Android開發實踐：掌握Camera的預覽方向和拍照方向

Android的Camera相關應用開發中，有一個必須搞清楚的知識點，就是Camera的預覽方向和拍照方向，本文就重點討論一下這個問題。

圖像的Sensor方向：手機Camera的圖像數據都是來自于攝像頭硬件的圖像傳感器（Image Sensor），這個Sensor被固定到手機之后是有一個默認的取景方向的，這個方向如下圖所示，坐標原點位于手機橫放時的左上角：

Camera的預覽方向：由于手機屏幕可以360度旋轉，為了保證用戶無論怎么旋轉手機都能看到“正確”的預覽畫面（這個“正確”是指顯示在UI預覽界面的畫面與你人眼看到的眼前的畫面是一致的），Android系統底層根據當前手機屏幕的方向對圖像Sensor采集到的數據進行了旋轉處理，然后后才送給顯示系統，因此，打開Camera應用后，無論怎么旋轉手機，你都能看到“正確”的畫面，Android系統提供一個API來手動設置Camera的預覽方向，叫做setDisplayOrientation，默認情況下，這個值是0，與圖像Sensor方向一致，所以對于橫屏應用來說，就不需要更改這個Camera預覽方向。但是，如果你的應用是豎屏應用，就必須通過這個API將Camera的預覽方向旋轉90，與手機屏幕方向一致，這樣才會得到正確的預覽畫面。

Camera的拍照方向：當你點擊拍照按鈕，得到的圖片方向不一定與畫面中預覽的方向一致，這是因為拍攝的照片是將圖像Sensor采集到的數據直接存儲到SDCard上的，因此，Camera的拍照方向與上述的Camera的圖像Sensor方向一致。

為了演示這個問題，我用手機的Camera對同一個場景拍了兩張照片，第一張是橫著拿手機拍的，第二張是豎著拿手機拍的。然后用在電腦上打開得到的圖片（實際場景中的杯子是豎著的），效果如下所示：

由此可見，如果橫向拿手機拍照，由于正好與Camera的拍照方向一致，因此得到的照片是“正確”的；而豎著拿手機拍照的話，Camera的圖像Sensor依然以上面描述的角度在采集圖像并存儲到SDCard上，所以得到的圖片就是右圖這樣的，因為豎著拿手機正好與圖像Sensor的方向相差了90度。由此，大家應該明白了為什么我們用手機拍出的照片經常需要旋轉90度才能看到“正確”的畫面了吧？

我想上面的介紹應該已經把這個問題講清楚了，下面我還想再深入一下，介紹一下設置Camera預覽方向的那個API（setDisplayOrientation）。

上面說了，對于橫屏應用，不需要額外設置這個方向，但是對于豎屏應用，則需要調用setDisplayOrientation(90)，來保證Camera的預覽方向與Activity的方向一致，那么設置了這個函數究竟會不會影響到Camera拍照的結果呢？根據上面的分析，理論上應該是不影響的，因為拍照得到的圖片方向是與圖像Sensor的方向一致的，當然，我們可以通過Android官方API的注釋文檔驗證一下這個猜想，下面是Camera.setDisplayOrientation的注釋文檔：

/**
 * Set the clockwise rotation of preview display in degrees. This affects
 * the preview frames and the picture displayed after snapshot. This method
 * is useful for portrait mode applications. Note that preview display of
 * front-facing cameras is flipped horizontally before the rotation, that
 * is, the p_w_picpath is reflected along the central vertical axis of the camera
 * sensor. So the users can see themselves as looking into a mirror.
 *
 * <p>This does not affect the order of byte array passed in {@link
 * PreviewCallback#onPreviewFrame}, JPEG pictures, or recorded videos. This
 * method is not allowed to be called during preview.     
 */
 
public native final void setDisplayOrientation(int degrees);

重點看這兩句話：

This affects the preview frames and the picture displayed after snapshot.

This does not affect the order of byte array passed in {@link
 * PreviewCallback#onPreviewFrame}, JPEG pictures, or recorded videos.

由此我們得到驗證了，這個API修改的僅僅是Camera的預覽方向而已，并不會影響到PreviewCallback回調、生成的JPEG圖片和錄像文件的方向，這些數據的方向依然會跟圖像Sensor的方向一致。

關于Android Camera的預覽和拍照方向的介紹就到這里了，希望對Camera應用開發的新手們能有所幫助，有任何疑問歡迎留言或者來信lujun.hust@gmail.com交流，或者關注我的新浪微博 @盧_俊 獲取最新的文章和資訊。