Android Camera2API预览获取当前曝光时间
Android Camera2API 获取当前曝光时间详解
基础概念
Camera2 API 是 Android 5.0 (Lollipop) 引入的新相机框架，取代了旧的 Camera API。它提供了更精细的控制能力，包括手动控制曝光时间、ISO、对焦等参数。
曝光时间是指相机传感器暴露在光线下的时间长度，通常以纳秒(ns)为单位。较长的曝光时间可以让更多光线进入，适合低光环境，但可能导致运动模糊；较短的曝光时间适合明亮环境或快速移动的物体。
获取当前曝光时间的方法
要获取 Camera2 API 的当前曝光时间，需要通过 CameraCharacteristics 和 CaptureResult 来获取相关信息。
1. 检查设备是否支持手动曝光控制
首先需要检查设备是否支持手动曝光控制：
CameraCharacteristics characteristics = cameraManager.getCameraCharacteristics(cameraId);
boolean isManualExposureSupported = characteristics.get(CameraCharacteristics.CONTROL_AE_AVAILABLE_MODES) != null
&& Arrays.asList(characteristics.get(CameraCharacteristics.CONTROL_AE_AVAILABLE_MODES))
.contains(CameraMetadata.CONTROL_AE_MODE_OFF);2. 获取当前曝光时间
在预览过程中，可以通过 CaptureResult 获取当前的曝光时间：
private CameraCaptureSession.CaptureCallback captureCallback = new CameraCaptureSession.CaptureCallback() {
@Override
public void onCaptureCompleted(@NonNull CameraCaptureSession session,
@NonNull CaptureRequest request,
@NonNull TotalCaptureResult result) {
Long exposureTime = result.get(CaptureResult.SENSOR_EXPOSURE_TIME);
if (exposureTime != null) {
// 曝光时间以纳秒为单位
Log.d("Camera2API", "当前曝光时间: " + exposureTime + " ns");
// 转换为更常用的单位，如毫秒
double exposureTimeMs = exposureTime / 1_000_000.0;
Log.d("Camera2API", "当前曝光时间: " + exposureTimeMs + " ms");
}
}
};3. 完整示例代码
以下是获取并显示当前曝光时间的完整示例：
public class Camera2Activity extends AppCompatActivity {
private CameraManager cameraManager;
private String cameraId;
private CameraDevice cameraDevice;
private CameraCaptureSession cameraCaptureSession;
private TextureView textureView;
private TextView exposureTimeTextView;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_camera2);
textureView = findViewById(R.id.textureView);
exposureTimeTextView = findViewById(R.id.exposureTimeTextView);
cameraManager = (CameraManager) getSystemService(Context.CAMERA_SERVICE);
}
private void openCamera() {
try {
cameraId = cameraManager.getCameraIdList()[0]; // 通常使用后置摄像头
// 检查手动曝光支持
CameraCharacteristics characteristics = cameraManager.getCameraCharacteristics(cameraId);
boolean isManualExposureSupported = characteristics.get(CameraCharacteristics.CONTROL_AE_AVAILABLE_MODES) != null
&& Arrays.asList(characteristics.get(CameraCharacteristics.CONTROL_AE_AVAILABLE_MODES))
.contains(CameraMetadata.CONTROL_AE_MODE_OFF);
if (!isManualExposureSupported) {
Log.w("Camera2API", "设备不支持手动曝光控制");
}
if (checkSelfPermission(Manifest.permission.CAMERA) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
return;
}
cameraManager.openCamera(cameraId, stateCallback, null);
} catch (CameraAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
}
private CameraDevice.StateCallback stateCallback = new CameraDevice.StateCallback() {
@Override
public void onOpened(@NonNull CameraDevice camera) {
cameraDevice = camera;
createCameraPreview();
}
@Override
public void onDisconnected(@NonNull CameraDevice camera) {
cameraDevice.close();
}
@Override
public void onError(@NonNull CameraDevice camera, int error) {
cameraDevice.close();
cameraDevice = null;
}
};
private void createCameraPreview() {
try {
SurfaceTexture texture = textureView.getSurfaceTexture();
assert texture != null;
texture.setDefaultBufferSize(640, 480); // 设置预览尺寸
