HarmonyOS之深入解析相机的功能和使用

HarmonyOS 相机模块支持相机业务的开发，开发者可以通过已开放的接口实现相机硬件的访问、操作和新功能开发，最常见的操作如：预览、拍照、连拍和录像等。

相机静态能力：用于描述相机的固有能力的一系列参数，比如朝向、支持的分辨率等信息。

物理相机：物理相机就是独立的实体摄像头设备。物理相机ID是用于标志每个物理摄像头的唯一字串。

逻辑相机：逻辑相机是多个物理相机组合出来的抽象设备，逻辑相机通过同时控制多个物理相机设备来完成相机某些功能，如大光圈、变焦等功能。逻辑摄像机ID是一个唯一的字符串，标识多个物理摄像机的抽象能力。

帧捕获：相机启动后对帧的捕获动作统称为帧捕获。主要包含单帧捕获、多帧捕获、循环帧捕获。

单帧捕获：指的是相机启动后，在帧数据流中捕获一帧数据，常用于普通拍照。

多帧捕获：指的是相机启动后，在帧数据流中连续捕获多帧数据，常用于连拍。

循环帧捕获：指的是相机启动后，在帧数据流中一直捕获帧数据，常用于预览和录像。

在同一时刻只能有一个相机应用在运行中。

相机模块内部有状态控制，开发者必须按照指导文档中的流程进行接口的顺序调用，否则可能会出现调用失败等问题。

为了开发的相机应用拥有更好的兼容性，在创建相机对象或者参数相关设置前请务必进行能力查询。

相机模块主要工作是给相机应用开发者提供基本的相机 API 接口，用于使用相机系统的功能，进行相机硬件的访问、操作和新功能开发。

相机的开发流程如图所示：

相机模块为相机应用开发者提供了3个包的内容，包括方法、枚举、以及常量/变量，方便开发者更容易地实现相机功能。

相机 API 如下所示：

HarmonyOS 根据接口所涉数据的敏感程度或所涉能力的安全威胁影响，定义了不同开放范围与授权方式的权限来保护数据。

当前权限的开放范围分为：

all：所有应用可用

signature：平台签名应用可用

privileged：预制特权应用可用

restricted：证书可控应用可用

应用在使用对应服务的能力或数据时，需要申请对应权限：

已在 config.json 文件中声明的非敏感权限，会在应用安装时自动授予，该类权限的授权方式为系统授权（system_grant）。

敏感权限需要应用动态申请，通过运行时发送弹窗的方式请求用户授权，该类权限的授权方式为用户授权（user_grant）。

当应用调用服务时，服务会对应用进行权限检查，如果没有对应权限则无法使用该服务。

敏感权限的申请需要按照动态申请流程向用户申请授权，敏感权限说明如下：

非敏感权限不涉及用户的敏感数据或危险操作，仅需在 config.json 中声明，应用安装后即被授权。

受限开放的权限通常是不允许三方应用申请的。如果有特殊场景需要使用，请提供相关申请材料到应用市场申请相应权限证书。如果应用未申请相应的权限证书，却试图在 config.json 文件中声明此类权限，将会导致应用安装失败。另外，由于此类权限涉及到用户敏感数据或危险操作，当应用申请到权限证书后，还需按照动态申请权限的流程向用户申请授权。受限开放权限说明如下：

在使用相机之前，需要申请相机的相关权限，保证应用拥有相机硬件及其他功能权限。相机权限列表：

CameraKit 类是相机的入口 API 类，用于获取相机设备特性、打开相机，其接口如下表：

在实现一个相机应用之前必须先创建一个独立的相机设备，然后才能继续相机的其他操作。相机设备创建的建议步骤如下：

通过 CameraKit.getInstance(Context context) 方法获取唯一的 CameraKit 对象（如果此步骤操作失败，相机可能被占用或无法使用，如果被占用，必须等到相机释放后才能重新获取 CameraKit 对象）：

private void openCamera() { // 获取CameraKit对象 CameraKit cameraKit = CameraKit.getInstance(context); if (cameraKit == null) { // 处理cameraKit获取失败的情况 } }

