Camera2 与 CameraX 闲谈
目录
📂 前言
1. 🔱 Camera2
2. 🔱 CameraX
3. 🔱 Camera2 与 CameraX
1）使用复杂度与开发效率
2）控制能力与应用场景
3）设备兼容性与稳定性
4）更新与维护
4. 💠 代码示例
1）Camera2 使用示例
2）CameraX 使用示例
5. ✅ 小结
在 Android 开发领域，相机功能的实现一直是众多应用的核心竞争力之一。Camera2 和 CameraX 作为 Android 中两个重要的相机 API，它们在不同的场景下为开发者提供了强大的支持。本文将对比剖析这两个 API，从架构设计、使用场景、性能优化等多个维度进行探讨。
📂 前言
Android 有三套关于摄像头的 API，分别是 Camera、Camera2 和 CameraX，其中 Camera 已废弃，在Android 5.0（API level 21）以后推荐使用 Camera2 和 CameraX。
Camera2 引入是用来替换 Camera 的，它拥有丰富的 API 可以为复杂的用例提供深入的控制功能，但它使用起来也相对麻烦。
CameraX 是在 Camera2 基础上构建的更高层次的库，旨在简化相机操作，提供更方便的 API，降低学习曲线。
1. 🔱 Camera2
Camera2 对相机的底层控制要求很高，需要自定义功能、处理原始图像数据等。它遵循 Client-Server 架构，通过 Binder 通讯与 CameraService 和 Camera Hal 进行交互，这种架构使得 Camera2 能够实现对相机硬件的精细化操作，满足复杂自定义相机的需求。
在实际开发中，使用 Camera2 需要处理较多的底层细节和设备兼容性问题。例如，配置一个简单的预览页面可能需要编写大量代码，包括创建容器、打开摄像头、搭建应用层与相机内核的桥梁、建立会话等步骤。这种复杂性在一定程度上增加了开发难度，但也为开发者提供了更广阔的操作空间。
Camera2 的强大之处在于它允许开发者自定义相机参数，如 ISO、快门速度等。这对于需要精细控制相机硬件的复杂场景来说，无疑是至关重要的。例如，在专业摄影应用中，开发者可以通过 Camera2 实现对曝光、对焦等参数的精确控制，从而拍摄出高质量的照片。
然而，Camera2 的使用也并非没有挑战。由于其底层操作的复杂性，开发者需要对相机硬件有深入的了解，并且需要处理不同设备的兼容性问题。这要求开发团队具备较高的技术水平和丰富的经验。
Android
https://developer.android.com/media/camera/camera2?hl=zh-cn
2. 🔱 CameraX
CameraX 是 Android Jetpack 中的一个相机库，基于 Camera2 构建，为开发者提供了更高层次的抽象和简化的 API。它支持 Android 5.0 及以上版本，能够自动处理大量设备兼容性问题。CameraX 引入了 Use Case 组件，如预览（Preview）、图片拍摄（ImageCapture）、图像分析（ImageAnalysis）和视频拍摄（VideoCapture）等，开发者可以根据需要选择相应的 Use Case 进行配置，更轻松地实现基本的相机功能，大大简化了开发流程，降低开发难度。
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预览：使用 PreviewView，它是一种支持裁剪、缩放和旋转的 view，相机处于活动状态时，图片预览会流式传输到它的 surface。
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图片拍摄：提供自动白平衡、曝光、延迟、闪光灯和对焦等功能，支持把图片放到内存缓存区和写文件。
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图像分析：应用会对每个帧运行 analyze() 方法，可以进行图像处理、视觉或机器学习。
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视频拍摄：录制视频流和音频流，对其压缩合并后写入磁盘。
CameraX 的核心特性之一是其生命周期感知能力。它与 Lifecycle 组件结合，开发者无需手动管理相机的生命周期。例如，在 Activity 或 Fragment 的后台切换时，CameraX 会自动停止或恢复预览，这种自动化的生命周期管理不仅减少了开发工作量，还提高了应用的稳定性和可靠性。
此外，CameraX 在多版本兼容方面表现出色。它基于 Camera2 API 封装，兼容 Camera1，开发者无需为不同版本的 Android 系统编写额外的代码。这种兼容性使得 CameraX 能够广泛应用于各种设备，确保应用在不同设备上的良好运行。
在实际应用中，CameraX 的使用非常便捷。例如，配置预览功能只需几十行代码即可完成。开发者可以快速搭建一个功能完善的相机应用，而无需深入理解底层的相机操作。这种高效性使得 CameraX 成为大多数开发者首选的相机开发工具。
CameraX 概览 | Android media | Android Developerhttps://developer.android.google.cn/media/camera/camerax?hl=zh-cn
3. 🔱 Camera2 与 CameraX
| 特性 | Camera2 | CameraX |
| 使用复杂度 | 高 | 低 |
| 控制能力 | 强 | 中 |
| 设备兼容性 | 差 | 好 |
| 生命周期管理 | 手动 | 自动 |
| 更新频率 | 低 | 高 |
