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安卓自带camera hal3 实例README.md翻译

news 2026/2/7 20:55:31

最近，遇到一个这样的问题，临时了解下这个驱动实现架构和特点，翻译如下

V4L2相机HALv3

camera.v4l2库使用视频Linux 2（V4L2）接口实现了camera HAL v3。这使得它在理论上可以与各种设备配合使用，尽管V4L2的局限会引入一些[警告]（#V4L2缺陷），导致此HAL不完全符合规范。

当前状态

人们可以自由使用这个库，如果这个能满足他们的目的工作，但它不是由安卓相机团队维护的。还有一个V4L2 camera HAL实现，由安卓相机团队维护的，是从Android P开始。查看更多信息
这里.

使用HAL构建设备

为确保HAL是为设备构建的，请在您的<device>.mk内包含下面这些：

USE_CAMERA_V4L2_HAL := true
PRODUCT_PACKAGES += camera.v4l2
PRODUCT_PROPERTY_OVERRIDES += ro.hardware.camera=v4l2

第一行确保V4L2 HAL模块对构建系统可见。这可以防止在没有必要支持的设备上进行检查构建
失败。product package 告诉构建系统包含V4L2HALv3库到系统映像。最后一行告诉硬件管理器
加载V4L2 HAL，而不是默认的相机HAL。

HAL使用要求

希望使用此HAL的设备和摄像头必须满足以下要求：

*相机必须支持BGR32、YUV420和JPEG格式。
*设备使用的gralloc和其他图形模块必须使“HAL_PIXEL_FORMAT_RGBA_8888” ，如同 “HAL_PIX EL_FORMAT_Emplement_DEFINED”

理解HAL代码

V4L2相机HAL有三个大部件：通用HALv3相机和HAL代码，具体使用V4L2的实现，以及Metadata系统。
为了了解上下文，您可能还希望阅读 libhardware/include/camera3.h，关于框架如何与HAL交互。

###相机和HAL接口
相机和HAL接口由摄像头和V4L2相机HAL类实现。

V4L2CameraHAL类主要处理系统的初始化。
在创建时，它搜索/dev/video* 中具有特定能力的节点。然后，这些都会以可用的形式呈现给框架供使用。进一步的操作将酌情传递给各个摄像头。

Camera类实现了处理相机的一般逻辑-打开和关闭、配置流、准备和跟踪请求等。当它处理相机周围的物流时，实际图像捕获和设置逻辑是通过向下调用来实现的[V4L2摄像头]（#V4L2摄像头）。Camera（使用辅助类）强制执行由V4L2Camera初始化的[Matadata]（#Metadata）中给出的限制，例如对每个流的运行中请求数量的限制。

值得注意的是，这意味着您应该能够替换V4L2实现，只要正确填写Metadata相机类“就会工作”。

V4L2具体实现

V4L2Camera类是所有捕获功能的实现。
它包括Camera类验证设置的一些方法，但类的大部分是请求队列。Camera类提交CaptureRequests，当它们进入并被验证时。V4L2Camera通过三个阶段异步流水线：

*接受：V4L2Camera接受请求，并将其置于等待状态，直到被被排队者取走。
*排队者：V4L2Camera读取请求设置，并将其应用于设备，对设置进行快照到设备，并将V4L2驱动器处理一帧buffer。
*去除排队者：从驱动程序中回收已完成的帧，并发送返回Camera类进行最终处理（验证、填写结果对象，并将数据发送回框架）。

这项工作的大部分得到了V4L2Wrapper辅助类的帮助，它围绕V4L2 ioctl提供更简单的输入和输出
基于HAL已知的使用情况；自动填写常用值，并从结果中提取对HAL有用的信息。
此封装还用于将V4L2控件暴露给其相应的Metadata组件。

Metadata

Metadata子系统试图组织和简化处理相机metadata（system/media/camera/docs/docs.html）。在顶层是Metadata类和Partial MetadataInterface。Metadata类提供与各个组件的高级交互-填充静态metadata数据，校验、获取和设置设置，等等。Metadata类将所有这些传递给组件PartialMetadataInterface，每个接口都会过滤其特定的metadata，并执行所请求的任务。

一些通用元数据类被用来简化常见逻辑，用于此过滤和应用。在高层次上，有三个类型：
*属性：一个静态值。
*控件：可动态调整的值，以及可选的关联的静态属性，指示允许的值是什么。
*状态：动态只读值。

Metadata系统使用其他接口和子类来区分不同metadata数据所需的各种不同功能tag。

Metadata工厂

此V4L2 Camera HAL实现利用了元数据工厂方法。
此方法初始化所有100多个必需的元数据组件，基本符合HAL规范。大多数人什么都不做或者报告固定值，但也有一些与V4L2驱动器相连。

这个HAL最初是为Raspberry Pi相机模块设计的v2.1，因此固定默认值通常基于该相机分配。

V4L2缺陷

*一次支持一个流。值得注意的是，这意味着您必须重新配置预览和捕获之间的流（如果格式不同）。
这使得这个HAL不能向后兼容Android相机（v1）API，因为它的许多方法都试图做到这一点；必须使用Camera2。

*V4L2中无法填写各种元数据属性，例如相机的物理特性。因此，这个HAL永远不会有能力
理论上，它可以为所有相机提供完全准确的信息支持。

*Android要求HAL支持YUV420、JPEG和一种图形格式
堆栈的选择（“实现定义”）。实际上支持的摄像头很少所有这些格式（到目前为止，Raspberry Pi相机是唯一已知的格式），因此，HAL内置的某种格式转换将是一个有用的功能
以扩大该HAL的覆盖范围/实用性。

*V4L2没有承诺应用设置的速度，也没有确定给定帧的有效设置的好方法。因此，
传入请求和输出结果的设置将按以下方式应用/读取尽最大努力，可能是不正确的。

*V4L2的许多功能都没有连接到HAL，因此HAL与理想/可能相比，功能不足。

其他已知问题

*各种功能尚未实现：高速抓拍，闪光灯模式，热插拔。