video4linux(v4l)使用摄像头的实例基础教程与体会(二)

前面已经说过使用v4l视频编程的流程和对文件操作并没有什么本质的不同，大概的流程如下：
1.打开视频设备(通常是/dev/video0)
2.获得设备信息。
3.根据需要更改设备的相关设置。
4.获得采集到的图像数据（在这里v4l提供了两种方式，直接通过打开的设备读取数据，使用mmap内存映射的方式获取数据）。
5.对采集到的数据进行操作（如显示到屏幕，图像处理，存储成图片文件）。
6.关闭视频设备。
知道了流程之后，我们就需要根据流程完成相应的函数。

那么我们首先完成第1步打开视频设备，需要完成int v4l_open(char *, v4l_device *);
具体的函数如下
#define DEFAULT_DEVICE “/dev/video0”
int v4l_open(char *dev , v4l_device *vd)
{
if(!dev)dev= DEFAULT_DEVICE;
if((vd-fd=open(dev,O_RDWR))<0){perror(“v4l_open:”);return -1;}
if(v4l_get_capability(vd))return -1;
if(v4l_get_picture(vd))return -1;//这两个函数就是即将要完成的获取设备信息的函数
return 0
}
同样对于第6步也十分简单，就是int v4l_close(v4l_device *);的作用。
函数如下：
int v4l_close(v4l_device *vd)
{close(vd->fd);return 0;}
现在我们完成第2步中获得设备信息的任务，下面先给出函数在对函数作出相应的说明。
int v4l_get_capability(v4l_device *vd)
{
if (ioctl(vd->fd, VIDIOCGCAP, &(vd->capability)) < 0) {
perror("v4l_get_capability:");
return -1;
}
return 0;
}
int v4l_get_picture(v4l_device *vd)
{
if (ioctl(vd->fd, VIDIOCGPICT, &(vd->picture)) < 0) {
perror("v4l_get_picture:");
return -1;
}
return 0;
}
对于以上两个函数我们不熟悉的地方可有vd->capability和vd->picture两个结构体，和这两个函数中最主要的语句ioctl。对于ioctl的行为它是由驱动程序提供和定义的，在这里当然是由v4l所定义的，其中宏VIDIOCGCAP和VIDIOCGPICT的分别表示获得视频设备的capability和picture。对于其他的宏功能定义可以在你的Linux系统中的/usr/include/linux/videodev.h中找到，这个头文件也包含了capability和picture的定义。例如：
struct video_capability
{
char name[32];
int type;
int channels; /* Num channels */
int audios; /* Num audio devices */
int maxwidth; /* Supported width */
int maxheight; /* And height */
int minwidth; /* Supported width */
int minheight; /* And height */
};capability结构它包括了视频设备的名称，频道数，音频设备数，支持的最大最小宽度和高度等信息。
struct video_picture
{
__u16 brightness;
__u16 hue;
__u16 colour;
__u16 contrast;
__u16 whiteness; /* Black and white only */
__u16 depth; /* Capture depth */
__u16 palette; /* Palette in use */
}picture结构包括了亮度，对比度，色深，调色板等等信息。头文件里还列出了palette相关的值，这里并没有给出。
了解了以上也就了解了这两个简单函数的作用，现在我们已经获取到了相关视频设备的capabilty和picture属性。
这里直接给出另外一个函数
int v4l_get_mbuf(v4l_device *vd)
{
if (ioctl(vd->fd, VIDIOCGMBUG ,&(vd->mbuf)) < 0) {
perror("v4l_get_mbuf:");
return -1;
}
return 0;
}
对于结构体video_mbuf在v4l中的定义如下，video_mbuf结构体是为了服务使用mmap内存映射来获取图像的方法而设置的结构体，通过这个结构体可以获得摄像头设备存储图像的内存大小。具体的定义如下，各变量的使用也会在下文详细说明。
struct video_mbuf
{
int size; 可映射的摄像头内存大小
int frames; 摄像头可同时存储的帧数
int offsets[VIDEO_MAX_FRAME];每一帧图像的偏移量
};