如何使用Android CameraX实现自动对焦

Question

最近几个月，Android发布了一个新的API——CameraX。我正在尝试理解如何使相机自动对焦。

https://groups.google.com/a/android.com/forum/#!searchin/camerax-developers/auto$20focus|sort:date/camerax-developers/IQ3KZd8iOIY/LIbrRIqEBgAJ

这里有关于该主题的讨论，但几乎没有具体的文档。

https://github.com/android/camera-samples/tree/master/CameraXBasic/app/src/main/java/com/android/example/cameraxbasic

这里也有基本的CameraX应用程序，但我找不到任何处理自动对焦的文件。

任何提示或指向文档的内容都很有帮助。另外，我对Android还比较新，所以上面的链接很可能有些我没注意到的东西。

- Blue

Answer 1

使用当前的CameraX 1.0.0 版本，有以下两种方法：

1. 每隔 X 秒自动对焦：

 previewView.afterMeasured {
     val autoFocusPoint = SurfaceOrientedMeteringPointFactory(1f, 1f)
             .createPoint(.5f, .5f)
     try {
         val autoFocusAction = FocusMeteringAction.Builder(
             autoFocusPoint,
             FocusMeteringAction.FLAG_AF
         ).apply {
             //start auto-focusing after 2 seconds
             setAutoCancelDuration(2, TimeUnit.SECONDS)
         }.build()
         camera.cameraControl.startFocusAndMetering(autoFocusAction)
     } catch (e: CameraInfoUnavailableException) {
         Log.d("ERROR", "cannot access camera", e)
     }
 }

焦点点击：

 previewView.afterMeasured {
     previewView.setOnTouchListener { _, event ->
         return@setOnTouchListener when (event.action) {
             MotionEvent.ACTION_DOWN -> {
                 true
             }
             MotionEvent.ACTION_UP -> {
                 val factory: MeteringPointFactory = SurfaceOrientedMeteringPointFactory(
                     previewView.width.toFloat(), previewView.height.toFloat()
                 )
                 val autoFocusPoint = factory.createPoint(event.x, event.y)
                 try {
                     camera.cameraControl.startFocusAndMetering(
                         FocusMeteringAction.Builder(
                             autoFocusPoint,
                             FocusMeteringAction.FLAG_AF
                         ).apply {
                             //focus only when the user tap the preview
                             disableAutoCancel()
                         }.build()
                     )
                 } catch (e: CameraInfoUnavailableException) {
                     Log.d("ERROR", "cannot access camera", e)
                 }
                 true
             }
             else -> false // Unhandled event.
         }
     }
 }

afterMeasured扩展函数是一个简单的实用工具：（感谢ch271828n 改进它）

inline fun View.afterMeasured(crossinline block: () -> Unit) {
    if (measuredWidth > 0 && measuredHeight > 0) {
        block()
    } else {
        viewTreeObserver.addOnGlobalLayoutListener(object : ViewTreeObserver.GlobalLayoutListener {
            override fun onGlobalLayout() {
                if (measuredWidth > 0 && measuredHeight > 0) {
                    viewTreeObserver.removeOnGlobalLayoutListener(this)
                    block()
                } 
            }
        })
    }
}

可以使用Camera对象来获取

val camera = cameraProvider.bindToLifecycle(
    this@Activity, cameraSelector, previewView //this is a PreviewView
)

- MatPag

---

由于某些原因，这段代码在大多数设备上都能正常工作，但是其他一些设备却拒绝改变焦点，我找不到原因。 - Bencri

因为我们使用了 setAutoCancelDuration(X, TimeUnit.SECONDS)，每隔 X 秒就会取消当前的对焦动作并重新开始（至少这是我从文档中理解的）。 如果您将 setAutoCancel 替换为 disableAutoCancel()，则相机在打开时将进行对焦，然后再也不会调整对焦了。 - MatPag

此外，根据 SurfaceOrientedMeteringPointFactory 构造函数的文档，您可以使用标准化坐标，即最大值等于 1.0 的坐标。在这种简单情况下，当我们想要根据中心点调整焦点时，我们甚至可以更简单地准备我们的测光点（不需要 PreviewView）：val autoFocusPoint = SurfaceOrientedMeteringPointFactory(1f, 1f).createPoint(.5f, .5f)。 - Andrei K.

嗨，afterMeasured有一个bug：经常它的回调函数从未被调用。这里是一个修复方法：https://dev59.com/TlMH5IYBdhLWcg3w0DS9#70304116 - ch271828n

@ch271828n回答已更新，谢谢。 - MatPag

Answer 2

只需指出，如果要在PreviewView中使“轻触对焦”功能正常工作，您需要使用 DisplayOrientedMeteringPointFactory 。否则，您将获得混乱的坐标。

val factory = DisplayOrientedMeteringPointFactory(activity.display, camera.cameraInfo, previewView.width.toFloat(), previewView.height.toFloat())

其余部分请参考MatPag的答案。

- Bonco

Answer 3

一些安卓设备存在一个问题，就是使用CameraX时摄像头无法自动对焦。CameraX团队已经意识到了这个问题，并且正在通过一个内部工单进行跟踪。希望他们能尽快解决这个问题。

