Android实时取景：用SurfaceView实现

update: 这篇blog没有处理android sdk api>=23时的动态权限问题。建议直接使用这一篇：Android SurfaceView Tutorial With Example

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对于基于摄像头的Android应用，实时取景是一个基本前提，通过前置或后置摄像头持续获取捕获到的内容，可以进一步做处理（人脸检测、美颜、滤镜等）。

所谓实时取景，简单说就是调用android的摄像头，把摄像头捕获的内容显示在apk的界面上。只要应用不关闭，相机就持续捕获，apk上看到的就是实时的取景了。

采用SurfaceView和Camera来做这件事。
是SDK自带的SurfaceView类而不是实现它的子类；在布局XML文件中使用SurfaceView而不是FrameLayout。因此，代码量很少也很容易理解。

从View到SurfaceView

android应用，和用户交互的GUI界面，是搭载在Activity上的。Activity创建的时候，往往会做setContentView(R.id.main_layout)，这是根据xml布局文件设定要预先确定好的各种view对象，这些组件在xml中进行设计、设定。当然也可以在Java代码中进一步动态增加view对象。相当于layout作为各种view的容器。

android sdk自带了很多view的子类供使用。

View本身：继承自java.lang.Object类，实现了Drawable.Callback, KeyEvent.Callback, AccessibilitiyEventSource接口。
直接子类有：
AnalogClock：模拟时钟，有3个指针那种。
ImageView：显示图像。其实，任何Drawable对象都可以用ImageView来显示。
KeyboardView：内置键盘。
MediaRouteButton：媒体路由按钮（不太懂。似乎和多媒体、网络路由相关）
ProgressBar：（可视化）进度条展示。
Space：空白视图。轻量级视图。作用：在不同组件之间插入缝隙、间隔。
SurfaceView：提供了一个专门用于绘制的Surface。Surface的格式、尺寸可以控制。SurfaceView控制这个surface的绘制位置。。。中文翻译
TextView：文本视图。
TextureView：纹理视图。sdk4.0之后的API中可用。常被拿来和SurfaceView比较。
ViewGroup：用来容纳其他view对象。是layout（布局）和view containers（视图容器）的基类。
ViewStub：视图存根。大小为0、不可见，用来占坑的，apk运行时把坑交给资源。

间接子类有：
AbsListView
AbsSeekBar
AbsSpinner
AbsoluteLayout
AdapterView
AdapterViewAnimator
AdapterViewFlipper
以及其他56个间接子类。

可以看到，SurfaceView和TextureView两个view子类，都能用于实时取景框的显示。但是考虑到TextureView需要开启硬件加速的支持，不考虑。以及，目前看来SurfaceView本身也能胜任实时取景的任务。

代码

layout文件：surfaceview_main.xml

看到很多教程用的都是FrameLayout，而不是SurfaceView。我很不理解：为什么不用SurfaceView呢？不好用吗？
anyway，我这里就用SurfaceView了，在我测试过的代码中是完全可用的。

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
android:id="@+id/container"
android:layout_width="fill_parent"
android:layout_height="fill_parent"
android:orientation="vertical"
tools:context="com.example.chris.myapplication.MainActivity">

    <SurfaceView
        android:id="@+id/surfaceView"
        android:layout_width="fill_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_weight="1"/>

</LinearLayout>

java代码 ChrisActivity.java

Surface、SurfaceView、SurfaceHolder这三者相当于MVC的存在，Surface是数据，SurfaceView负责显示，SurfaceHolder控制了Surface。通过让Activity实现SurfaceHolder.Callback接口，开发者自行实现下面三个函数，开发者就完成内容的处理：

public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder);
public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height);
public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder);

而具体到实现，一些额外的细节也要考虑到：相机的初始化和释放；应用暂停时释放相机，恢复时获取相机；屏幕方向与显示方向的一致。所以有如下代码：

package com.example.chris.myapplication;

import android.app.Activity;
import android.hardware.Camera;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;
import android.view.Display;
import android.view.Surface;
import android.view.SurfaceHolder;
import android.view.SurfaceView;
import android.view.WindowManager;

import java.io.IOException;

/**
 * Created by chris on 2017/6/25.
 * 网上找了一些博客、教程和代码，稍微有点头绪了，现在写自己的Activity代码
 */

