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提交 6463b1e0 编写于 作者: 黑马路's avatar 黑马路
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驱动子系统Camera模块开发指南标准化 

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zh-cn/device-dev/driver/driver-peripherals-camera-des.md
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# Camera<a name="ZH-CN_TOPIC_0000001078436908"></a>
# Camera
- [Camera<a name="ZH-CN_TOPIC_0000001078436908"></a>](#camera)
- [概述<a name="section11660541593"></a>](#概述)
- [开发指导<a name="section161941989596"></a>](#开发指导)
- [HDI接口说明<a name="section1551164914237"></a>](#hdi接口说明)
- [开发步骤<a name="section19806524151819"></a>](#开发步骤)
- [开发实例<a name="section1564411661810"></a>](#开发实例)
## 概述<a name="1"></a>
### 功能简介<a name="2"></a>
OpenHarmony相机驱动框架模型对上实现相机HDI（Hardware Device Interface）接口，对下实现相机Pipeline模型，管理相机各个硬件设备。
该驱动框架模型内部分为三层，依次为HDI实现层、框架层和适配层，各层基本概念如下：
## 概述<a name="section11660541593"></a>
+ HDI实现层：对上实现OHOS（OpenHarmony Operation System）相机标准南向接口。
+ 框架层：对接HDI实现层的控制、流的转发，实现数据通路的搭建，管理相机各个硬件设备等功能。
+ 适配层：屏蔽底层芯片和OS（Operation System）差异，支持多平台适配。
OpenHarmony相机驱动框架模型对上实现相机HDI（Hardware Driver Interface）接口，对下实现相机Pipeline模型，管理相机各个硬件设备。
该驱动框架模型内部分为三层，依次为HDI实现层、框架层和适配层，各层基本概念如下：
+ **HDI实现层**：对上实现OHOS（OpenHarmony Operation System）相机标准南向接口。
### 运作机制<a name="3"></a>
+ **框架层**：对接HDI实现层的控制、流的转发，实现数据通路的搭建，管理相机各个硬件设备等功能。
Camera模块主要包含服务、设备的初始化，数据通路的搭建，流的配置、创建、下发、捕获等，具体运作机制参考以下图文解析：
+ **适配层**：屏蔽底层芯片和OS（Operation System）差异，支持多平台适配。
**图 1** 基于HDF驱动框架的Camera驱动模型　
**<a name="fig3672817152110"></a>**
**图 1** 基于HDF驱动框架的Camera驱动模型
![](figures/logic-view-of-camera-hal-zh.png)
　　　　![](figures/Camera模块驱动模型.png)
1. 系统启动时创建CameraDeviceHost进程。进程创建后，首先枚举底层设备，创建（也可以通过配置表创建）管理设备树的DeviceManager类及其内部各个底层设备的对象，创建对应的CameraHost类实例并且将其注册到UHDF服务中，方便上层通过UHDF服务获取底层CameraDeviceHost的服务，从而操作底层设备。
......@@ -40,19 +36,92 @@ OpenHarmony相机驱动框架模型对上实现相机HDI（Hardware Driver Inter
9. 动态帧率控制。在StreamOperator中起一个CollectBuffer线程，CollectBuffer线程从每一路stream的BufferQueue中获取buffer，如果某一路流的帧率需要控制（为sensor出帧帧率的1/n），可以根据需求控制每一帧的buffer打包，并决定是否collect此路流的buffer（比如sensor出帧帧率为120fps，预览流的帧率为30fps，CollectBuffer线程collect预览流的buffer时，每隔4fps collect一次）。
## 开发指导<a name="section161941989596"></a>
### HDI接口说明<a name="section1551164914237"></a>
旨在了解HDI接口的作用及函数参数的传递规则，详情可见[Camera驱动子系统HDI使用说明](https://gitee.com/openharmony/drivers_peripheral/blob/master/camera/README_zh.md)。
## 开发指导<a name="4"></a>
### 开发步骤<a name="section19806524151819"></a>
下面分步骤描述了Camera驱动框架的主要接口，包括注册、检测；创建、捕获和销毁流；打开和关闭设备等接口（为了更清晰的展示和描述主要功能的实现部分，该章节删除了部分判错和LOG源码）。
1. 注册CameraHost
### 场景介绍<a name="5"></a>
定义Camera的HdfDriverEntry结构体，该结构体中定义了CameraHost初始化的方法。
Camera模块主要用以相机预览、拍照、视频流等场景下对相机操作封装，使开发者更易操作相机硬件，提高开发效率。
### 接口说明<a name="6"></a>
- icamera_device.h
| 功能描述 | 接口名称 |
