摄像头概述

Qt 多媒体 API 提供了一些与摄像头相关类的支持，使您可以从移动设备的摄像头或网络摄像头访问图像和视频。对于常见的任务，提供既有 C++ 也提供 QML API。

摄像头特性

为了使用摄像头类，需要快速了解摄像头的工作方式。如果您已经熟悉此内容，请跳到摄像头实现细节。要了解摄像头如何工作的更详细解释，请观看下面的 YouTube 视频。

镜头组件

镜头组件（一个或多个镜头，用于将光线聚焦到传感器上）位于相机组件的一端。有时可以将镜头移动以调整诸如焦点和缩放之类的参数。镜头也可能被固定在平衡焦点和成本的良好安排中。

一些镜头组件可以自动调整，使不同距离的物体保持清晰。通常是通过测量画面中特定区域的清晰度，然后调整镜头组件以找到峰值清晰度。在某些情况下，相机将始终使用画面的中心进行此操作。在其他情况下，相机还可以允许指定目标焦点区域。此功能的例子包括

• 脸部缩放：使用计算机视觉检测并利用一个或多个面作为目标。
• 触摸缩放：允许用户通过预览屏幕手动选择区域。

传感器

光线到达传感器后，被转换为数字像素。这个过程可能取决于许多因素，但最终归结为两个关键因素

• 转换允许的最长时间。也称为曝光时间。
• 光线的亮度。

转换允许的时间越长，生成的图像质量越好。使用闪光灯可以帮助更多光线击中传感器，使其可以更快速地转换像素，因此在相同的时间内提供更好的质量。相反，允许更长的转换时间可以让您在较暗的环境中拍照，只要相机保持稳定。如果在传感器记录时相机移动，生成的图像将是模糊的。

图像处理

图像被传感器捕获后，相机固件对它执行各种图像处理任务，以补偿传感器特性、当前光线和所需图像属性。更快的传感器像素转换时间可能会导致数字噪声，因此可以根据摄像头传感器的设置执行一定量的图像处理，以消除噪声。

在此时，图像的颜色也可以调整，以补偿不同的光源 - 荧光灯和阳光给同一个物体带来非常不同的外观，因此可以根据图片的白平衡进行调整（由于光源颜色的不同）。

此阶段还可以执行一些"特殊效果"。可以生成黑白色、棕褐色或“负片”风格的图像。

记录永恒

最后，一旦创建出完美聚焦、曝光和处理的图像，就可以将其用于实际用途。相机图像可以由应用程序代码进一步处理（例如，检测条形码，或拼接全景图像），或保存为常见的格式如JPEG，或用于创建电影。许多这些任务都有相应的类来辅助。

相机实现细节

检测和选择相机

在使用相机API之前，您应该检查运行时是否可用相机。如果没有相机可用，您可以禁用它应用中的相关功能。下面是如何使用以下示例中的QMediaDevices::videoInputs()函数进行此检查的C++代码：

bool checkCameraAvailability()
{
    if (QMediaDevices::videoInputs().count() > 0)
        return true;
    else
        return false;
}

使用C++中的QCamera类或QML中的Camera类型来访问相机。

当有多个相机可用时，您可以指定使用哪一个。

在C++中

const QList<QCameraDevice> cameras = QMediaDevices::videoInputs();
for (const QCameraDevice &cameraDevice : cameras) {
    if (cameraDevice.description() == "mycamera")
        camera = new QCamera(cameraDevice);
}

在QML中，您可以通过设置Camera::cameraDevice属性来选择相机。您也可以根据相机在系统中的物理位置而不是相机信息来选择相机。这在移动设备上很有用，因为它们通常有前置和后置摄像头。

在C++中

camera = new QCamera(QCameraDevice::FrontFace);

在QML中，您可以通过设置MediaDevices.videoInputs来设置Camera cameraDevice属性。可用相机可以通过MediaDevices.videoInputs检索。

在QML中

Camera {
    position: Camera.FrontFace
}

如果未指定QCameraDevice和位置，将使用默认相机。在桌面平台上，默认相机由用户在系统设置中设置。在移动设备上，通常是背对面的摄像头。您可以使用QMediaDevices::defaultVideoInput()或QML中的MediaDevices.defaultVideoInput来获取默认相机。

预览

尽管不是强制性的，但通常很有用能够看到相机所指向的内容。这被称为预览。

根据您是使用QML还是C++，您可以使用多种方法来完成此操作。在QML中，您可以使用Camera和videoOutput一起来监控捕获会话。

Item {
    VideoOutput {
        id: output
        anchors.fill: parent
    }
    CaptureSession {
        videoOutput: output

        Camera {
            // You can adjust various settings in here
        }
    }
}

