腾讯优测优分享 | 高质量产品、高质量照片

腾讯优测 总监 雷彬

【引言】

如果你不想随时扛着单反和三脚架去抓拍生活的点滴故事，却仍然希望能拍到质量很高效果很好的照片。如果你不想因为拍照的失误而错过重要的瞬间。如果你手上有一部安卓手机，并且安装了一款非常不错的相机app，你的愿望就能实现。

用手机记录生活和身边的风景，已经渐渐成为了一种生活方式。随着手机用户对拍照质量的要求日益提高，各个手机厂商在相机系统上更是大做文章，竞争激烈。因此相机系统的各种机型适配问题，可以说是奇葩不断，匪夷所思，攻城狮们都惊呆了！

本文就讨论一下如何提升android相机产品质量，为用户拍出高质量的照片。

 

【Camera系统原理及Android相机成像】

1.Android camera系统介绍

对于做相机产品的攻城狮来说，距离我们最近的相机相关的部分就是Android Camera系统了。我们就先介绍一下我们又爱又恨的Android Camera系统。

（1）Camera系统结构

Andriod 照相机的基本层次结构



Andriod Camera 系统结构



自下而上，Camera系统分成了以下几个部分：

（1）摄像头驱动程序

（2）Camera硬件抽象层

（3）Camera服务部分

（4）Camera的本地框架代码

（5）Camera的JNI代码

（6）Camera系统的java类

 

（2）Camera系统调用流程

Camera系统的几个常用功能：

（1）预览preview

（2）视频获取recording

（3）拍照takePicture

（4）参数设置

而图像处理的重点在于预览，拍照和参数设置，下图是调用流程。



 



（3）Camera系统数据流

当图像数据出现问题的时候，我们需要知道数据流的来龙去脉，找到关键模块，查出问题的根源。



图片预览的数据流



拍照的数据流

 

2.Android相机成像原理：

接下来我们讨论一下硬件的成像原理，这一部分是决定拍照质量的基础。



景物通过镜头生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过ADC（模数转换）转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片（DSP）中加工处理，再通过IO接口传输到CPU中处理，通过DISPLAY就可以看到图像了。

在这部分，我们常用的能够提高照片质量的功能包括：对焦，曝光，感光，测光，白平衡，对比度，实时滤镜，全景照片，方向矫正等。要想解决好机型适配问题，提高产品质量，从而提高照片质量，需要在以上几个方面要做好功课。

 

【相机系统的适配问题】

通过对相机适配问题的搜集和整理总结，我们发现出现问题的原因大致是来源于以下几个方面。

1.camera系统

在android中Google实现了与硬件无关的所有代码，但是与硬件密切相关的硬件抽象层却没有也无法提供，对于不同设备底层硬件是千变万化的，不可能提供统一的硬件驱动以及接口实现，只能提供标准的接口，因此硬件提供商需要自己开发设备驱动，并去实现android框架提供的接口。这样就导致同样的相机产品，在不同机型上拍照效果却不一样。甚至某些特殊功能，硬件不支持。比如有些低端机型的摄像头不支持自动对焦，不支持测光。从而这些硬件不支持的API无法调用，或者返回值特殊。头疼的是几乎所有厂商都会根据自己的需要改变camera系统。

2.andriod版本

Andriod不同版本的camera类的API会有改变，同时开源库也会不同。 最新的andriod4.3版本已经标配opengles3.0。和过去使用了很久的opengles2.0相比，3.0增加了更多的高端大气上档次的纹理。因而对机器的性能要求也更高。

3.机型的硬件配置

不同价位，不同厂商的机型，硬件配置大相径庭。这里说的硬件配置不是指摄像头，而是指处理图像要用到的CPU，GPU，传感器等等。比如性能不好的GPU或者没有GPU的机型处理数据时，速度达不到默认的帧率要求时，就会出现跳帧，数据覆盖等情况。全景拍照和人脸识别都会出现类似的问题。而传感器则涉及到照片方向矫正问题。

 

