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这可能是全网关于Camera慢动作录像(SlowMotion)介绍最全的文章了

这是一篇关于慢动作录像(slowmotion)的文章,看完后相信你对慢动作录像不会再感到陌生了~

这篇文章针对下面几点来展开:

1)写这篇文章的原由?
2)什么是慢动作录像(SlowMotionRecord)?
3)Android上如何实现慢动作录像?
4)调试demo下载地址?
5)调试遇到的问题及解决?

一、写这篇文章的原由?

2月份的时候,在一个音视频开发的学习交流群里,有位网友问到"Android相机有啥设置可以做到slow motion?",我认真的想了下,然后又简单看了下高通的晓龙相机源码,大概知道是怎么实现后,给了下思路。

后面我还一直在想这个事情,觉的自己给的思路太简单了,有时间还是得再研究研究,自己得敲下代码跑通下才好,于是就有了这篇文章。

二、什么是慢动作录像(SlowMotionRecord)?

通常我们人眼能够接受的最好的视频帧速率是24帧/每秒左右。那如果我们用120帧/秒拍摄一个动作,再用24帧每秒来播放的话,视频就放慢了5倍,这个就是慢动作录像了。

慢动作录像,又叫高帧率录像(HFR),也就是以高fps(运行速率)捕获、编码并保存为30 fps(目标速率),这种情况运行速率大于目标速率。

还有一种模式叫做高速录制(HSR) : 即以高fps(运行速率)捕获、编码并保存为高 fps(目标速率),运行速率等于目标速率。

这篇文章只介绍慢动作录像。(调试环境基于高通晓龙865芯片 Android9.0)

三、Android上如何实现视频慢动作?

有了上面关于慢动作的概念后,那在Android上如何用代码来实现呢?说到录像,那我们应该要想到MediaRecorder了。慢动作,也就是高帧率录像,那肯定得调用mediaRecorder设置高帧率了。

好了,我们还得再有一个概念,数据是从摄像头sensor出来的,那我们需要120fps,总得摄像头支持才行吧。所以呢,就有一个先决条件了,硬件得支持才行,下面会讲如何查询当前硬件是否支持。

假设硬件支持的情况下,我们来看下软件上应用的调用情况。

1、新类CameraConstrainedHighSpeedCaptureSession

查看Android的开发文档,我们可以看到,从Android 6.0开始,Camera相关的,添加了一个新的类CameraConstrainedHighSpeedCaptureSession,从描述上看,我们就可以知道,这个是专门为高速、高帧率录像准备的。换一句话说,也就是Android 6.0以上,Android本身才支持这个高速、高帧率录像。(我在自己早年用的nubiya手机上看了下,Android 5.1的系统,系统相机也带了慢动作功能,不过它这个慢动作应该是厂家自己定制开发的,那会Android还没提供相关接口)

2、查询当前硬件是否支持高帧率录像

通过CONTROL_AVAILABLE_HIGH_SPEED_VIDEO_CONFIGURATIONS来获取available size。如果存在available,则判断为支持。

 public static boolean hasHighSpeedVideoConfigs(Context context, String cameraId) {
        try {
            CameraManager cameraManager = (CameraManager) context.getSystemService(Context.CAMERA_SERVICE);
            CameraCharacteristics characteristics = cameraManager.getCameraCharacteristics(cameraId);
            HighSpeedVideoConfiguration[] highSpeedVideoConfigs = characteristics.get(
                    CameraCharacteristics.CONTROL_AVAILABLE_HIGH_SPEED_VIDEO_CONFIGURATIONS);
            return highSpeedVideoConfigs != null && highSpeedVideoConfigs.length > 0;
        } catch (Exception e) {
     
        }
        return false;
    }
3、获取支持的高帧率录像videoSize

从map.getHighSpeedVideoSizes()中获取支持的videoSize,然后选择个合适的size,注意这里的previewSize需要和videoSize保持一致。

