HarmonyOS NEXT实战：“相机分段式拍照”性能提升实践

2024-08-31 02:20
文章标签 实战 实践 性能 分段 提升 相机 拍照 next harmonyos

本文主要是介绍HarmonyOS NEXT实战：“相机分段式拍照”性能提升实践，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

概述

相机拍照性能依赖算法处理的速度，而处理效果依赖算法的复杂度，算法复杂度越高的情况下会导致处理时间就越长。目前系统相机开发有两种相机拍照方案，分别是相机分段式拍照和相机单段式拍照：

  • 分段式拍照是系统相机开发的重要功能之一，即相机拍照可输出低质量图用作缩略图，提升用户感知拍照速度，同时使用高质量图保证最后的成图质量达到系统相机的水平，构筑相机性能竞争力。这样可以优化系统的拍照响应时延，从而提升用户的体验。
  • 单段式拍照是在拍照过程中通过多帧融合以及多个底层算法仅会返回一张高质量图片，这样导致Shot2See（Shot2See指的是从用户点击拍照控件到在缩略图显示区域显示缩略图）完成时延比较长。

分段式拍照和单段式拍照返回的图片在全质量图的情况下图片质量是一致的，但是在低质量的情况下单段式拍照的图片质量要优于分段式拍照。如果开发者考虑Shot2See的完成时延以及获取全质量图，建议使用分段式拍照，否则的话，建议使用单段式拍照。 本篇文章主要以相机Shot2See场景为例，来展示分段式拍照Shot2See的完成时延要低于单段式拍照。

分段式拍照流程示意图

camera-subsection-mode-image

效果展示

如下效果图所示，单段式拍照从点击拍照控件到在缩略图显示区域显示缩略图的耗时比分段式拍照的时间长。

单段式拍照效果图分段式拍照效果图

camera-single-stage-mode-video

camera-subsection-mode-video

性能对比分析方式

代码静态校验：在相机类应用中，如果使用单段式拍照，拍照过程中该场景下仅会返回一张图片，将图片用作Shot2See后的缩略图则会导致Shot2See完成时延比较长。

动态校验：开发者可以通过DevEco Studio中的Profiler工具去抓取Trace，获取到Trace之后，根据PhotoOutputNapi::Capture和OnBufferAvailable找到对应的Trace Marker，通过两者之间的时间段来分析耗时，通过Trace可以查看，单段式拍照的时长超过1s，而分段式拍照的时长为743.1ms。

单段式拍照性能数据如下图所示:

分段式拍照耗时数据如下图所示：

性能对比分析表：

拍照实现方式耗时(局限不同设备和场景，数据仅供参考)
单段式拍照2.1s
分段式拍照741.3ms

优化思路：在需要加快Shot2See完成时延的场景下，使用相机框架开发的分段式拍照方案，加快第一段照片生成的速度。

场景示例

下面以应用中相机Shot2See场景为例，通过单段式拍照和分段式拍照的性能功耗对比，来展示两者的性能差异。

单段式拍照：

单段式拍照使用了on(type:'photoAvailable',callback:AsyncCallback):void接口注册了全质量图的监听，默认不使能分段式拍照。具体操作步骤如下所示：

  1. 相机媒体数据写入XComponent组件中，用来显示图像效果。具体代码如下所示：

    XComponent({id: 'componentId',type: 'surface',controller: this.mXComponentController
}).onLoad(async () => {Logger.info(TAG, 'onLoad is called');this.surfaceId = this.mXComponentController.getXComponentSurfaceId();GlobalContext.get().setObject('cameraDeviceIndex', this.defaultCameraDeviceIndex);GlobalContext.get().setObject('xComponentSurfaceId', this.surfaceId);let surfaceRect: SurfaceRect = {surfaceWidth: Constants.X_COMPONENT_SURFACE_HEIGHT, surfaceHeight: Constants.X_COMPONENT_SURFACE_WIDTH};this.mXComponentController.setXComponentSurfaceRect(surfaceRect);Logger.info(TAG, `onLoad surfaceId: ${this.surfaceId}`);await CameraService.initCamera(this.surfaceId, this.defaultCameraDeviceIndex);})