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通过 getCameraIds() 方法，获取当前使用的设备支持的逻辑相机列表。逻辑相机列表中存储了当前设备拥有的所有逻辑相机 ID，如果列表不为空，则列表中的每个 ID 都支持独立创建相机对象；否则，说明正在使用的设备无可用的相机，不能继续后续的操作：

try { // 获取当前设备的逻辑相机列表 String[] cameraIds = cameraKit.getCameraIds(); if (cameraIds.length <= 0) { HiLog.error(LABEL, "cameraIds size is 0"); } } catch (IllegalStateException e) { // 处理异常 }

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还可以继续查询指定相机 ID 的静态信息：

调用 getDeviceLinkType (String physicalId) 方法获取物理相机连接方式；

调用 getCameraInfo(String cameraId) 方法查询相机硬件朝向等信息；

调用 getCameraAbility(String cameraId) 方法查询相机能力信息（比如支持的分辨率列表等）。

CameraInfo 的主要接口：

CameraAbility 的主要接口：

通过 createCamera(String cameraId, CameraStateCallback callback, EventHandler handler) 方法，创建相机对象，此步骤执行成功意味着相机系统的硬件已经完成了上电：

第一个参数 cameraId 可以是上一步获取的逻辑相机列表中的任何一个相机 ID。

第二和第三个参数负责相机创建和相机运行时的数据和状态检测，请务必保证在整个相机运行周期内有效。

// 创建相机设备 cameraKit.createCamera(cameraIds[0], cameraStateCallback, eventHandler);

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private final class CameraStateCallbackImpl extends CameraStateCallback { @Override public void onCreated(Camera camera) { // 创建相机设备 } @Override public void onConfigured(Camera camera) { // 配置相机设备 } @Override public void onPartialConfigured(Camera camera) { // 当使用了addDeferredSurfaceSize配置了相机，会接到此回调 } @Override public void onReleased(Camera camera) { // 释放相机设备 } } // 相机创建和相机运行时的回调 CameraStateCallbackImpl cameraStateCallback = new CameraStateCallbackImpl();

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import ohos.eventhandler.EventHandler; import ohos.eventhandler.EventRunner; // 执行回调的EventHandler EventHandler eventHandler = new EventHandler(EventRunner.create("CameraCb"));

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至此，相机设备的创建已经完成。相机设备创建成功会在 CameraStateCallback 中触发 onCreated(Camera camera) 回调。在进入相机设备配置前，请确保相机设备已经创建成功。否则会触发相机设备创建失败的回调，并返回错误码，需要进行错误处理后，重新执行相机设备的创建。

创建相机设备成功后，在 CameraStateCallback 中会触发 onCreated(Camera camera) 回调，并且带回 Camera 对象，用于执行相机设备的操作。

当一个新的相机设备成功创建后，首先需要对相机进行配置，调用 configure(CameraConfig) 方法实现配置。相机配置主要是设置预览、拍照、录像用到的 Surface(详见 ohos.agp.graphics.Surface)，没有配置过 Surface，相应的功能不能使用。

为了进行相机帧捕获结果的数据和状态检测，还需要在相机配置时调用 setFrameStateCallback(FrameStateCallback, EventHandler) 方法设置帧回调。