- Blue

---

我已经添加了一个答案到这个问题中。 - MatPag

这个工单有公共链接吗？ - Bencri

Answer 4

使用当前的1.0.0-rc03和1.0.0-alpha22构件。

此解决方案假定相机已经设置好，包括bindToLifecycle。之后，我们需要检查previewView的streamState是否为STREAMING，然后再尝试对相机进行对焦。

 previewView.getPreviewStreamState().observe(getActivity(), value -> {
        if (value.equals(STREAMING)) {
            setUpCameraAutoFocus();
        }
    });

private void setUpCameraAutoFocus() {
    final float x =  previewView.getX() + previewView.getWidth() / 2f;
    final float y =  previewView.getY() + previewView.getHeight() / 2f;

  MeteringPointFactory pointFactory = previewView.getMeteringPointFactory();
  float afPointWidth = 1.0f / 6.0f;  // 1/6 total area
  float aePointWidth = afPointWidth * 1.5f;
  MeteringPoint afPoint = pointFactory.createPoint(x, y, afPointWidth);
  MeteringPoint aePoint = pointFactory.createPoint(x, y, aePointWidth);
  ListenableFuture<FocusMeteringResult> future = cameraControl.startFocusAndMetering(
          new FocusMeteringAction.Builder(afPoint,
                  FocusMeteringAction.FLAG_AF).addPoint(aePoint,
                  FocusMeteringAction.FLAG_AE).build());
  Futures.addCallback(future, new FutureCallback<FocusMeteringResult>() {
    @Override
    public void onSuccess(@Nullable FocusMeteringResult result) {
    }

    @Override
    public void onFailure(Throwable t) {
      // Throw the unexpected error.
      throw new RuntimeException(t);
    }
  }, CameraXExecutors.directExecutor());
}

- Anshul mittal

Answer 5

afterMeasured函数在最高票答案中有一个严重的bug： 经常出现回调从未被调用的情况。

非常简单的修复方法：

inline fun View.afterMeasured(crossinline block: () -> Unit) {
    if (measuredWidth > 0 && measuredHeight > 0) {
        block()
    } else {
        viewTreeObserver.addOnGlobalLayoutListener(object : ViewTreeObserver.OnGlobalLayoutListener {
            override fun onGlobalLayout() {
                if (measuredWidth > 0 && measuredHeight > 0) {
                    viewTreeObserver.removeOnGlobalLayoutListener(this)
                    block()
                }
            }
        })
    }
}

说明：我在一个生产中的应用程序中观察到，有时视图已经被测量并且没有UI更改，因此onGlobalLayout稍后将永远不会被调用。然后afterMeasured的回调也将永远不会被调用，因此摄像头未初始化。

- ch271828n

Answer 6

您可以在此处找到有关焦点的文档，因为它已添加在“1.0.0-alpha05”中。 https://developer.android.com/jetpack/androidx/releases/camera#camera2-core-1.0.0-alpha05

基本上，您需要在视图上设置一个触摸监听器并获取所点击的位置。

private boolean onTouchToFocus(View viewA, MotionEvent event) {
        switch (event.getAction()) {
            case MotionEvent.ACTION_DOWN:
                break;
            case MotionEvent.ACTION_UP:
                    return focus(event);
                break;
            default:
                // Unhandled event.
                return false;
        }
        return true;
    }

将此位置转换为点。

private boolean focus(MotionEvent event) {
        final float x = (event != null) ? event.getX() : getView().getX() + getView().getWidth() / 2f;
        final float y = (event != null) ? event.getY() : getView().getY() + getView().getHeight() / 2f;

        TextureViewMeteringPointFactory pointFactory = new TextureViewMeteringPointFactory(textureView);
        float afPointWidth = 1.0f / 6.0f;  // 1/6 total area
        float aePointWidth = afPointWidth * 1.5f;
        MeteringPoint afPoint = pointFactory.createPoint(x, y, afPointWidth, 1.0f);
        MeteringPoint aePoint = pointFactory.createPoint(x, y, aePointWidth, 1.0f);

           try {
            CameraX.getCameraControl(lensFacing).startFocusAndMetering(
                FocusMeteringAction.Builder.from(afPoint, FocusMeteringAction.MeteringMode.AF_ONLY)
                                           .addPoint(aePoint, FocusMeteringAction.MeteringMode.AE_ONLY)
                                           .build());
        } catch (CameraInfoUnavailableException e) {
            Log.d(TAG, "cannot access camera", e);
        }

        return true;
    }

- JonathanG

---

我回答了这个问题。触摸对焦不是自动对焦。 - Blue

Answer 7

我遇到了同样的问题，然后我设置了这个解决方案（即使它看起来相当愚蠢）。

val displayMetrics = resources.displayMetrics
val factory = SurfaceOrientedMeteringPointFactory(
    displayMetrics.widthPixels.toFloat(),
    displayMetrics.heightPixels.toFloat()
)
val point = factory.createPoint(
    displayMetrics.widthPixels / 2f,
    displayMetrics.heightPixels / 2f
)
val action = FocusMeteringAction
            .Builder(point, FocusMeteringAction.FLAG_AF)
            .build()

try {
    camera = cameraProvider.bindToLifecycle(
        lifecycleOwner,
        cameraSelector,
        preview,
        imageAnalyzer
    )
    GlobalScope.launch(Dispatchers.Default) {
        while (workflowModel.isCameraLive) {
            camera?.cameraControl?.startFocusAndMetering(action)?
            delay(3000)
        }
    }
} catch (e: Exception) {
    Log.e(mTag, "Use case binding failed", e)
}

基本上，我在一个while循环中每3秒重新启动对焦操作。

isCameraLive是我在viewModel中存储的布尔变量，当我启动相机时，我将其设置为true，并通过调用cameraProvider.unbindAll()停止相机时将其设置为false。

- NevrGivApp