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Android 系统原生相机API角度原理与适配

虽然Camera作为第一代原生android所提供的相机类一直被开发者甚至Google官方开发人员所诟病，但为了兼容和适配Android版本5.0以下的App应用，我们别无选择。因此，有了本篇文档详细阐述1.0版的Camera 是如何使用的。本篇使用的是SurfaceView与Camera类。

文档下文会在拍照流程中的不同的阶段应用到上述四个角度，而“终端自然方向”贯穿整个流程当中。这一个方向、四个角度非常重要，缺一不可，是支撑相机Camera 系列API的关键。在设计NXDesign的相机项目中，经过对官方文档的研读和各路资料的调研之后发现，我们在网络上查到的博客类相关资料有80%的实现方式是存在问题的，当然，这也可以归咎于该API其本身确实不好用，如果不对源码注释进行仔细研究，很容易对开发者产生误导。

更加准确的说，相机的生命周期是依托于SurfaceView的创建和销毁来完成的。SurfaceView的作用是提供相机内容的实时预览。我们需要在surfaceview创建好之后打开相机使用相机资源，在surfaceview被销毁后释放相机资源。

surfaceview 提供了holder机制向调用方通知surfaceview的变化时机，为了在不同的时机对相机资源做不同的事情，需要调用SurfaceHolder.addCallback()方法。

现在的Android手机一般会有多个摄像头，但根据其方向可以归为两类： CAMERA_FACING_BACK 和 CAMERA_FACING_FRONT 。在打开摄像头之前，首先需要获取相机资源，判断相机个数 Camera.getNumberOfCameras() 。每个相机对应一个CameraInfo，它的定义如下：

这里涉及到一个重要概念：相机图像传感器（camera sensor），想要理解上述注释的含义，就需要先理解下图内容。

左图是通常情况下，我们对view的x y方向的认知，以屏幕的左上角为原点向右为x正方向，向下为y正方向；但是，右图描述的是绝大多数情况下，相机图像传感器的起始位置和方向判定。与view不同的是，传感器以手机屏幕在自然方向上的右上角为原点，向下为x正方向，向左为y正方向。因此，我们理解上述注释就不难了。如果相机自带的传感器顶部与终端自然方向（手机屏幕的硬件方向，一般手机都是竖直方向，也就是文档中说的naturally tall screen）的右边缘一致，则这个值就是90度。如果前置摄像头传感器的顶部与手机自然方向一致，则这个值就是270度。

当我们定义startCamera()方法时，要做5件事情，1.遍历摄像头cameraId，找到想要打开的摄像头（前置还是后置）；2.获取摄像头信息，主要获取orientation；3. 设置相机DisplayOrientation 4.设置相机参数，主要是宽高比、对焦模式、图片格式、setRotation等。5. 向camera设置surfaceview.viewholder，并且startPreview。主要逻辑如下：

拿到cameraInfo.orientation之后，要调用camera.setDisplayOrientation设置进去，保证通过surfaceview预览到的取景跟当前的手机方向保持一致，但是，setDisplayOrientation设置的其实是经过两个角度计算之后的复合角度，而并不单纯是cameraInfo.orientation。正确的做法是这样的：先获取手机屏幕的旋转方向，然后与cameraInfo.orientation加和得到最终角度。通常情况下，如果我们设置相机为portrait，则不用考虑rotation。这也是为什么绝大部分网络资料中都会粗暴的写入一个90度完事儿而并没有解释这么做的道理。

调用camera.takePicture(null, null, pictureCallback)

这里需要做的仅仅是将callback中返回的data存储为File。需要注意的是，data中会包含setRotation()方法中的角度信息，因此如果直接使用Bitmap工具类生成bitmap，再进行存储或者展示，生成出来的图像其实是缺失了旋转角度的原始方向，这十有八九会发生图像展示角度错误的情况。因此，需要直接保存，再通过Exif工具类读取File中的角度信息（当然Exif工具类就是为了读取File中的各种信息而生的，比如拍照时间、经纬度等等）。

基于Camera API，

surfaceview的预览需要setDisplayOrientation()，入参角度与CameraInfo.orientation（传感器偏角）和WindowManager.default.displayOrientation（屏幕旋转角度）两个角度有关。

相机拍照前需要setRotation(),入参角度与CameraInfo.orientation（传感器偏角）和OrientationEventListener返回的orientation（终端自然角度偏角）有关，二者的换算结果就是图像写入偏角，该偏角意味着图像被顺时针旋转该角度就能够回正展示。