private void initSurface() { surfaceProvider = new SurfaceProvider(this); DirectionalLayout.LayoutConfig params = new DirectionalLayout.LayoutConfig( ComponentContainer.LayoutConfig.MATCH_PARENT, ComponentContainer.LayoutConfig.MATCH_PARENT); surfaceProvider.setLayoutConfig(params); surfaceProvider.pinToZTop(false); surfaceProvider.getSurfaceOps().get().addCallback(new SurfaceCallBack()); ((ComponentContainer) findComponentById(ResourceTable.Id_surface_container)).addComponent(surfaceProvider); } private FrameStateCallback frameStateCallbackImpl = new FrameStateCallback(){ @Override public void onFrameStarted(Camera camera, FrameConfig frameConfig, long frameNumber, long timestamp) { ... } @Override public void onFrameProgressed(Camera camera, FrameConfig frameConfig, FrameResult frameResult) { ... } @Override public void onFrameFinished(Camera camera, FrameConfig frameConfig, FrameResult frameResult) { ... } @Override public void onFrameError(Camera camera, FrameConfig frameConfig, int errorCode, FrameResult frameResult) { ... } @Override public void onCaptureTriggerStarted(Camera camera, int captureTriggerId, long firstFrameNumber) { ... } @Override public void onCaptureTriggerFinished(Camera camera, int captureTriggerId, long lastFrameNumber) { ... } @Override public void onCaptureTriggerInterrupted(Camera camera, int captureTriggerId) { ... } }; private final class CameraStateCallbackImpl extends CameraStateCallback { @Override public void onCreated(Camera camera) { cameraDevice = camera; previewSurface = surfaceProvider.getSurfaceOps().get().getSurface(); cameraConfigBuilder = camera.getCameraConfigBuilder(); if (cameraConfigBuilder == null) { HiLog.error(LABEL, "onCreated cameraConfigBuilder is null"); return; } // 配置预览的Surface cameraConfigBuilder.addSurface(previewSurface); // 配置拍照的Surface cameraConfigBuilder.addSurface(imageReceiver.getRecevingSurface()); // 配置帧结果的回调 cameraConfigBuilder.setFrameStateCallback(frameStateCallbackImpl, handler); try { // 相机设备配置 camera.configure(cameraConfigBuilder.build()); } catch (IllegalArgumentException e) { HiLog.error(LABEL, "Argument Exception"); } catch (IllegalStateException e) { HiLog.error(LABEL, "State Exception"); } } }

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相机配置成功后，在 CameraStateCallback 中会触发 onConfigured(Camera camera) 回调，然后才可以执行相机帧捕获相关的操作。

CameraConfig.Builder 的主要接口：

Camera 操作类，包括相机预览、录像、拍照等功能接口。Camera 的主要接口如下：

用户一般都是先看见预览画面才执行拍照或者其他功能，所以对于一个普通的相机应用，预览是必不可少的。

启动预览的建议步骤如下：

通过 getFrameConfigBuilder(FRAME_CONFIG_PREVIEW) 方法获取预览配置模板，常用帧配置项见下表：

通过 triggerLoopingCapture(FrameConfig) 方法实现循环帧捕获(如预览/录像)：

private final class CameraStateCallbackImpl extends CameraStateCallback { @Override public void onConfigured(Camera camera) { // 获取预览配置模板 frameConfigBuilder = camera.getFrameConfigBuilder(FRAME_CONFIG_PREVIEW); // 配置预览Surface frameConfigBuilder.addSurface(previewSurface); previewFrameConfig = frameConfigBuilder.build(); try { // 启动循环帧捕获 int triggerId = camera.triggerLoopingCapture(previewFrameConfig); } catch (IllegalArgumentException e) { HiLog.error(LABEL, "Argument Exception"); } catch (IllegalStateException e) { HiLog.error(LABEL, "State Exception"); } } }

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经过以上的操作，相机应用已经可以正常进行实时预览了。在预览状态下，开发者还可以执行其他操作，比如：当预览帧配置更改时，可以通过 triggerLoopingCapture(FrameConfig) 方法实现预览帧配置的更新；

// 预览帧变焦值变更 frameConfigBuilder.setZoom(1.2f); // 调用triggerLoopingCapture方法实现预览帧配置更新 triggerLoopingCapture(frameConfigBuilder.build());

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通过 stopLoopingCapture() 方法停止循环帧捕获(停止预览)：

// 停止预览帧捕获 camera.stopLoopingCapture()

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拍照功能属于相机应用的最重要功能之一，而且照片质量对用户至关重要。相机模块基于相机复杂的逻辑，从应用接口层到器件驱动层都已经默认的做好了最适合用户的配置，这些默认配置尽可能地保证用户拍出的每张照片的质量。