  2. initCamera函数完成一个相机生命周期初始化的过程。

  • 首先通过getCameraManager来获取CameraMananger相机管理器类。

  • 调用getSupportedCameras和getSupportedOutputCapability方法来获取支持的camera设备以及设备能力集。

  • 调用createPreviewOutput和createPhotoOutput方法来创建预览输出和拍照输出对象。

  • 使用CameraInput的open方法来打开相机输入，通过onCameraStatusChange函数来创建CameraManager注册回调。

  • 最后调用sessionFlowFn函数创建并开启Session。具体代码如下所示：

    async initCamera(surfaceId: string, cameraDeviceIndex: number): Promise<void> {Logger.info(TAG, `initCamera cameraDeviceIndex: ${cameraDeviceIndex}`);this.photoMode = AppStorage.get('photoMode')if (!this.photoMode) {return;}try {await this.releaseCamera();// 获取相机管理器实例this.cameraManager = this.getCameraManagerFn();if (this.cameraManager === undefined) {Logger.error(TAG, 'cameraManager is undefined');return;}// 获取支持指定的相机设备对象this.cameras = this.getSupportedCamerasFn(this.cameraManager);if (this.cameras.length < 1 || this.cameras.length < cameraDeviceIndex + 1) {return;}this.curCameraDevice = this.cameras[cameraDeviceIndex];let isSupported = this.isSupportedSceneMode(this.cameraManager, this.curCameraDevice);if (!isSupported) {Logger.error(TAG, 'The current scene mode is not supported.');return;}let cameraOutputCapability =this.cameraManager.getSupportedOutputCapability(this.curCameraDevice, this.curSceneMode);let previewProfile = this.getPreviewProfile(cameraOutputCapability);if (previewProfile === undefined) {Logger.error(TAG, 'The resolution of the current preview stream is not supported.');return;}this.previewProfileObj = previewProfile;// 创建previewOutput输出对象this.previewOutput = this.createPreviewOutputFn(this.cameraManager, this.previewProfileObj, surfaceId);if (this.previewOutput === undefined) {Logger.error(TAG, 'Failed to create the preview stream.');return;}// 监听预览事件this.previewOutputCallBack(this.previewOutput);let photoProfile = this.getPhotoProfile(cameraOutputCapability);if (photoProfile === undefined) {Logger.error(TAG, 'The resolution of the current photo stream is not supported.');return;}this.photoProfileObj = photoProfile;// 创建photoOutPut输出对象this.photoOutput = this.createPhotoOutputFn(this.cameraManager, this.photoProfileObj);if (this.photoOutput === undefined) {Logger.error(TAG, 'Failed to create the photo stream.');return;}// 创建cameraInput输出对象this.cameraInput = this.createCameraInputFn(this.cameraManager, this.curCameraDevice);if (this.cameraInput === undefined) {Logger.error(TAG, 'Failed to create the camera input.');return;}// 打开相机let isOpenSuccess = await this.cameraInputOpenFn(this.cameraInput);if (!isOpenSuccess) {Logger.error(TAG, 'Failed to open the camera.');return;}// 镜头状态回调this.onCameraStatusChange(this.cameraManager);// 监听CameraInput的错误事件this.onCameraInputChange(this.cameraInput, this.curCameraDevice);// 会话流程await this.sessionFlowFn(this.cameraManager, this.cameraInput, this.previewOutput, this.photoOutput);} catch (error) {let err = error as BusinessError;Logger.error(TAG, `initCamera fail: ${err.code}`);}
}

