輸出串流、裁剪及縮放

輸出串流

相機子系統只會在所有解析度和輸出格式的 ANativeWindow 管道上運作。您可以一次設定多個串流，將單一影格傳送至多個目標，例如 GPU、影片編碼器、RenderScript 或應用程式可見的緩衝區 (RAW Bayer、經處理的 YUV 緩衝區或 JPEG 編碼緩衝區)。

為了進行最佳化，這些輸出串流必須事先設定，且一次只能存在有限的串流。這可讓您預先配置記憶體緩衝區和相機硬體設定，因此在提交請求時，即使列出多個或不同的輸出管道，也不會延遲或延遲滿足要求。

如要進一步瞭解依據支援的硬體等級而提供的保證串流輸出組合，請參閱 createCaptureSession()。

裁剪

透過 ANDROID_SCALER_CROP_REGION 設定，可傳達全像素陣列裁剪資訊 (適用於數位變焦和其他需要較小 FOV 的用途)。這是個別要求設定，可依個別要求變更，這對於實作流暢的數位縮放功能至關重要。

區域定義為矩形 (x、y、寬度、高度)，其中 (x、y) 會描述矩形的左上角。矩形是在感應器主動像素陣列的座標系統中定義，其中 (0,0) 是主動像素陣列的左上角像素。因此，寬度和高度不得大於 ANDROID_SENSOR_ACTIVE_PIXEL_ARRAY 靜態資訊欄位中回報的尺寸。HAL 會透過 ANDROID_SCALER_MAX_DIGITAL_ZOOM 靜態資訊欄位回報允許的最小寬度和高度，該欄位會說明支援的最大縮放係數。因此，裁剪區域的寬度和高度下限為：

  {width, height} =
   { floor(ANDROID_SENSOR_ACTIVE_PIXEL_ARRAY[0] /
       ANDROID_SCALER_MAX_DIGITAL_ZOOM),
     floor(ANDROID_SENSOR_ACTIVE_PIXEL_ARRAY[1] /
       ANDROID_SCALER_MAX_DIGITAL_ZOOM) }

如果裁剪區域需要符合特定需求 (例如，需要從偶數座標開始，且寬度/高度必須為偶數)，HAL 就必須進行必要的捨入，並寫出輸出結果中繼資料中使用的最終裁剪區域。同樣地，如果 HAL 實作影片防震功能，則必須調整結果裁剪區域，以便描述套用影片防震功能後，實際納入輸出內容的區域。一般來說，使用相機的應用程式必須能夠根據裁剪區域、影像感應器的尺寸和鏡頭焦距，判斷所接收的視野範圍。

裁剪區域會套用至所有串流，而這些串流的顯示比例可能與裁剪區域不同，因此每個串流使用的確切感應器區域可能會小於裁剪區域。具體來說，每個串流都應盡可能保留方形像素及其顯示比例，並進一步裁剪定義的裁剪區域。如果串流的顯示比例比裁剪區域寬，則應進一步垂直裁剪串流；如果串流的顯示比例比裁剪區域窄，則應進一步水平裁剪串流。

無論如何，串流裁剪區域都必須置中於完整裁剪區域內，且每個串流只能相對於完整裁剪區域進行水平或垂直裁剪，絕不能同時進行。

舉例來說，如果定義了兩個串流 (640x480 串流 [4:3 顯示比例] 和 1280x720 串流 [16:9 顯示比例])，下方將示範在假設的 3 MP (2000 x 1500 像素陣列) 感應器上，針對幾個範例裁剪區域，顯示每個串流的預期輸出區域。

裁剪區域：(500, 375, 1000, 750) (4:3 顯示比例)
640x480 串流裁剪：(500, 375, 1000, 750) (等於裁剪區域)
1280x720 串流裁剪：(500, 469, 1000, 562)

crop-region-43-ratio

圖 1. 顯示比例 4:3

裁剪區域：(500, 375, 1333, 750) (16:9 顯示比例)
640x480 串流裁剪：(666, 375, 1000, 750)
1280x720 串流裁剪：(500, 375, 1333, 750) (等於裁剪區域)

crop-region-169-ratio

圖 2. 顯示比例 16:9

裁剪區域：(500, 375, 750, 750) (1:1 顯示比例)
640x480 串流裁剪：(500, 469, 750, 562)
1280x720 串流裁剪：(500, 543, 750, 414)