在C++中，您的选择取决于您是否使用小部件，还是QGraphicsView。在widget的情况下，使用QVideoWidget类，而对于QGraphicsView，可以用QGraphicsVideoItem。

QMediaCaptureSession captureSession;
camera = new QCamera;
captureSession.setCamera(camera);
viewfinder = new QVideoWidget;
captureSession.setVideoOutput(viewfinder);
viewfinder->show();

camera->start(); // to start the camera

对于高级使用（例如，处理预览帧以便检测对象或模式），您还可以使用自己的QVideoSink，并将其设置为QMediaCaptureSession的视频输出。在这种情况下，您需要通过处理从videoFrameChanged()信号接收到的数据来自渲染预览图像。

QMediaCaptureSession captureSession;
camera = new QCamera;
captureSession.setCamera(camera);
mySink = new QVideoSink;
captureSession.setVideoOutput(mySink);

camera->start();
// MyVideoSink::setVideoFrame(..) will be called with video frames

在移动设备上，预览图像默认为与设备相同的方向。因此，当用户旋转设备时，预览图像将在竖直和横幅模式之间切换。开始录制后，方向将被锁定。为了避免差的用户体验，在录制时还应锁定应用程序用户界面的方向。这可以通过使用contentOrientation属性QWindow来实现。

静止图像

在设置取景器和找到有摄影价值的东西后，为了捕获图像，我们需要初始化一个新的QImageCapture对象。然后，需要启动相机并捕获图像。

QMediaCaptureSession captureSession;
camera = new QCamera;
captureSession.setCamera(camera);
imageCapture = new QImageCapture;
captureSession.setImageCapture(imageCapture);

camera->start(); // Viewfinder frames start flowing

//on shutter button pressed
imageCapture->capture();

电影

我们之前看到了允许捕获静态图像的代码。录制视频需要使用QMediaRecorder对象。

要录制视频，我们像之前一样创建一个相机对象，但这次不仅创建了取景器，我们还初始化了一个媒体录制对象。

QMediaCaptureSession captureSession;
camera = new QCamera;
captureSession.setCamera(camera);
recorder = new QMediaRecorder(camera);
captureSession.setRecorder(recorder);

camera->start();

// setup output format for the recorder
QMediaFormat format(QMediaFormat::MPEG4);
format.setVideoCodec(QMediaRecorder::VideoCodec::H264);
format.setAudioCodec(QMediaRecorder::AudioCodec::MP3);
recorder->setMediaFormat(settings);

//on shutter button pressed
recorder->record();

// sometime later, or on another press
recorder->stop();

QMediaRecorder的信号可以连接到槽以响应编码过程状态的更改或错误事件。调用QMediaRecorder::record()时开始录制。这会导致发出recorderStateChanged()信号。录制由QMediaRecorder的record()、stop()和pause()槽控制。

控制图像处理流程

现在我们已介绍捕获图像和电影的基础知识，有许多方法可以控制图像处理流程以实现一些有趣的技巧。如前所述，多个物理和电子元件组合起来以确定最终图像，您可以使用不同的类来控制它们。

焦点和缩放

QCamera允许您通过FocusMode枚举来设置一般的焦点策略。FocusMode处理QCamera::FocusModeAuto和QCamera::FocusModeInfinity等设置。

对于支持它的相机硬件，QCamera::FocusModeAutoNear允许对接近传感器的物体进行成像。这在条形码识别或名片扫描等应用程序中很有用。

除了焦点外，QCamera还允许您使用setZoomFactor()或zoomTo()控制任何可用的缩放功能。可用的缩放范围可能有限，或完全固定为1:1。可以使用minimumZoomFactor()和maximumZoomFactor()检查允许的缩放范围。

曝光、快门速度和闪光灯

有许多设置会影响击中相机传感器光线量，从而影响产生的图像质量。

自动拍摄的主要设置是曝光模式exposure mode和闪光灯模式flash mode。其他几个设置（如：ISO设置和曝光时间）通常自动管理，但也可以根据需要覆盖。

最后，您可以使用此类控制闪光灯硬件（如果有的话）。在某些情况下，该硬件也可能用作手电筒。

图像处理

QCamera类允许您调整流程中图像处理的部分。这些设置包括：

• 白平衡 (也称为色温)

大多数相机都支持自动设置这些所有选项，因此除非用户想要特定的设置，否则您不需要调整它们。

取消异步操作

各种操作，如图像捕捉和自动对焦，是异步进行的。只要相机支持，通常可以在启动新操作时取消这些操作。

示例

有C++和QML示例可供参考。

C++ 示例

QML 示例

参考文档

C++ 类

QML 类型