| ---------------------------- | ------------------------------------------------------------ |
| 获取流控制器 | CamRetCode GetStreamOperator(<br/> const OHOS::sptr<IStreamOperatorCallback> &callback,<br/> OHOS::sptr<IStreamOperator> &streamOperator) |
| 更新设备控制参数 | CamRetCode UpdateSettings(const std::shared_ptr<CameraSetting> &settingss) |
| 设置Result回调模式和回调函数 | CamRetCode SetResultMode(const ResultCallbackMode &mode) |
| 获取使能的ResultMeta | CamRetCode GetEnabledResults(std::vector<MetaType> &results) |
| 使能具体的ResultMeta | CamRetCode EnableResult(const std::vector<MetaType> &results) |
| 禁止具体的ResultMeta | CamRetCode DisableResult(const std::vector<MetaType> &results) |
| 关闭Camera设备 | void Close() |
- icamera_device_callback.h
| 功能描述 | 接口名称 |
| ---------------------------------------------------------- | ------------------------------------------------------------ |
| 设备发生错误时调用，由调用者实现，用于返回错误信息给调用者 | void OnError(ErrorType type, int32_t errorCode) |
| 上报camera设备相关的metadata的回调 | void OnResult(uint64_t timestamp, const std::shared_ptr<CameraMetadata> &result) |
- icamera_host.h
| 功能描述 | 接口名称 |
| ------------------------------ | ------------------------------------------------------------ |
| 设置ICameraHost回调接口 | CamRetCode SetCallback(const OHOS::sptr<ICameraHostCallback> &callback) |
| 获取当前可用的Camera设备ID列表 | CamRetCode GetCameraIds(std::vector<std::string> &cameraIds) |
| 获取Camera设备能力集合 | CamRetCode GetCameraAbility(const std::string &cameraId,<br/> std::shared_ptr<CameraAbility> &ability) |
| 打开Camera设备 | CamRetCode OpenCamera(const std::string &cameraId,<br/> const OHOS::sptr<ICameraDeviceCallback> &callback,<br/> OHOS::sptr<ICameraDevice> &device) |
| 打开或关闭闪光灯 | CamRetCode SetFlashlight(const std::string &cameraId, bool &isEnable) |
- icamera_host_callback.h
| 功能描述 | 接口名称 |
| ---------------------- | ------------------------------------------------------------ |
| Camera设备状态变化上报 | void OnCameraStatus(const std::string &cameraId, CameraStatus status) |
| 闪光灯状态变化回调 | void OnFlashlightStatus(const std::string &cameraId, FlashlightStatus status) |
- ioffline_stream_operator.h
| 功能描述 | 接口名称 |
| -------------- | ------------------------------------------------------------ |
| 取消捕获请求 | CamRetCode CancelCapture(int captureId) |
| 释放流 | CamRetCode ReleaseStreams(const std::vector<int> &streamIds) |
| 释放所有离线流 | CamRetCode Release() |
- istream_operator.h
| 功能描述 | 接口名称 |
| -------------------------------- | ------------------------------------------------------------ |
| 查询是否支持添加参数对应的流 | CamRetCode IsStreamsSupported(<br/> OperationMode mode,<br/> const std::shared_ptr<CameraStandard::CameraMetadata> &modeSetting,<br/> const std::vector&ltstd::shared_ptr&ltStreamInfo&gt> &info,<br/> StreamSupportType &type) |