发起拍照的建议步骤如下：

通过 getFrameConfigBuilder(FRAME_CONFIG_PICTURE) 方法获取拍照配置模板，并且设置拍照帧配置，如下表：

拍照前准备图像帧数据的接收实现：

// 图像帧数据接收处理对象 private ImageReceiver imageReceiver; // 执行回调的EventHandler private EventHandler eventHandler = new EventHandler(EventRunner.create("CameraCb")); // 拍照支持分辨率 private Size pictureSize; // 单帧捕获生成图像回调Listener private final ImageReceiver.IImageArrivalListener imageArrivalListener = new ImageReceiver.IImageArrivalListener() { @Override public void onImageArrival(ImageReceiver imageReceiver) { StringBuffer fileName = new StringBuffer("picture_"); fileName.append(UUID.randomUUID()).append(".jpg"); // 定义生成图片文件名 File myFile = new File(dirFile, fileName.toString()); // 创建图片文件 imageSaver = new ImageSaver(imageReceiver.readNextImage(), myFile); // 创建一个读写线程任务用于保存图片 eventHandler.postTask(imageSaver); // 执行读写线程任务生成图片 } }; // 保存图片, 图片数据读写，及图像生成见run方法 class ImageSaver implements Runnable { private final Image myImage; private final File myFile; ImageSaver(Image image, File file) { myImage = image; myFile = file; } @Override public void run() { Image.Component component = myImage.getComponent(ImageFormat.ComponentType.JPEG); byte[] bytes = new byte[component.remaining()]; component.read(bytes); FileOutputStream output = null; try { output = new FileOutputStream(myFile); output.write(bytes); // 写图像数据 } catch (IOException e) { HiLog.error(LABEL, "save picture occur exception!"); } finally { if (output != null) { try { output.close(); // 关闭流 } catch (IOException e) { HiLog.error(LABEL, "image release occur exception!"); } } myImage.release(); } } } private void takePictureInit() { List pictureSizes = cameraAbility.getSupportedSizes(ImageFormat.JPEG); // 获取拍照支持分辨率列表 pictureSize = getpictureSize(pictureSizes) // 根据拍照要求选择合适的分辨率 imageReceiver = ImageReceiver.create(Math.max(pictureSize.width, pictureSize.height), Math.min(pictureSize.width, pictureSize.height), ImageFormat.JPEG, 5); // 创建ImageReceiver对象，注意create函数中宽度要大于高度；5为最大支持的图像数，请根据实际设置。 imageReceiver.setImageArrivalListener(imageArrivalListener); }

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通过 triggerSingleCapture(FrameConfig) 方法实现单帧捕获(如拍照)：

private void capture() { // 获取拍照配置模板 framePictureConfigBuilder = cameraDevice.getFrameConfigBuilder(FRAME_CONFIG_PICTURE); // 配置拍照Surface framePictureConfigBuilder.addSurface(imageReceiver.getRecevingSurface()); // 配置拍照其他参数 framePictureConfigBuilder.setImageRotation(90); try { // 启动单帧捕获(拍照) cameraDevice.triggerSingleCapture(framePictureConfigBuilder.build()); } catch (IllegalArgumentException e) { HiLog.error(LABEL, "Argument Exception"); } catch (IllegalStateException e) { HiLog.error(LABEL, "State Exception"); } }

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为了捕获到质量更高和效果更好的图片，还可以在帧结果中实时监测自动对焦和自动曝光的状态，一般而言，在自动对焦完成，自动曝光收敛后的瞬间是发起单帧捕获的最佳时机。