【解决适配问题，提高照片质量】

以下是用户在拍照时的操作过程已经容易出现的问题。

要提高照片质量，我们可以从实际的拍照过程中对焦，曝光，感光，测光，白平衡，场景模式，方向矫正等角度入手。解决相关的适配问题，提高产品质量。

大连腾讯优测项目组对相机系统相关的机型适配bug进行了搜集和整理。接下来举几个例子说明。

 

1.手机无闪光灯，但是调用API查询闪光灯状态时仍然返回有闪光灯的状态。

奇葩处处有，相机特别多。三星 i5508和天语T619使用Android官方API getSupportedFlashModes( )判断是否有闪光灯时返回结果不准确。

解决策略：

PackageManager pm=(PackageManager)getSystemService(Context.PackageManager);

FeatureInfo[] features=pm.getSystemAvailableFeatures();

for(FeatureInfo f : features)

{

logcat.d( f.name);

if(PackageManager.FEATURE_CAMERA_FLASH.equasl( f.name))

{

//代码

}

}

 

2.HTC部分机型拍照方向默认为横屏，竖屏拍照时，照片方向错误。

这个奇葩问题在多个机型中都会出现。具有一定的普遍性。

解决策略：

（1）对于能够从图像数据中找到旋转角度的机型。利用ExifInterface取到图片数据中的拍摄方向，返回的值为1,3,6,8 。1为与默认拍摄方向相符不需要旋转，3为再默认拍摄方向向右旋转90度，6为再默认拍摄方向向左旋转90度，8为再默认拍摄方向旋转180度，代码如下：

ExifInterface ef = new ExifInterface(图片存储位置);

String sModel=ef.getAttribute(ExifInterface.TAG_ORIENTATION);

int rotate = 0;

switch (Integer.valueOf(sModel)){

case 3:

rotate = 180;

break;

case 6:

rotate = 90;

break;

case 8:

rotate = -90;

break;

}

// 创建操作图片用的matrix对象

Matrix matrix = new Matrix();

matrix.postRotate(rotate);

Bitmap resizedBitmap = Bitmap.createBitmap(myBitmap, 0, 0, myBitmap.getWidth(), myBitmap.getHeight(), matrix, true);

这种方法弊端是比较消耗内存

（2）对于无法从图像数据中找到旋转角度的。去除设置路径语句，onActivityResult(int requestCode, int resultCode, Intent data)回调方法中，对data做非空判断，data不为空，通过对data取值可得到图片。图片方向正确。

（3）以上两种方法都不奏效的。需要添加图片方向确认界面。并且记住用户设置的旋转角度。

 

3.部分手机设置夜间场景时不支持Camera.Parameters.SCENE_MODE_NIGHT参数

部分手机设置夜间场景时不支持Camera.Parameters.SCENE_MODE_NIGHT参数，如魅族M040就只能用“night-shot”进行夜间场景的设置，如果调用Camera.Parameters.SCENE_MODE_NIGHT进行设置时会抛出异常导致程序crash。

解决策略：

用Camera.Parameters.getSupportedSceneModes()方法获得手机可以设置的全部场景参数，然后进行对比，如果“night”在该集合中再进行相关设置。

 

4.相机Parameter对象中感光度API： parameter.get(“iso-values”)返回集合为null, 导致无法通过该方法获得的集合值进行ISO感光度的设置。

三星 9300手机在framework层中的android.hardware.Parameters中不提供iso支持值得获得。

解决策略：

在调用这个集合值前会进行空值判断，如if(parameter.get(“iso-values”).isEmpty())

9300不用调用该方法获取，9300的可支持设置的值有：auto,100,200,400,800;

即可调用Parameters.set(“iso”,”auto”);

Parameters.set(“iso”,”100″);

Parameters.set(“iso”,”200″);

Parameters.set(“iso”,”400″);

Parameters.set(“iso”,”800″);

其中的任一方法进行感光度的设置。

 

【总结】

相机系统在机型适配时问题是比较多的。尤其是做相机app的时候，要考虑周全camera系统，andriod版本，机型硬件配置等方面会出现的问题。不过这些恼人的问题，现在有了更好的解决方案了。

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