  CameraCharacteristics characteristics = manager.getCameraCharacteristics(cameraId);
            StreamConfigurationMap map = characteristics
                    .get(SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP);

  mVideoSize = chooseVideoSize(map.getHighSpeedVideoSizes());
  mPreviewSize = mVideoSize;//这里需要保持previewSize 和videoSize一致
4、CONTROL_AE_TARGET_FPS_RANGE设置为高帧率范围(120,120)
   Range aeFps = new Range(120, 120);
   mPreviewBuilder.set(CaptureRequest.CONTROL_AE_TARGET_FPS_RANGE, aeFps);
5、创建session采用createConstrainedHighSpeedCaptureSession

高帧率录像创建session,使用专门提供的api接口。

 // Start a capture session
   mCameraDevice.createConstrainedHighSpeedCaptureSession(surfaces, new CameraCaptureSession.StateCallback() {
      @Override
      public void onConfigured(@NonNull CameraCaptureSession cameraCaptureSession) {
         ......
      }

     @Override
     public void onConfigureFailed(@NonNull CameraCaptureSession cameraCaptureSession) {
          ......
     }
   }, mBackgroundHandler);
6、采用setRepeatingBurst

session configure成功后,调用setRepeatingBurst不停的request,这个和正常模式有点区别,正常模式是调用的setRepeatingRequest。

   CaptureRequest request = mPreviewBuilder.build();
   List<CaptureRequest> slowMoRequests = ((CameraConstrainedHighSpeedCaptureSession) mPreviewSession)
                       .createHighSpeedRequestList(request);

    mPreviewSession.setRepeatingBurst(slowMoRequests, null,
                     mBackgroundHandler);
7、MediaRecorder相关参数设置为对应的高帧率参数

相对应的,mediaRecorder的一些参数也需要设置为高帧率参数。

    mProfile = getProfile();
    int bitRate = getHighSpeedVideoEncoderBitRate(mProfile, 
    mProfile.videoFrameRate,
               VEDIO_HIGH_SPEED_FRAME_RATE);

    mMediaRecorder.setVideoEncodingBitRate(bitRate);
    mMediaRecorder.setVideoFrameRate(mProfile.videoFrameRate);
    mMediaRecorder.setCaptureRate(VEDIO_HIGH_SPEED_FRAME_RATE);
五、调试遇到的问题及解决方法
》》》》问题1:
Process: com.xcbj.camera, PID: 21818
   java.lang.IllegalArgumentException: Surface size 1440x1080 is not part of the high speed supported size list [1280x720, 720x480, 640x480, 1920x1080]
       at android.hardware.camera2.utils.SurfaceUtils.checkConstrainedHighSpeedSurfaces(SurfaceUtils.java:193)
       at android.hardware.camera2.impl.CameraDeviceImpl.createCaptureSessionInternal(CameraDeviceImpl.java:881)
       at android.hardware.camera2.impl.CameraDeviceImpl.createConstrainedHighSpeedCaptureSession(CameraDeviceImpl.java:627)
[分析]

》》》》问题2: Fps rang[30,30] in the request is not a supported hight speed fps range...
 Process: com.xcbj.camera, PID: 27138
   java.lang.IllegalArgumentException: Fps range [30, 30] in the request is not a supported 
high speed fps range [[120, 120], [240, 240], [480, 480], [30, 120], [30, 240], [30, 480]]
       at android.hardware.camera2.utils.SurfaceUtils.checkConstrainedHighSpeedSurfaces(SurfaceUtils.java:180)
       at android.hardware.camera2.impl.CameraConstrainedHighSpeedCaptureSessionImpl.createHighSpeedRequestList(CameraConstrainedHighSpeedCaptureSessionImpl.java:89)
[分析]


*本人从事Android Camera相关开发已有5年,
*目前在深圳上班,
*小伙伴记得点我头像,看【个人介绍】进行关注哦,希望和更多的小伙伴一起交流 ~

-------- 2021.03.25 深圳 00:53

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