將裝置做為網路攝影機使用

如果是搭載 Android 14-QPR1 以上版本的裝置，Android 支援使用 錄製成 USB 網路攝影機。宣傳支援這項功能的 Android 裝置 視為 UVC 裝置，讓各種不同版本的 USB 主機 作業系統 (例如 Linux、macOS、Windows 和 ChromeOS) 會使用 把裝置相機當做網路攝影機使用DeviceAsWebcam 服務 支援這項功能，即可將裝置當做網路攝影機使用。

DeviceAsWebcam 服務

Android 開放原始碼計畫中的 DeviceAsWebcam 服務包含預覽活動 (DeviceAsWebcamPreview.java) 可讓使用者針對場景指定影格。預覽 活動可讓使用者執行下列操作：

  • 在直播前預覽網路攝影機畫面在主機機器上呈現的樣貌 就可以開始

  • 透過下列方式自訂傳送給主辦人的網路攝影機動態消息：

    • 選取要串流播放的攝影機 (前置或後置)。
    • 使用滑桿或按鈕選取縮放等級。
    • 輕觸預覽畫面的特定區域即可聚焦或移除焦點 單一區域

預覽活動可與 Android 的一般無障礙功能搭配使用，例如 例如 TalkBack、切換控制功能，以及 Voice Access：

透過串流方式播送的網路攝影機動態消息

圖 1. 透過主機直播觀看的網路攝影機直播， 動態饋給

建築

使用裝置做為網路攝影機的支援架構如 圖 2.以下說明 DeviceAsWebcam 的互動流程 與其他 Android 架構一起服務：

  1. 使用者在「設定」應用程式中選取 USB 網路攝影機選項。
  2. 「設定」應用程式透過system_server UsbManager 類別，通知其已選取 FUNCTION_UVC。
  3. 系統伺服器會執行下列操作：
    1. 通知 USB 小工具 HAL，以透過 setUsbFunctions HAL 介面呼叫。
    2. 通知 USB 小工具 HAL 以使用 ConfigF。
  4. 收到來自小工具 HAL 的回呼後，system_server 會傳送 傳送到 DeviceAsWebcam 服務所使用的架構。
  5. USB 小工具驅動程式在接收設定時啟動網路攝影機串流 透過 /dev/video* 的 V4L2 節點從主機發出指令。

做為網路攝影機架構

圖 2. DeviceAsWebcam 架構。

實作

本節說明如何將 Android 裝置當做網路攝影機使用。

核心支援

在 Android 14 以上版本中，一般核心映像檔 (GKI) 會啟用 UVC 小工具 驅動程式 (詳情請參閱 Android 開放原始碼計畫修補程式)。

在小工具 HAL 中支援 UVC

自 Android 14 起，UVC 函式已包含在 GadgetFunction.aidl HAL 介面。UVC：小工具 HAL 小工具的掛接方式與其他 ConfigFS 功能相同， 例如 MTP 或 ADB

如要實作小工具 HAL，請修改以掛接 UVC 函式 ConfigFS。以下為小工具 HAL 實作的程式碼片段範例 支援 UVC 函式：

UsbGadget::setCurrentUsbFunctions(long functions) {
   ...
   // Existing functions
   if ((functions & GadgetFunction::MTP) != 0) {
       ...
       linkFunction("ffs.mtp"); // Mount to ConfigFS
       ...
   }
   ...
   // UVC function follows the same pattern!
   if ((functions & GadgetFunction::UVC) != 0) {
       ...
       linkFunction("uvc.0"); // Mount to ConfigFS
       ...
   }
   ...
}

當裝置充當網路攝影機時，請確保 USB 小工具 HAL 可以廣告 使用正確的 VID/PID 組合

因為所有 UVC 邏輯都位於供應商 init 或 DeviceAsWebcam 外加 UVC 專屬邏輯，除非將 UVC 函數符號連結至該函式 ConfigFS，小工具 HAL 為必要項目。

如需實作的進一步指引，請參閱下列 Android 開放原始碼計畫的程式碼範例：

使用 UVC 設定進行 ConfigFS 設定

告知 UVC 小工具驅動程式採用哪些格式、大小和畫面更新率 支援使用 UVC 設定 ConfigFS 功能。適用對象 詳情請參閱 ConfigFS UVC 的上游 Linux 說明文件 小工具 ABI。

