camera的framework供上层应用调用的部分

 

base/core/java/android/hardware/Camera.java

这部分目标是framework.jar

 

Camera的JNI部分 
frameworks/base/core/jni/android_hardware_Camera.cpp 
这部分内容编译成为目标是libandroid_runtime.so。

Camera UI库部分 
frameworks/base/libs/ui/camera 
这部分的内容被编译成库libcamera_client.so。

Camera服务部分 
frameworks/base/camera/libcameraservice/ 
这部分内容被编译成库libcameraservice.so。

Camera HAL层部分 
hardware/msm7k/libcamera 
或 
vendor/qcom/android-open/libcamera2 
为了实现一个具体功能的Camera，在HAL层需要一个硬件相关的Camera库（例如通过调用video for linux驱动程序和Jpeg编码程序实现或者直接用各个chip厂商实现的私有库来实现，比如Qualcomm实现的libcamera.so和libqcamera.so），实现CameraHardwareInterface规定的接口，来调用相关的库，驱动相关的driver，实现对camera硬件的操作。这个库将被Camera的服务库libcameraservice.so调用。

未完待续

在下一篇中，我会以两条路径来详细介绍Camera HAL的实现：自己依据V4l2规范来实现CameraHardwareInterface； Qualcomm的Camera架构（QualcommCameraHardware和mm-camera/mm-still）。