| 创建流 | CamRetCode CreateStreams(const std::vector<std::shared_ptr<StreamInfo>> &streamInfos) |
| 释放流 | CamRetCode ReleaseStreams(const std::vector<int> &streamIds) |
| 配置流 | CamRetCode CommitStreams(OperationMode mode,<br/> const std::shared_ptr<CameraMetadata> &modeSetting) |
| 获取流的属性 | CamRetCode GetStreamAttributes(<br/> std::vector<std::shared_ptr<StreamAttribute>> &attributes) |
| 绑定生产者句柄和指定流 | CamRetCode AttachBufferQueue(int streamId, const OHOS::sptr<OHOS::IBufferProducer> &producer) |
| 解除生产者句柄和指定流的绑定关系 | CamRetCode DetachBufferQueue(int streamId) |
| 捕获图像 | CamRetCode Capture(int captureId,<br/> const std::shared_ptr<CaptureInfo> &info, bool isStreaming) |
| 取消捕获 | CamRetCode CancelCapture(int captureId) |
| 将指定流转换成离线流 | CamRetCode ChangeToOfflineStream(const std::vector<int> &streamIds,<br/> OHOS::sptr<IStreamOperatorCallback> &callback,<br/> OHOS::sptr<IOfflineStreamOperator> &offlineOperator) |
- istream_operator_callback.h
| 功能描述 | 接口名称 |
| ---------------------------------------- | ------------------------------------------------------------ |
| 捕获开始回调，在捕获开始时调用 | void OnCaptureStarted(int32_t captureId, const std::vector<int32_t> &streamIds) |
| 捕获结束回调，在捕获结束时调用 | void OnCaptureEnded(int32_t captureId,<br/> const std::vector<std::shared_ptr<CaptureEndedInfo>> &infos) |
| 捕获错误回调，在捕获过程中发生错误时调用 | void OnCaptureError(int32_t captureId,<br/> const std::vector<std::shared_ptr<CaptureErrorInfo>> &infos) |
| 帧捕获回调 | void OnFrameShutter(int32_t captureId,<br/> const std::vector<int32_t> &streamIds, uint64_t timestamp) |
### 开发步骤<a name="7"></a>
Camera驱动的开发过程主要包含以下步骤：
1. **注册CameraHost**
定义Camera的HdfDriverEntry结构体，该结构体中定义了CameraHost初始化的方法。
```
struct HdfDriverEntry g_cameraHostDriverEntry = {
.moduleVersion = 1,
......@@ -64,9 +133,9 @@ OpenHarmony相机驱动框架模型对上实现相机HDI（Hardware Driver Inter
HDF_INIT(g_cameraHostDriverEntry); // 将Camera的HdfDriverEntry结构体注册到HDF上
```
2. CameraHost初始化
2. **初始化Host服务**
步骤1中提到的HdfCameraHostDriverBind接口提供了CameraServiceDispatch和CameraHostStubInstance的注册。这两个接口一个是远端调用CameraHost的方法，如OpenCamera()，SetFlashlight()等，另外一个是Camera设备的初始化，在开机时被调用。
　步骤1中提到的HdfCameraHostDriverBind接口提供了CameraServiceDispatch和CameraHostStubInstance的注册。这两个接口一个是远端调用CameraHost的方法，如OpenCamera()，SetFlashlight()等，另外一个是Camera设备的初始化，在开机时被调用。
```
int HdfCameraHostDriverBind(HdfDeviceObject *deviceObject)
......@@ -123,7 +192,7 @@ OpenHarmony相机驱动框架模型对上实现相机HDI（Hardware Driver Inter
CameraHostStubInstance()接口最终调用CameraHostImpl::Init()方法，该方法会获取物理Camera，并对DeviceManager和PipelineCore进行初始化。
3. 获取CamerHost
3. **获取Host服务**
调用Get()接口从远端CameraService中获取CameraHost对象。get()方法如下：
......@@ -149,7 +218,7 @@ OpenHarmony相机驱动框架模型对上实现相机HDI（Hardware Driver Inter
}
```
4. OpenCamera()接口
4. **打开设备**
CameraHostProxy对象中有五个方法，分别是SetCallback、GetCameraIds、GetCameraAbility、OpenCamera和SetFlashlight。下面着重描述OpenCamera接口。