Surface surface = new Surface(texture);
CaptureRequest.Builder captureRequestBuilder = cameraDevice.createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_PREVIEW);
captureRequestBuilder.addTarget(surface);
// 设置自动曝光模式
captureRequestBuilder.set(CaptureRequest.CONTROL_AE_MODE, CaptureRequest.CONTROL_AE_MODE_ON);
cameraDevice.createCaptureSession(Arrays.asList(surface), new CameraCaptureSession.StateCallback() {
@Override
public void onConfigured(@NonNull CameraCaptureSession session) {
if (cameraDevice == null) {
return;
}
cameraCaptureSession = session;
try {
session.setRepeatingRequest(captureRequestBuilder.build(), captureCallback, null);
} catch (CameraAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
}
@Override
public void onConfigureFailed(@NonNull CameraCaptureSession session) {
Toast.makeText(Camera2Activity.this, "配置失败", Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
}, null);
} catch (CameraAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
}
private CameraCaptureSession.CaptureCallback captureCallback = new CameraCaptureSession.CaptureCallback() {
@Override
public void onCaptureCompleted(@NonNull CameraCaptureSession session,
@NonNull CaptureRequest request,
@NonNull TotalCaptureResult result) {
Long exposureTime = result.get(CaptureResult.SENSOR_EXPOSURE_TIME);
if (exposureTime != null) {
double exposureTimeMs = exposureTime / 1_000_000.0;
runOnUiThread(() -> {
exposureTimeTextView.setText(String.format("曝光时间: %.3f ms", exposureTimeMs));
});
}
}
};
@Override
protected void onResume() {
super.onResume();
if (textureView.isAvailable()) {
openCamera();
} else {
textureView.setSurfaceTextureListener(textureListener);
}
}
@Override
protected void onPause() {
closeCamera();
super.onPause();
}
private void closeCamera() {
if (cameraCaptureSession != null) {
cameraCaptureSession.close();
cameraCaptureSession = null;
}
if (cameraDevice != null) {
cameraDevice.close();
cameraDevice = null;
}
}
private TextureView.SurfaceTextureListener textureListener = new TextureView.SurfaceTextureListener() {
@Override
public void onSurfaceTextureAvailable(SurfaceTexture surface, int width, int height) {
openCamera();
}
@Override
public void onSurfaceTextureSizeChanged(SurfaceTexture surface, int width, int height) {
}
@Override
public boolean onSurfaceTextureDestroyed(SurfaceTexture surface) {
return false;
}
@Override
public void onSurfaceTextureUpdated(SurfaceTexture surface) {
}
};
}常见问题及解决方案
1. 获取的曝光时间为 null 或 0
原因：
- 设备不支持曝光时间查询
- 自动曝光模式未稳定（刚启动相机时可能需要几帧才能稳定）
- 在自动曝光模式下，某些设备可能不报告曝光时间
解决方案：
- 等待几帧后再读取曝光时间
- 检查设备是否支持手动曝光控制
- 尝试切换到手动曝光模式
2. 曝光时间不准确
原因：
- 设备可能有自己的曝光时间限制和步进值
- 自动曝光算法可能会动态调整曝光时间
解决方案：
- 查询设备的曝光时间范围：
- 查询设备的曝光时间范围：
- 如果需要精确控制，切换到手动曝光模式
3. 手动设置曝光时间无效
原因：
- 未正确关闭自动曝光
- 设置的曝光时间超出设备支持范围
解决方案：
// 关闭自动曝光
captureRequestBuilder.set(CaptureRequest.CONTROL_AE_MODE, CaptureRequest.CONTROL_AE_MODE_OFF);
// 设置手动曝光时间（单位：纳秒）
captureRequestBuilder.set(CaptureRequest.SENSOR_EXPOSURE_TIME, desiredExposureTimeInNs);应用场景
- 专业摄影应用：需要精确控制曝光参数的应用
- 低光摄影：在弱光环境下可能需要延长曝光时间
- 高速摄影：需要极短曝光时间捕捉快速移动物体
- 科学成像：需要精确记录曝光参数的科研应用
- HDR摄影：在不同曝光时间下拍摄多张照片合成
注意事项
- 不同设备的支持程度不同，某些低端设备可能不支持手动曝光控制
- 长时间曝光可能导致设备发热或图像噪声增加
- 在自动曝光模式下，曝光时间会动态变化以适应环境光线
- 曝光时间与ISO感光度密切相关，调整时需要综合考虑
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