Mobil inkişafda Kamera: bu nədir, API növləri və necə istifadə olunur

Mobil tətbiqlərdə kamera nədir

Mobil kamera — obyektiv, matrisa (sensor) və təsvir emal prosessorundan (ISP) ibarət quraşdırılmış optik moduldur. Tərtibatçı kameraya xüsusi freymvorklar vasitəsilə əməliyyat sistemi üzərindən giriş əldə edir. Android-də bu Camera2 API (aşağı səviyyəli) və CameraX (Camera2 əsasında yüksək səviyyəli), iOS-da isə AVFoundation və sadə ssenarilər üçün UIKit-dir. Hər platforma öz alət dəstini təmin edir, lakin ümumi konsepsiya eynidir: tətbiq çəkiliş sessiyasını başladır, parametrləri (qətnamə, fokus, ekspozisiya) konfiqurasiya edir və kadr axını və ya ayrı-ayrı şəkillər alır.

Müasir kameraların aparat imkanları

Müasir mobil kameralar çoxsaylı çəkiliş rejimlərini dəstəkləyir: HDR, gecə rejimi, fonu bulanıq portret, yavaş hərəkət və RAW formatında yazma. Tərtibatçı üçün proqram parametrləri mövcuddur: ISO (matrisa həssaslığı), ekspozisiya müddəti, ağ balansı, fokus (avtomatik və əl ilə) və təsvir sabitləşdirməsi. Flaqman cihazlarda müxtəlif fokus məsafələri olan 4 kameraya qədər mövcuddur və tətbiq ID ilə konkret kameranı seçə bilər.

Kamera ilə iş üçün API növləri

Mobil platformalarda abstraksiya səviyyəsi və funksionallığı ilə fərqlənən bir neçə API mövcuddur. Konkret API-nin seçimi layihənin tələblərindən asılıdır: sadə foto çəkilişi üçün CameraX və ya UIImagePickerController kifayətdir, peşəkar tətbiqlər üçün Camera2 və ya birbaşa sensor idarəçiliyi ilə AVFoundation tələb olunur. Aşağıda əsas API-lərin müqayisəsi verilmişdir.

Nə vaxt CameraX seçməli

CameraX — dərin fərdiləşdirmə tələb etməyən əksər Android tətbiqləri üçün optimal seçimdir. Kitabxana avtomatik olaraq Activity və Fragment həyat dövrünü idarə edir, icazələri dəstəkləyir və müxtəlif Android versiyaları ilə uyğunluğu təmin edir. CameraX uyğunluq qatı sayəsində Android cihazlarının 95%-də eyni davranışı təmin edir. Kamera ön baxışı (Preview), foto çəkilişi (ImageCapture) və ya axın analizi (ImageAnalysis) tələb olunarsa — CameraX hər üç ssenarinin öhdəsindən mürəkkəb kod yazmadan gəlir.

Nə vaxt Camera2 seçməli

Camera2 — peşəkar ssenarilər üçün aşağı səviyyəli API: RAW-da yazma, əl ilə ekspozisiya tənzimləməsi, partlayışlı çəkiliş (burst), eyni anda çox kamera idarə etmə. Camera2 tərtibatçıdan təsvir çəkiliş konveyerinin, StateMachine-in dərin anlaşılmasını və callback-lərin işlənməsini tələb edir. CameraX tələbləri ödəmədikdə Camera2 istifadə edin: məsələn, əl ilə fokuslanma ilə sənəd skan etmə tətbiqləri və ya qeyri-standart qətnaməli xüsusi kameralar üçün.

Kameraya giriş icazələrinin tələbi

Kameraya giriş hər iki platformada istifadəçinin açıq razılığını tələb edir. Android-də manifestə CAMERA icazəsi əlavə edilir və Android 6.0-dan başlayaraq icazə ActivityCompat.requestPermissions vasitəsilə icra zamanı tələb olunmalıdır. iOS-da Info.plist faylına kameradan istifadə səbəbinin təsviri ilə NSCameraUsageDescription açarı əlavə edilir. Bu təsvir olmadan tətbiq kameraya giriş cəhdində qəzaya uğrayacaq. iOS 14-dən etibarən icazə dialoqunda təkcə tətbiqin adı deyil, həm də göstərilən səbəb əks olunur — ifadə istifadəçi üçün anlaşıqlı olmalıdır.

Android-də CameraX ilə tətbiq

CameraX kamera ilə işi bir neçə sətir kodla sadələşdirir. Ön baxışı işə salmaq üçün Preview nümunəsi yaradılmalı, onu LifecycleOwner-ə bağlamaq və göstərmək üçün SurfaceProvider əldə etmək lazımdır. Foto çəkilişi üçün yaddaş hədəfi ilə ImageCapture istifadə olunur. Aşağıda Kotlin dilində CameraX vasitəsilə kameranın işə salınması və foto çəkilməsinin tam nümunəsi verilmişdir.