CameraHostProxy的OpenCamera()接口通过CMD_CAMERA_HOST_OPEN_CAMERA调用远端CameraHostStubOpenCamera()接口并获取ICameraDevice对象。
......@@ -216,7 +285,7 @@ OpenHarmony相机驱动框架模型对上实现相机HDI（Hardware Driver Inter
}
```
5. GetStreamOperator()接口
5. **获取流**
CameraDeviceImpl定义了GetStreamOperator、UpdateSettings、SetResultMode和GetEnabledResult等方法，获取流操作方法如下：
......@@ -246,7 +315,7 @@ OpenHarmony相机驱动框架模型对上实现相机HDI（Hardware Driver Inter
}
```
6. 创建流
6. **创建流**
调用CreateStreams创建流前需要填充StreamInfo结构体，具体内容如下：
......@@ -289,7 +358,7 @@ OpenHarmony相机驱动框架模型对上实现相机HDI（Hardware Driver Inter
}
```
7. 配置流
7. **配置流**
CommitStreams()是配置流的接口，必须在创建流之后调用，其主要作用是初始化Pipeline和创建Pipeline。
......@@ -328,7 +397,7 @@ OpenHarmony相机驱动框架模型对上实现相机HDI（Hardware Driver Inter
}
```
8. 捕获图像
8. **捕获图像**
在调用Capture()接口前需要先填充CaptureInfo结构体，具体内容如下：
......@@ -370,7 +439,7 @@ OpenHarmony相机驱动框架模型对上实现相机HDI（Hardware Driver Inter
}
```
9. 取消捕获和释放离线流
9. **取消捕获和释放离线流**
StreamOperatorImpl类中的CancelCapture()接口的主要作用是根据captureId取消数据流的捕获。
......@@ -397,16 +466,15 @@ OpenHarmony相机驱动框架模型对上实现相机HDI（Hardware Driver Inter
}
```
10. 关闭Camera设备
10. **关闭Camera设备**
调用CameraDeviceImpl中的Close()来关闭CameraDevice，该接口调用deviceManager中的PowerDown()来给设备下电。
### 开发实例<a name = "8"></a>
## 开发实例<a name="section1564411661810"></a>
在/drivers/peripheral/camera/hal/init目录下有一个关于Camera的demo，开机后会在/system/bin下生成可执行文件ohos_camera_demo，该demo可以完成camera的预览，拍照等基础功能。下面我们就以此demo为例讲述怎样用HDI接口去编写预览PreviewOn()和拍照CaptureON()的用例。
在/drivers/peripheral/camera/hal/init目录下有一个关于Camera的demo，开机后会在/system/bin下生成可执行文件ohos_camera_demo，该demo可以完成Ｃamera的预览，拍照等基础功能。下面我们就以此demo为例讲述怎样用HDI接口去编写预览PreviewOn()和拍照CaptureON()的用例，可参考[ohos_camera_demo](https://gitee.com/openharmony/drivers_peripheral/tree/master/camera/hal/init)。
1. 在main函数中构造一个Hos3516Demo对象，该对象中有对camera初始化、启停流、释放等控制的方法。下面mainDemo->InitSensors()函数为初始化CameraHost，mainDemo->InitCameraDevice()函数为初始化CameraDevice。
1. 在main函数中构造一个Hos3516Demo对象，该对象中有对Ｃamera初始化、启停流、释放等控制的方法。下面mainDemo->InitSensors()函数为初始化CameraHost，mainDemo->InitCameraDevice()函数为初始化CameraDevice。
```
int main(int argc, char** argv)
......@@ -546,7 +614,7 @@ OpenHarmony相机驱动框架模型对上实现相机HDI（Hardware Driver Inter
}
```
CaptureON()接口调用streamOperator的Capture()方法获取camera数据并轮转buffer，拉起一个线程接收相应类型的数据。
CaptureON()接口调用streamOperator的Capture()方法获取Ｃamera数据并轮转buffer，拉起一个线程接收相应类型的数据。
```
RetCode Hos3516Demo::CaptureON(const int streamId, const int captureId, CaptureMode mode)
......@@ -668,5 +736,4 @@ OpenHarmony相机驱动框架模型对上实现相机HDI（Hardware Driver Inter
"-q | --quit stop preview and quit this app\n");
```
demo中其他功能会调用不同的HDI接口去实现，与PreviewOn()接口类似，这里不再赘述，具体详情可以参见[ohos_camera_demo](https://gitee.com/openharmony/drivers_peripheral/tree/master/camera/hal/init)。
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