crop-region-11-ratio

圖 3. 顯示比例 1:1

最後一個範例是 1024x1024 正方形顯示比例串流，而不是 480p 串流：
裁剪區域：(500, 375, 1000, 750) (4:3 顯示比例)
1024x1024 串流裁剪：(625, 375, 750, 750)
1280x720 串流裁剪：(500, 469, 1000, 562)

crop-region-43-square-ratio

圖 4. 4:3 顯示比例，正方形

重新處理

針對 Bayer 格式原始資料，提供額外的原始圖片檔案支援功能。這項支援功能可讓相機管道處理先前擷取的 RAW 緩衝區和中繼資料 (先前記錄的整個影格)，產生新的算繪 YUV 或 JPEG 輸出內容。

Zoom

針對搭載 Android 11 以上版本的裝置，應用程式可以透過 ANDROID_CONTROL_ZOOM_RATIO 設定使用相機的數位和光學變焦功能。

變焦比例定義為浮點因數。應用程式可以使用 ANDROID_CONTROL_ZOOM_RATIO 控制縮放等級，並使用 ANDROID_SCALER_CROP_REGION 進行水平和垂直裁剪，以便取得與原生攝影機感應器不同的顯示比例。ANDROID_SCALER_CROP_REGION

多鏡頭系統可能包含多個焦距不同的鏡頭，使用者可以透過切換鏡頭使用光學變焦功能。在下列情況下，使用 ANDROID_CONTROL_ZOOM_RATIO 可帶來許多好處：

  • 從廣角鏡頭縮放至望遠鏡頭：浮點比率相較於 ANDROID_SCALER_CROP_REGION 的整數值，可提供更精確的結果。
  • 從廣角鏡頭縮小到超廣角鏡頭：ANDROID_CONTROL_ZOOM_RATIO 支援縮小功能 (<1.0f)，但 ANDROID_SCALER_CROP_REGION 不支援。

為說明這一點，以下列舉幾個使用前面章節中定義的假想相機，並以不同縮放比例、裁剪區域和輸出串流的情況為例。

縮放比例：2.0；原始視野範圍的 1/4
裁剪區域：(0, 0, 2000, 1500) (4:3 顯示比例)
640x480 串流裁剪區域：(0, 0, 2000, 1500) (等於裁剪區域)
1280x720 串流裁剪區域：(0, 187, 2000, 1125)

zoom-ratio-2-crop-43

圖 5. 2.0 倍縮放，4:3 顯示比例

縮放比例：2.0；原始視野範圍的 1/4
裁剪區域：(0, 187, 2000, 1125) (16:9 顯示比例)
640x480 串流裁剪：(250, 187, 1500, 1125) (以窄框顯示)
1280x720 串流裁剪：(0, 187, 2000, 1125) (等於裁剪區域)

zoom-ratio-2-crop-169

圖 6. 2.0 倍縮放、16:9 顯示比例

變焦倍率：0.5；原始視野的 4 倍 (從廣角鏡頭切換為超廣角鏡頭)
裁剪區域：(250, 0, 1500, 1500) (1:1 顯示比例)
640x480 串流裁剪：(250, 187, 1500, 1125) (上下黑邊)
1280x720 串流裁剪：(250, 328, 1500, 844) (上下黑邊)

images/zoom-ratio-0.5-crop-11

圖 7. 縮放 0.5、顯示比例 1:1

如上圖所示，裁剪區域的座標系統會變更為有效的縮放後視野，並以矩形表示，其尺寸為：(0、0、activeArrayWith、activeArrayHeight)。AE/AWB/AF 區域和臉孔也適用相同的做法。這項座標系統變更不適用於 RAW 擷取作業，以及相關的中繼資料，例如 intrinsicCalibration 和 lensShadingMap。

使用上述相同的假設示例，並假設輸出串流 #1 (640x480) 是取景器串流，則可透過下列任一方式達到 2.0 倍變焦：

  • zoomRatio = 2.0、scaler.cropRegion = (0, 0, 2000, 1500)
  • zoomRatio = 1.0 (預設)、scaler.cropRegion = (500, 375, 1000, 750)

如要讓應用程式將 android.control.aeRegions 設為觀景窗視野左上角的四分之一，請將 android.control.aeRegions 設為 (0, 0, 1000, 750)，並將 android.control.zoomRatio 設為 2.0。或者，應用程式可以將 android.control.aeRegions 設為 1.0 的 android.control.zoomRatio 的 (500, 375, 1000, 750) 等同區域。