  1. 确定拍照输出流。通过CameraOutputCapability类中的photoProfiles属性，可获取当前设备支持的拍照输出流，通过cameraManager.createPhotoOutput方法创建拍照输出流。

    createPhotoOutputFn(cameraManager: camera.CameraManager,photoProfileObj: camera.Profile): camera.PhotoOutput | undefined {let photoOutput: camera.PhotoOutput | undefined = undefined;try {photoOutput = cameraManager.createPhotoOutput(photoProfileObj);Logger.info(TAG, `createPhotoOutputFn success: ${photoOutput}`);} catch (error) {let err = error as BusinessError;Logger.error(TAG, `createPhotoOutputFn failed: ${err.code}`);}return photoOutput;
}

  2. 触发拍照。通过photoOutput类的capture方法，执行拍照任务。该方法有两个参数，第一个参数为拍照设置参数的setting，setting中可以设置照片的质量和旋转角度，第二参数为回调函数。具体代码如下所示：

    async takePicture(): Promise<void> {Logger.info(TAG, 'takePicture start');let cameraDeviceIndex = GlobalContext.get().getT<number>('cameraDeviceIndex');let photoSettings: camera.PhotoCaptureSetting = {quality: camera.QualityLevel.QUALITY_LEVEL_HIGH,mirror: cameraDeviceIndex ? true : false};await this.photoOutput?.capture(photoSettings);Logger.info(TAG, 'takePicture end');
}

  3. 设置拍照photoAvailable的回调来获取Photo对象，点击拍照按钮，触发此回调函数，调用getComponent方法根据图像的组件类型从图像中获取组件缓存ArrayBuffer，使用createImageSource方法来创建图片源实例，最后通过createPixelMap获取PixelMap对象。注意:如果已经注册了photoAssetAvailable回调，并且在Session开始之后又注册了photoAvailable回调，会导致流被重启。不建议开发者同时注册photoAvailable和photoAssetAvailable。

    photoOutput.on('photoAvailable', (err: BusinessError, photo: camera.Photo) => {Logger.info(TAG, 'photoAvailable begin');if (photo === undefined) {Logger.error(TAG, 'photo is undefined');return;}let imageObj: image.Image = photo.main;imageObj.getComponent(image.ComponentType.JPEG, (err: BusinessError, component: image.Component) => {Logger.info(TAG, `getComponent start`);if (component === undefined) {Logger.error(TAG, 'getComponent failed');return;}let buffer: ArrayBuffer = component.byteBuffer;let imageSource: image.ImageSource = image.createImageSource(buffer);imageSource.createPixelMap((err: BusinessError, pixelMap: image.PixelMap) => {if (!pixelMap) {return;}this.handleImageInfo(pixelMap);})})
})

    以上代码中执行handleImageInfo函数来对PixelMap进行全局存储并跳转到预览页面。具体代码如下所示：

    handleSavePicture = (imageInfo: photoAccessHelper.PhotoAsset | image.PixelMap): void => {Logger.info(TAG, 'handleSavePicture');this.setImageInfo(imageInfo);AppStorage.set<boolean>('isOpenEditPage', true);Logger.info(TAG, 'setImageInfo end');
}setImageInfo(imageInfo: photoAccessHelper.PhotoAsset | image.PixelMap): void {Logger.info(TAG, 'setImageInfo');GlobalContext.get().setObject('imageInfo', imageInfo);
}

  4. 进入到预览界面，通过GlobalContext.get().getT<image.PixelMap>('imageInfo')方法获取PixelMap信息，并通过Image组件进行渲染显示。

    this.curPixelMap = GlobalContext.get().getT<image.PixelMap>('imageInfo');Image(this.curPixelMap).objectFit(ImageFit.Contain).width(Constants.FULL_PERCENT).height(Constants.EIGHTY_PERCENT)

分段式拍照：

分段式拍照是应用下发拍照任务后，系统将分多阶段上报不同质量的图片。在第一阶段，系统快速上报低质量图，应用通过on(type:'photoAssetAvailable',callback:AsyncCallback):void接口会收到一个PhotoAsset对象，通过该对象可调用媒体库接口，读取图片或落盘图片。在第二阶段，分段式子服务会根据系统压力以及定制化场景进行调度，将后处理好的原图回传给媒体库，替换低质量图。具体操作步骤如下所示：