| 学习曲线 | 陡峭 | 平缓 |
1）使用复杂度与开发效率
Camera2 的使用复杂度较高，配置一个简单的预览页面需要编写大量代码，并且需要处理底层细节和设备兼容性问题。这种复杂性在一定程度上增加了开发周期和维护成本。相比之下，CameraX 对功能进行了详细划分，使用更加便捷，配置也更简单。例如，在 CameraX 中配置预览功能，只需几十行代码即可完成，大大提高了开发效率。
2）控制能力与应用场景
Camera2 提供了更深入的相机控制能力，适合需要精细控制相机硬件的复杂场景。开发者可以自定义相机参数，如 ISO、快门速度等，这对于专业摄影应用来说至关重要。然而，这种精细化控制也要求开发者具备较高的技术水平和丰富的经验。CameraX 在方便开发的同时，对相机的精细化控制能力相对较弱。但它能够满足大多数常见的相机功能需求，如预览、拍照、视频录制等。
3）设备兼容性与稳定性
CameraX 由专门团队维护，能够自动处理大量设备兼容性问题，减少了开发者在这方面的负担。它支持 Android 5.0 及以上版本，覆盖了广泛的设备范围。而使用 Camera2 时，开发者需要自己处理不同设备的兼容性问题，这增加了开发的难度和工作量。CameraX 的这种兼容性优势使得它在实际开发中更受欢迎，能够确保应用在各种设备上的稳定运行。
4）更新与维护
CameraX 处于持续开发和更新中，平均一个月发布一个版本，开发者可以通过升级库来解决遇到的问题。这种持续更新的特性使得 CameraX 能够不断优化和改进，适应不断变化的开发需求。而 Camera2 作为系统级别的 API，更新相对较少，开发者在遇到边界问题时可能需要等待系统更新或自行解决。
4. 💠 代码示例
1）Camera2 使用示例
// 打开相机
cameraManager.openCamera(cameraId, object : CameraDevice.StateCallback() {
override fun onOpened(camera: CameraDevice) {
// 相机打开成功
}
override fun onDisconnected(camera: CameraDevice) {
// 相机断开连接
}
override fun onError(camera: CameraDevice, error: Int) {
// 相机出错
}
}, null)
// 配置预览
val surface = Surface(textureView.surfaceTexture)
val captureRequest = cameraDevice.createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_PREVIEW)
captureRequest.addTarget(surface)
// 创建会话
cameraDevice.createCaptureSession(listOf(surface), object : CameraCaptureSession.StateCallback() {
override fun onConfigured(session: CameraCaptureSession) {
// 会话配置完成
}
override fun onConfigureFailed(session: CameraCaptureSession) {
// 会话配置失败
}
}, null)2）CameraX 使用示例
// 配置预览
val preview = Preview.Builder().build()
preview.setSurfaceProvider(textureView.surfaceProvider)
// 配置图像拍摄
val imageCapture = ImageCapture.Builder().build()
// 配置视频拍摄
val videoCapture = VideoCapture.Builder().build()
// 绑定Use Case
val cameraProviderFuture = ProcessCameraProvider.getInstance(context)
cameraProviderFuture.addListener({
val cameraProvider = cameraProviderFuture.get()
val camera = cameraProvider.bindToLifecycle(this, cameraSelector, preview, imageCapture, videoCapture)
}, ContextCompat.getMainExecutor(context))5. ✅ 小结
Camera2 和 CameraX 在 Android 相机开发中各有千秋。Camera2 适合需要精细控制相机硬件的复杂场景，但使用复杂度较高，需要处理较多的底层细节和设备兼容性问题。CameraX 则提供了更简洁的 API 和自动处理设备兼容性的能力，适合大多数开发者快速开发相机应用。
随着 Android 系统的不断演进和开发技术的不断提升，CameraX 凭借其高效性、兼容性和易用性，逐渐成为主流的相机开发工具。然而，Camera2 在特定的专业领域仍然具有不可替代的地位。开发者在选择使用哪个 API 时，应根据项目的具体需求和开发团队的技术能力进行权衡。
未来，随着人工智能和机器学习技术的不断发展，CameraX 与这些技术的结合将为开发者提供更多可能性。例如，通过 CameraX 的图像分析功能，结合机器学习模型，可以实现更智能的图像处理和分析，如实时图像识别、文字识别、条形码识别等。这将为 Android 相机应用的开发带来新的机遇和挑战，推动相机功能的不断创新和发展。