使用 OpenGL ES 3.0 在 Android 中预览摄像头
2024-01-24 02:19:47
OpenGL ES 3.0：Android 设备上强大的摄像头预览实现
前言
OpenGL ES 3.0 作为移动设备图形渲染领域的佼佼者，为开发者提供了高效、直观地驾驭设备图形硬件的途径。利用 OpenGL ES 3.0 的强大功能，你可以在 Android 设备上实现令人惊叹的摄像头预览体验。
先决条件
踏上征程前，确保满足以下先决条件：
- 掌握 Android Studio
- 拥有 Android 设备或模拟器
- 对 Java 或 Kotlin 语言的基本了解
- 对 OpenGL ES 基础知识有一定了解
使用 OpenGL ES 3.0 实现摄像头预览
1. 创建纹理
摄像头帧数据的储存地——纹理，是我们的第一步。在 GLSurfaceView 的 onSurfaceCreated() 方法中，使用以下代码创建纹理：
val textureHandle = IntArray(1)
glGenTextures(1, textureHandle, 0)
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureHandle[0])
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR)
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR)
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE)
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE)
2. 创建帧缓冲区对象 (FBO)
接下来，我们需要为纹理创建一个 FBO（帧缓冲区对象）。FBO 将存储摄像头帧的深度和颜色缓冲区：
val fboHandle = IntArray(1)
glGenFramebuffers(1, fboHandle, 0)
glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, fboHandle[0])
glFramebufferTexture2D(GL_FRAMEBUFFER, GL_COLOR_ATTACHMENT0, GL_TEXTURE_2D, textureHandle[0], 0)
3. 配置摄像头
借助 Camera2 API，我们能够对摄像头进行详尽的配置，获取其特性，甚至创建用于帧捕获和显示的会话。
val cameraManager = getSystemService(Context.CAMERA_SERVICE) as CameraManager
val cameraId = cameraManager.cameraIdList[0]
val characteristics = cameraManager.getCameraCharacteristics(cameraId)
val cameraDevice = cameraManager.openCamera(cameraId, null, null)
4. 创建摄像头预览会话
会话的建立意味着我们可以让摄像头持续捕捉帧并显示出来。
val session = cameraDevice.createCaptureSession(listOf(previewSurface), null, null)
5. 绘制摄像头帧
GLSurfaceView 的 onDrawFrame() 方法是绘图的舞台。使用纹理，我们可以轻松绘制摄像头帧。
glUseProgram(programHandle)
glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, fboHandle[0])
// ...绘制代码...
glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, 0)
6. 释放资源
当摄像头不再需要时，善后工作必不可少。让我们释放所有相关资源。
cameraDevice.close()
cameraManager.close()
结论
按照这些步骤，你可以在 Android 设备上使用 OpenGL ES 3.0 轻松实现摄像头预览。这为高级功能的实现铺平了道路，例如自定义摄像头应用程序和令人着迷的增强现实体验。
常见问题解答
1. 为什么要使用 OpenGL ES 3.0？
OpenGL ES 3.0 提供对图形硬件的低级访问，允许开发人员创建高效、视觉震撼的应用程序。
2. 实现摄像头预览需要哪些先决条件？
除了 Android Studio 和 Android 设备外，还需要对 Java/Kotlin 和 OpenGL ES 基础知识有所了解。
3. 如何优化摄像头预览性能？
使用适当的纹理格式、避免不必要的渲染调用，以及利用硬件加速等技术可以提升性能。
4. 是否可以在低端设备上实现摄像头预览？
通过调整渲染设置和使用高效算法，即使在低端设备上也可以实现流畅的摄像头预览。
5. 摄像头预览可以用于哪些应用场景？
摄像头预览广泛用于视频会议、增强现实和机器视觉等应用场景。