由于分段是拍照和单段式拍照步骤1-步骤4相同，就不再进行赘述。

  1. 设置拍照photoAssetAvailable的回调来获取photoAsset，点击拍照按钮，触发此回调函数，然后执行handlePhotoAssetCb函数来完成photoAsset全局的存储并跳转到预览页面。注意:如果已经注册了photoAssetAvailable回调，并且在Session开始之后又注册了photoAvailable回调，会导致流被重启。不建议开发者同时注册photoAvailable和photoAssetAvailable。

    photoOutput.on('photoAssetAvailable', (err: BusinessError, photoAsset: photoAccessHelper.PhotoAsset) => {Logger.info(TAG, 'photoAssetAvailable begin');if (photoAsset === undefined) {Logger.error(TAG, 'photoAsset is undefined');return;}this.handlePhotoAssetCb(photoAsset);
});

    以上代码中执行handleImageInfo函数来对photoAsset进行全局存储并跳转到预览页面。具体代码如下所示：

    handleSavePicture = (imageInfo: photoAccessHelper.PhotoAsset | image.PixelMap): void => {Logger.info(TAG, 'handleSavePicture');this.setImageInfo(imageInfo);AppStorage.set<boolean>('isOpenEditPage', true);Logger.info(TAG, 'setImageInfo end');
}setImageInfo(imageInfo: photoAccessHelper.PhotoAsset | image.PixelMap): void {Logger.info(TAG, 'setImageInfo');GlobalContext.get().setObject('imageInfo', imageInfo);
}

  2. 进入预览界面通过GlobalContext.get().getT<image.PixelMap>('imageInfo')方法获取PhotoAsset信息，执行requestImage函数中的photoAccessHelper.MediaAssetManager.requestImageData方法根据不同的策略模式，请求图片资源数据，这里的请求策略为均衡模式BALANCE_MODE， 最后分段式子服务会根据系统压力以及定制化场景进行调度，将后处理好的原图回传给媒体库来替换低质量图。具体代码如下所示：

    photoBufferCallback: (arrayBuffer: ArrayBuffer) => void = (arrayBuffer: ArrayBuffer) => {Logger.info(TAG, 'photoBufferCallback is called');let imageSource = image.createImageSource(arrayBuffer);imageSource.createPixelMap((err: BusinessError, data: image.PixelMap) => {Logger.info(TAG, 'createPixelMap is called');this.curPixelMap = data;});
};requestImage(requestImageParams: RequestImageParams): void {try {class MediaDataHandler implements photoAccessHelper.MediaAssetDataHandler<ArrayBuffer> {onDataPrepared(data: ArrayBuffer, map: Map<string, string>): void {Logger.info(TAG, 'onDataPrepared begin');Logger.info(TAG, `onDataPrepared quality: ${map['quality']}`);requestImageParams.callback(data);Logger.info(TAG, 'onDataPrepared end');}};let requestOptions: photoAccessHelper.RequestOptions = {deliveryMode: photoAccessHelper.DeliveryMode.BALANCE_MODE,};const handler = new MediaDataHandler();photoAccessHelper.MediaAssetManager.requestImageData(requestImageParams.context, requestImageParams.photoAsset,requestOptions, handler);} catch (error) {Logger.error(TAG, `Failed in requestImage, error code: ${error.code}`);}
}aboutToAppear() {Logger.info(TAG, 'aboutToAppear begin');if (this.photoMode === Constants.SUBSECTION_MODE) {let curPhotoAsset = GlobalContext.get().getT<photoAccessHelper.PhotoAsset>('imageInfo');this.photoUri = curPhotoAsset.uri;let requestImageParams: RequestImageParams = {context: getContext(),photoAsset: curPhotoAsset,callback: this.photoBufferCallback};this.requestImage(requestImageParams);Logger.info(TAG, `aboutToAppear photoUri: ${this.photoUri}`);} else if (this.photoMode === Constants.SINGLE_STAGE_MODE) {this.curPixelMap = GlobalContext.get().getT<image.PixelMap>('imageInfo');}
}

