慢动作英文称呼SlowMotion,也就是高帧率录像,如果以正常30帧播放,就能看到慢动作效果,可以用来拍摄快速移动物体的瞬间,比如鱼儿的游动、终点冲刺结果等。本文主要介绍慢动作在安卓相机应用中如何实现。

  1. 获取高速录像支持的尺寸和帧率
    可以通过如下获取支持的 Size 和 FPS
    cameraManager.cameraIdList.forEach { id ->
    val characteristics = cameraManager.getCameraCharacteristics(id)
    val capabilities = characteristics.get(CameraCharacteristics.REQUEST_AVAILABLE_CAPABILITIES)!!
    val cameraConfig = characteristics.get(CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP)!!
    
    // Return cameras that support constrained high video capability
    if (capabilities.contains(CameraCharacteristics
                   .REQUEST_AVAILABLE_CAPABILITIES_CONSTRAINED_HIGH_SPEED_VIDEO)) {
       // For each camera, list its compatible sizes and FPS ranges
       cameraConfig.highSpeedVideoSizes.forEach { size ->
             cameraConfig.getHighSpeedVideoFpsRangesFor(size).forEach { fpsRange ->
                // 这里的 size 和 fpsRange 是 对应的,可以用于后续配流
                // 实际使用,我们选取其中一对即可
             }
       }
    }}
    
  2. 初始化录制 Surface
    这里通过 MediaCodec.createPersistentInputSurface 初始化 Surface ,初始化 MediaRecorder , 设置需要录制 Surface,setVideoSize 为上一步支持的尺寸。
    也可以通过 profile 配置 MediaRecorder,可以通过如下函数判断是否支持,需要底层配置,否则会返回 false .
    CamcorderProfile.hasProfile(cameraID, CamcorderProfile.QUALITY_HIGH_SPEED_1080P)
  3. 设置预览帧率
    需要通过 CaptureRequest.Builder 设置 CaptureRequest.CONTROL_AE_TARGET_FPS_RANGE
    支持的帧率来自前面获取到的值,这个设置的是预览的帧率,如果跟录制不一致,录制时需要重新配流,一般不这样设计。
  4. 设置编码帧率
    MediaRecorder 需要通过 setVideoFrameRate 设置编码帧率。
    如果想以高帧率保存(HSR),设置为前面的高帧率,录制文件时长等于实际录制时长,MIUI即为此设计,想看慢动作效果需要在图库播放时调整。
    如果想视频以慢动作播放(HFR),即以30帧保存,就设置为30,最终录制的文件时长是(高帧率/30)倍,OPPO等厂商为此设计。
    帧率不同,码率也要跟随适配,可以通过 setVideoEncodingBitRate 设置。
  5. 配流
    需要通过 device.createConstrainedHighSpeedCaptureSession(targets, callback) 下发配流信息
    也可以 device.createCaptureSession下发配流信息,此时需要通过 SessionConfiguration 配置 不同的 sessionType 以区分高速录像模式,HAL 会依据 sessionType 做相应的处理。
  6. 参数更新
    如果普通是普通预览,我们可以使用 session.capture(builder.build(),callback, handler) 更新 CaptureRequest。
    但是高帧率录像需要使用 highSpeedSession.captureBurst(highSpeedSession.createHighSpeedRequestList(builder.build())

到这里慢动作的软件设计要点已经讲完了,Google 示例代码参见 Camera2SlowMotion,示例代码多数设备无法正常运行,主要是因为HAL并未适配,手机厂商相机的核心卖点不会轻易开发给普通应用使用的。

慢动作一般是系统相机自带功能,之前恰好做过相关功能的开发,现整理为本博文笔记。


相关示例
https://github.com/ZhengShang/HighSpeedVideoDemo
https://gitee.com/chenjim/CameraDemo/tree/master/Camera2SlowMotion

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