android 摄像头角度标定 手机摄像头角度

概述

• 相机图像数据都是来自于图像传感器（Image Sensor），相机模组出厂的时候有一个默认的取景方向，一般为以下两种，请留意相机模组中小人的方向

• Sensor 安装默认都是 Sensor 的长边与手机的长边平行
• 将上述图1的模组装入手机，结果为下图

• 两颗模组不一定如图左右摆放，也可以上下摆放，只要遵循长边对长边即可
• 此时使用后摄预览或拍照，取景方向是正常的，而手机目前相对自然方向（正常竖屏使用状态）顺时针夹角为90度，这也就是常说的 Sensor orientation 是90度

• 将上述图2的模组装入手机，结果为下图

• 两颗模组不一定如图左右摆放，也可以上下摆放，只要遵循长边对长边即可
• 此时使用后摄预览或拍照，若要使取景方向正常，需将手机顺时针旋转180度，此时手机相对自然方向（正常竖屏使用状态）顺时针夹角为270度，这也就是常说的 Sensor orientation 是270度

旋转角度规律

• 以下说明以 Sensor orientation 90度为例（大多数sensor都是该情况）
• 屏幕显示旋转角度：Activity#getWindowManager().getDefaultDisplay().getRotation()的值，可以是 ROTATION_0（正常竖屏使用状态）、ROTATION_90（手机向右侧放）、ROTATION_180（手机竖屏倒置）、ROTATION_270（手机向左侧放）
• 以屏幕角度 ROTATION_180且使用后摄为例，其他情况类比推理

• 当前情况下图1模组中的小人头部朝向左边，有两种方式判断当前sensor取景后图像方向

• 简单方式：跟随小人的视角去看实际被拍摄的物体（假设为正常站立的人），所看到的景象是头部向右横置的人，此时若要使看到的图像恢复为正常情况，则需要将图像顺时针旋转270度
• 复杂方式：sensor扫描方向遵从小人头部左侧顶点向右扫描，当前情况下也就是从左下向上逐行扫描，然后依次存储到内存中，存储为图片的时候是水平从左向右存储，导致存储后的图像是头部向右横置的人，若要使图像被拍摄后为正常情况，则需要将图像顺时针旋转270度

代码实现

• Camera API1（官方实现）

public static void setCameraDisplayOrientation(Activity activity, int cameraId, android.hardware.Camera camera) {
	android.hardware.Camera.CameraInfo info = new android.hardware.Camera.CameraInfo();
    android.hardware.Camera.getCameraInfo(cameraId, info);
    int rotation = activity.getWindowManager().getDefaultDisplay().getRotation();
    int degrees = 0;
    switch (rotation) {
        case Surface.ROTATION_0: degrees = 0; break;
        case Surface.ROTATION_90: degrees = 90; break;
        case Surface.ROTATION_180: degrees = 180; break;
        case Surface.ROTATION_270: degrees = 270; break;
    }

    int result;
    if (info.facing == Camera.CameraInfo.CAMERA_FACING_FRONT) {
        result = (info.orientation + degrees) % 360;
        result = (360 - result) % 360;  // compensate the mirror
    } else {  // back-facing
        result = (info.orientation - degrees + 360) % 360;
    }
    camera.setDisplayOrientation(result);
}

• Camera API2

• Camera API2 不需要经过任何预览画面方向的矫正，就可以正确现实画面，因为当使用 TextureView 或者 SurfaceView 进行画面预览的时候，系统会自动矫正预览画面的方向

private static final SparseIntArray ORIENTATIONS = new SparseIntArray();

// Conversion from screen rotation to JPEG orientation.
static {
    ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_0, 90);
    ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_90, 0);
    ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_180, 270);
    ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_270, 180);
}

/**
 * Retrieves the JPEG orientation from the specified screen rotation.
 *
 * @param rotation The screen rotation.
 * @return The JPEG orientation (one of 0, 90, 270, and 360)
 */
private int getOrientation(int rotation) {
    // Sensor orientation is 90 for most devices, or 270 for some devices (eg. Nexus 5X)
    // We have to take that into account and rotate JPEG properly.
    // For devices with orientation of 90, we simply return our mapping from ORIENTATIONS.
    // For devices with orientation of 270, we need to rotate the JPEG 180 degrees.
    return (ORIENTATIONS.get(rotation) + mSensorOrientation + 270) % 360;
}

final CaptureRequest.Builder captureBuilder = mCameraDevice.createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_STILL_CAPTURE);
int rotation = activity.getWindowManager().getDefaultDisplay().getRotation();
captureBuilder.set(CaptureRequest.JPEG_ORIENTATION, getOrientation(rotation));