安卓相机慢动作的软件实现要点

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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。

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