以下範例說明廠商 init 如何設定 UVC 小工具驅動程式 (Android 開放原始碼計畫的程式碼片段)：

# uvc function
   mkdir /configfs_path/functions/uvc.0
   write /configfs_path/functions/uvc.0/function_name "Android Webcam"
   write /configfs_path/functions/uvc.0/streaming_maxpacket 3072
   # setup control params
   mkdir /configfs_path/functions/uvc.0/control/header/h
   symlink /configfs_path/functions/uvc.0/control/header/h \
                /configfs_path/functions/uvc.0/control/class/fs/h
   symlink /configfs_path/functions/uvc.0/control/header/h \
                /configfs_path/functions/uvc.0/control/class/ss/h
   # advertise 1080p resolution for webcam encoded as mjpeg
   mkdir /configfs_path/functions/uvc.0/streaming/mjpeg/m/1080p
   write /configfs_path/functions/uvc.0/streaming/mjpeg/m/1080p/wHeight 1080
   write /configfs_path/functions/uvc.0/streaming/mjpeg/m/1080p/wWidth 1920
   write /configfs_path/functions/uvc.0/streaming/mjpeg/m/1080p/dwMaxVideoFrameBufferSize 4147200
   # advertise 30 fps support for 1080p.
   write /configfs_path/functions/uvc.0/streaming/mjpeg/m/1080p/dwDefaultFrameInterval 333333
   write /configfs_path/functions/uvc.0/streaming/mjpeg/m/1080p/dwFrameInterval "333333"
   # setup streaming params
   mkdir /configfs_path/functions/uvc.0/streaming/header/h
   symlink /configfs_path/functions/uvc.0/streaming/mjpeg/m \
                /configfs_path/functions/uvc.0/streaming/header/h/m
   symlink /configfs_path/functions/uvc.0/streaming/header/h \
                /configfs_path/functions/uvc.0/streaming/class/fs/h
   symlink /configfs_path/functions/uvc.0/streaming/header/h \
                /configfs_path/functions/uvc.0/streaming/class/hs/h
   symlink /configfs_path/functions/uvc.0/streaming/header/h \
                /config/usb_gadget/g1/functions/uvc.0/streaming/class/ss/h
   # ...

這段程式碼會設定 UVC 小工具驅動程式，通告 1080p MJPEG 串流 30 fps。這些功能會在查詢時提供給 USB 主機 支援的解析度和畫面更新率

以下是選擇網路攝影機設定的通用指南 廣告：

  • DeviceAsWebcam 服務支援的兩種串流格式為 MJPEG 和 未壓縮的 YUYV
  • USB 2.0 支援 480 Mbps (60 MB) 的資料傳輸方式。這個 表示每個影格的大小上限為 30 fps，且大小上限為 2 MB； 且影格速率為 60 fps，大小上限為 1 MB
    • 未壓縮串流 (YUYV)：能以 30 fps 播放，達到支援的影格上限 因為 YUYV 是每像素 2 位元組 720p
    • 經過壓縮的 MJPEG 串流：假設 YUV 的壓縮比為 1:10 USB 2.0 可支援 4K (每影格 1.18 MB)。
  • 主要前置與後置鏡頭裝置必須支援 這是因為使用者可以使用 預覽使用者介面針對 MJPEG 串流，我們建議供應商通告 480p (640 x) 480)、720p (1280 x 820) 和 1080p (1920 x 1080) 的影格大小，因為這些畫面大小 代管應用程式常用的大小
  • 主要前置與後置鏡頭裝置必須支援 廣告。強烈建議供應商支援 30 fps。

如需新增網路攝影機串流設定 (ConfigFS) 的範例，請參閱 Android 開放原始碼計畫範例修補程式。

在版本中啟用網路攝影機

如要啟用 DeviceAsWebcam 服務，請設定 ro.usb.uvc.enabled 套用至 device.mk 檔案中的 true。

# Enable UVC support
PRODUCT_VENDOR_PROPERTIES += \
    ro.usb.uvc.enabled=true

啟用這項系統資源後，「網路攝影機」選項會顯示在 USB 偏好設定底下的「設定」應用程式 (如圖 3 所示)。如果選項是 選取後，Android 裝置會顯示為 USB 網路攝影機，連至主機裝置。

圖 3. 「設定」應用程式中的 USB 偏好設定。

您也可以使用 ADB 在裝置上設定 USB 網路攝影機功能。 指令：

adb shell svc usb setFunctions uvc

考量電力和熱力疑慮

網路攝影機操作意味著裝置攝影機可能在多個同時開啟 所以建議您採取措施來確保 裝置的溫度和熱力仍低於特定限制 以下建議解決方案能避免耗電量受到限制：

  • 如要獲得更優異的相機 HAL 效能，請啟用 DeviceAsWebcam 服務中的 STREAM_USE_CASE_VIDEO_CALL。

  • 如果啟用 STREAM_USE_CASE_VIDEO_CALL 後仍有疑慮， DeviceAsWebcam 服務提供進一步降低耗電量的選項 減少資源用量別擔心！您可以使用 執行階段資源疊加層 (RRO)，用於指定要用於 相關單位會如何運用資料，並讓他們覺得自己 獲得充分告知，且能夠針對該使用方式表示同意實體直播畫面大幅降低影片畫質，導致 使用者體驗不佳，建議僅在不得已時才使用這項解決方案。正在最佳化 建議使用 STREAM_USE_CASE_VIDEO_CALL 做為電源 疑慮。如要進一步瞭解 DeviceAsWebcam 支援的 RRO 架構，請參閱相關文章 服務，請參閱 readme.md。

    以下範例說明如何透過 RRO 設定使用實體相機 ID 3 而不是邏輯 ID 0如需 Android 開放原始碼計畫範例，請參閱 DeviceAsWebcamRaven。

    // For logical camera id 0 - use physical camera id 3
{"0": {"3" : "UW"}}

驗證

如要在裝置上測試 DeviceAsWebcam 服務的實作情形，請使用 下列測試：

  • CTS 驗證器測試網路攝影機：可測試特定格式、大小和 裝置支援影格速率。
  • 手動測試：測試網路攝影機功能能否搭配各種主機應用程式運作 以及各種主機作業系統上

已知問題

以下是 DeviceAsWebcam 服務的已知問題：