@SuppressWarnings("deprecation")
// TODO:把camera换成camera2接口？？
public class ChrisActivity extends Activity implements SurfaceHolder.Callback{
    private static final String TAG = "ChrisAcvitity";
    private Camera mCamera;
    private SurfaceHolder mHolder;
    private SurfaceView mView;

    @Override
    // 创建Activity时执行的动作
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.surfaceview_main);

        mView = (SurfaceView) findViewById(R.id.surfaceView);
        mHolder = mView.getHolder();
        mHolder.addCallback(this);
    }

    @Override
    // apk暂停时执行的动作：把相机关闭，避免占用导致其他应用无法使用相机
    protected void onPause() {
        super.onPause();

        mCamera.setPreviewCallback(null);
        mCamera.stopPreview();
        mCamera.release();
        mCamera = null;
    }

    @Override
    // 恢复apk时执行的动作
    protected void onResume() {
        super.onResume();
        if (null!=mCamera){
            mCamera = getCameraInstance();
            try {
                mCamera.setPreviewDisplay(mHolder);
                mCamera.startPreview();
            } catch(IOException e) {
                Log.d(TAG, "Error setting camera preview: " + e.getMessage());
            }
        }
    }


    // SurfaceHolder.Callback必须实现的方法
    public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder){
        mCamera = getCameraInstance();
        try {
            mCamera.setPreviewDisplay(holder);
            mCamera.startPreview();
        } catch(IOException e) {
            Log.d(TAG, "Error setting camera preview: " + e.getMessage());
        }
    }

    // SurfaceHolder.Callback必须实现的方法
    public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height){
        refreshCamera(); // 这一步是否多余？在以后复杂的使用场景下，此步骤是必须的。
        int rotation = getDisplayOrientation(); //获取当前窗口方向
        mCamera.setDisplayOrientation(rotation); //设定相机显示方向
    }

    // SurfaceHolder.Callback必须实现的方法
    public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder){
        mHolder.removeCallback(this);
        mCamera.setPreviewCallback(null);
        mCamera.stopPreview();
        mCamera.release();
        mCamera = null;
    }

    // === 以下是各种辅助函数 ===

    // 获取camera实例
    public static Camera getCameraInstance(){
        Camera c = null;
        try {
            c = Camera.open();
        } catch(Exception e){
            Log.d("TAG", "camera is not available");
        }
        return c;
    }

    // 获取当前窗口管理器显示方向
    private int getDisplayOrientation(){
        WindowManager windowManager = getWindowManager();
        Display display = windowManager.getDefaultDisplay();
        int rotation = display.getRotation();
        int degrees = 0;
        switch (rotation){
            case Surface.ROTATION_0:
                degrees = 0;
                break;
            case Surface.ROTATION_90:
                degrees = 90;
                break;
            case Surface.ROTATION_180:
                degrees = 180;
                break;
            case Surface.ROTATION_270:
                degrees = 270;
                break;
        }

        android.hardware.Camera.CameraInfo camInfo =
                new android.hardware.Camera.CameraInfo();
        android.hardware.Camera.getCameraInfo(Camera.CameraInfo.CAMERA_FACING_BACK, camInfo);

        // 这里其实还是不太懂：为什么要获取camInfo的方向呢？相当于相机标定？？
        int result = (camInfo.orientation - degrees + 360) % 360;

        return result;
    }

    // 刷新相机
    private void refreshCamera(){
        if (mHolder.getSurface() == null){
            // preview surface does not exist
            return;
        }

        // stop preview before making changes
        try {
            mCamera.stopPreview();
        } catch(Exception e){
            // ignore: tried to stop a non-existent preview
        }

        // set preview size and make any resize, rotate or
        // reformatting changes here
        // start preview with new settings
        try {
            mCamera.setPreviewDisplay(mHolder);
            mCamera.startPreview();
        } catch (Exception e) {

        }
    }

}

AndroidManifest.xml 记得添加相机权限

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="com.example.chris.myapplication" >

    <uses-permission android:name="android.permission.CAMERA" />
    <uses-feature android:name="android.hardware.camera" />
    <uses-feature android:name="android.hardware.camera.autofocus" />

    <application
        android:allowBackup="true"
        android:icon="@mipmap/ic_launcher"
        android:label="@string/app_name"
        android:supportsRtl="true"
        android:theme="@style/AppTheme" >
        <activity android:name=".ChrisActivity" >
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />

                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
        </activity>
    </application>

</manifest>