Preview və ImageCapture konfiqurasiyası

val preview = Preview.Builder()
    .build()
    .also {
        it.surfaceProvider = viewFinder.surfaceProvider
    }

val imageCapture = ImageCapture.Builder()
    .setCaptureMode(ImageCapture.CAPTURE_MODE_MINIMIZE_LATENCY)
    .build()

val cameraProviderFuture = ProcessCameraProvider.getInstance(this)
cameraProviderFuture.addListener(Runnable {
    val cameraProvider = cameraProviderFuture.get()
    val cameraSelector = CameraSelector.DEFAULT_BACK_CAMERA

    try {
        cameraProvider.unbindAll()
        cameraProvider.bindToLifecycle(
            this, cameraSelector, preview, imageCapture
        )
    } catch (e: Exception) {
        Log.e("CameraX", "Bağlama uğursuz oldu", e)
    }
}, ContextCompact.getMainExecutor(this))

bindToLifecycle metodu kameranı Activity həyat dövrü ilə əlaqələndirir — ekran döndərildikdə və ya fon keçidində kamera avtomatik azad edilir. CameraSelector.DEFAULT_BACK_CAMERA arxa kameranı seçir, ön kamera üçün DEFAULT_FRONT_CAMERA istifadə olunur. Əlaqələndirmədən sonra Preview PreviewView-da kameradan təsviri göstərməyə başlayır və istifadəçi ekranda kamera şəklini görür.

Foto çəkilişi

val photoFile = File(
    externalMediaDirs.firstOrNull(),
    "IMG_${System.currentTimeMillis()}.jpg"
)
val outputOptions = ImageCapture.OutputFileOptions
    .Builder(photoFile)
    .build()

imageCapture.takePicture(
    outputOptions,
    ContextCompact.getMainExecutor(this),
    object : ImageCapture.OnImageSavedCallback {
        override fun onImageSaved(output: ImageCapture.OutputFileResults) {
            Log.d("CameraX", "Photo saved: ${photoFile.absolutePath}")
        }
        override fun onError(exception: ImageCaptureException) {
            Log.e("CameraX", "Çəkiliş xətası", exception)
        }
    }
)

takePicture metodu kameradan kadr çəkir və onu fayla yazır. OutputFileOptions File, ContentResolver və MediaStore-a yazmağı dəstəkləyir. onImageSaved callbackində tətbiq uğurlu yaddaş haqqında bildiriş alır və UI-ni yeniləyə bilər. CAPTURE_MODE_MINIMIZE_LATENCY post-emalı azaltmaqla maksimum çəkim sürətini təmin edir.

iOS-da AVFoundation ilə tətbiq

iOS-da kameraya giriş AVFoundation freymvorku tərəfindən AVCaptureSession sinfi vasitəsilə təmin edilir. Tərtibatçı çəkiliş sessiyası yaradır, lazımi girişləri (AVCaptureDeviceInput) və çıxışları (AVCapturePhotoOutput, AVCaptureVideoDataOutput) əlavə edir və sessiyanı işə salır. Ön baxışın göstərilməsi üçün AVCaptureVideoPreviewLayer istifadə olunur. Aşağıda Swift dilində foto çəkilişi üçün sessiyanın konfiqurasiya nümunəsi verilmişdir.

import AVFoundation

let captureSession = AVCaptureSession()
captureSession.sessionPreset = .photo

guard let camera = AVCaptureDevice.default(
    for: .video
) else { return }

guard let input = try? AVCaptureDeviceInput(device: camera)
else { return }

let output = AVCapturePhotoOutput()
captureSession.addInput(input)
captureSession.addOutput(output)

DispatchQueue.global(qos: .userInitiated).async {
    captureSession.startRunning()
}

AVCaptureSessionPreset.photo foto üçün optimal qətnamə təyin edir (adətən müasir cihazlarda 12 MP). Giriş cihazın kamerası üçün yaradılmış AVCaptureDeviceInput-dir. Giriş və çıxış əlavə edildikdən sonra sessiya startRunning vasitəsilə fon thread-də işə salınır — sessiyanın işə düşməsi köhnə cihazlarda 200 ms-ə qədər çəkə bilər. Foto çəkilişi üçün capturePhoto(with:delegate:) çağırılır və nəticə AVCapturePhotoCaptureDelegate vasitəsilə qaytarılır.

Xüsusiyyətlər və məhdudiyyətlər

Kamera ilə mobil cihazlarda işləyərkən aparat məhdudiyyətlərini nəzərə almaq lazımdır: uzun çəkiliş zamanı cihazın qızması, yüksək qətnamə ilə işdə batareyanın boşalması və müxtəlif cihazlarda kameraların fərqli keyfiyyəti. Android-də ekosistem parçalanması eyni CameraX konfiqurasiyasının müxtəlif modellərdə fərqli işləməsinə səbəb olur. iOS-da məhdudiyyətlər əsasən lisenziyalaşdırmaya aiddir: kameradan fonda istifadə üçün Apple-ın ayrıca icazəsi tələb olunur. Həmçinin simulyatorların real kameraya girişi olmadığını xatırlamaq vacibdir — sınaq yalnız fiziki cihazda mümkündür.

Müxtəlif ƏS versiyaları ilə uyğunluq

CameraX CameraXConfig uyğunluq qatı vasitəsilə Android parçalanması problemini həll edir — kitabxana istehsalçıların məlum səhvləri üçün avtomatik olaraq yan keçmə yollarını tətbiq edir. iOS-da AVFoundation iOS 6-dan başlayaraq bütün cihazlarda vahid şəkildə işləyir, lakin bəzi funksiyalar (məsələn, Portrait Mode və ya LiDAR) yalnız iPhone 12 və daha yeni modellərdə mövcuddur. Çoxplatformalı tətbiq hazırlayarkən Flutter və ya React Native-dən kamera plaginləri ilə istifadə etmək tövsiyə olunur — onlar platforma fərqlərini abstraksiya edir və hər iki ƏS üçün vahid API təmin edir.