连拍功能方便用户一次拍照获取多张照片，用于捕捉精彩瞬间。

同普通拍照的实现流程一致，但连拍需要使用 triggerMultiCapture(List frameConfigs) 方法。

启动录像和启动预览类似，但需要另外配置录像 Surface 才能使用。

录像前需要进行音视频模块的配置：

private Source source; // 音视频源 private AudioProperty.Builder audioPropertyBuilder; // 音频属性构造器 private VideoProperty.Builder videoPropertyBuilder; // 视频属性构造器 private StorageProperty.Builder storagePropertyBuilder; // 音视频存储属性构造器 private Recorder mediaRecorder; // 录像操作对象 private String recordName; // 音视频文件名 private void initMediaRecorder() { videoPropertyBuilder.setRecorderBitRate(10000000); // 设置录制比特率 int rotation = DisplayManager.getInstance().getDefaultDisplay(this).get().getRotation(); videoPropertyBuilder.setRecorderDegrees(getOrientation(rotation)); // 设置录像方向 videoPropertyBuilder.setRecorderFps(30); // 设置录制采样率 videoPropertyBuilder.setRecorderHeight(Math.min(recordSize.height, recordSize.width)); // 设置录像支持的分辨率，需保证width > height videoPropertyBuilder.setRecorderWidth(Math.max(recordSize.height, recordSize.width)); videoPropertyBuilder.setRecorderVideoEncoder(Recorder.VideoEncoder.H264); // 设置视频编码方式 videoPropertyBuilder.setRecorderRate(30); // 设置录制帧率 source.setRecorderAudioSource(Recorder.AudioSource.MIC); // 设置录制音频源 source.setRecorderVideoSource(Recorder.VideoSource.SURFACE); // 设置视频窗口 mediaRecorder.setSource(source); // 设置音视频源 mediaRecorder.setOutputFormat(Recorder.OutputFormat.MPEG_4); // 设置音视频输出格式 StringBuffer fileName = new StringBuffer("record_"); // 生成随机文件名 fileName.append(UUID.randomUUID()).append(".mp4"); recordName = fileName.toString(); File file = new File(dirFile, recordName); // 创建录像文件对象 storagePropertyBuilder.setRecorderFile(file); // 设置存储音视频文件名 mediaRecorder.setStorageProperty(storagePropertyBuilder.build()); audioPropertyBuilder.setRecorderAudioEncoder(Recorder.AudioEncoder.AAC); // 设置音频编码格式 mediaRecorder.setAudioProperty(audioPropertyBuilder.build()); // 设置音频属性 mediaRecorder.setVideoProperty(videoPropertyBuilder.build()); // 设置视频属性 mediaRecorder.prepare(); // 准备录制 HiLog.info(LABEL, "initMediaRecorder end"); }

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配置录像帧，启动录像：

private final class CameraStateCallbackImpl extends CameraStateCallback { @Override public void onConfigured(Camera camera) { // 获取录像配置模板 frameConfigBuilder = camera.getFrameConfigBuilder(FRAME_CONFIG_RECORD); // 配置预览Surface frameConfigBuilder.addSurface(previewSurface); // 配置录像的Surface mRecorderSurface = mediaRecorder.getVideoSurface(); frameConfigBuilder.addSurface(mRecorderSurface); previewFrameConfig = frameConfigBuilder.build(); try { // 启动循环帧捕获 int triggerId = camera.triggerLoopingCapture(previewFrameConfig); } catch (IllegalArgumentException e) { HiLog.error(LABEL, "Argument Exception"); } catch (IllegalStateException e) { HiLog.error(LABEL, "State Exception"); } } }

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通过 camera.stopLoopingCapture() 方法停止循环帧捕获（录像）。

使用完相机后，必须通过 release() 来关闭相机和释放资源，否则可能导致其他相机应用无法启动。一旦相机被释放，它所提供的操作就不能再被调用，否则会导致不可预期的结果，或是会引发状态异常。

相机设备释放的示例代码如下：

private void releaseCamera() { if (camera != null) { // 关闭相机和释放资源 camera.release(); camera = null; } // 拍照配置模板置空 framePictureConfigBuilder = null; // 预览配置模板置空 previewFrameConfig = null; }

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HarmonyOS之演示如何通过相机模块相关接口实现拍照、录像等功能。

API 开发者

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