  3. 将步骤6获取的PixelMap对象数据通过Image组件进行渲染显示。

    Image(this.curPixelMap).objectFit(ImageFit.Contain).width(Constants.FULL_PERCENT).height(Constants.EIGHTY_PERCENT)

总结

通过分段式拍照，确保低质量图可接受的基础上，加快了Shot2See的完成时延，同时第二段保证了高质量照片不损失图片效果，达到与系统相机一致的拍照质量。

最后

小编在之前的鸿蒙系统扫盲中，有很多朋友给我留言，不同的角度的问了一些问题，我明显感觉到一点，那就是许多人参与鸿蒙开发，但是又不知道从哪里下手，因为资料太多，太杂，教授的人也多，无从选择。有很多小伙伴不知道学习哪些鸿蒙开发技术？不知道需要重点掌握哪些鸿蒙应用开发知识点？而且学习时频繁踩坑，最终浪费大量时间。所以有一份实用的鸿蒙（HarmonyOS NEXT）文档用来跟着学习是非常有必要的。 

为了确保高效学习，建议规划清晰的学习路线，涵盖以下关键阶段：

希望这一份鸿蒙学习文档能够给大家带来帮助~

 鸿蒙（HarmonyOS NEXT）最新学习路线

​

该路线图包含基础技能、就业必备技能、多媒体技术、六大电商APP、进阶高级技能、实战就业级设备开发，不仅补充了华为官网未涉及的解决方案

路线图适合人群：

IT开发人员：想要拓展职业边界
零基础小白：鸿蒙爱好者，希望从0到1学习，增加一项技能。
技术提升/进阶跳槽：发展瓶颈期，提升职场竞争力，快速掌握鸿蒙技术

2.视频教程+学习PDF文档

（鸿蒙语法ArkTS、TypeScript、ArkUI教程……）

 纯血版鸿蒙全套学习文档（面试、文档、全套视频等）

                   

鸿蒙APP开发必备

​​

总结

参与鸿蒙开发，你要先认清适合你的方向，如果是想从事鸿蒙应用开发方向的话，可以参考本文的学习路径，简单来说就是：为了确保高效学习，建议规划清晰的学习路线

这篇关于HarmonyOS NEXT实战：“相机分段式拍照”性能提升实践的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/1122618。

相关文章

防止Linux rm命令误操作的多场景防护方案与实践

防止Linux rm命令误操作的多场景防护方案与实践

《防止Linuxrm命令误操作的多场景防护方案与实践》在Linux系统中,rm命令是删除文件和目录的高效工具,但一旦误操作,如执行rm-rf/或rm-rf/*,极易导致系统数据灾难,本文针对不同场景... 目录引言理解 rm 命令及误操作风险rm 命令基础常见误操作案例防护方案使用 rm编程 别名及安全删除
阅读更多...
使用Python批量将.ncm格式的音频文件转换为.mp3格式的实战详解

使用Python批量将.ncm格式的音频文件转换为.mp3格式的实战详解

《使用Python批量将.ncm格式的音频文件转换为.mp3格式的实战详解》本文详细介绍了如何使用Python通过ncmdump工具批量将.ncm音频转换为.mp3的步骤,包括安装、配置ffmpeg环... 目录1. 前言2. 安装 ncmdump3. 实现 .ncm 转 .mp34. 执行过程5. 执行结
阅读更多...
C++统计函数执行时间的最佳实践

C++统计函数执行时间的最佳实践

《C++统计函数执行时间的最佳实践》在软件开发过程中,性能分析是优化程序的重要环节,了解函数的执行时间分布对于识别性能瓶颈至关重要,本文将分享一个C++函数执行时间统计工具,希望对大家有所帮助... 目录前言工具特性核心设计1. 数据结构设计2. 单例模式管理器3. RAII自动计时使用方法基本用法高级用法
阅读更多...
PHP应用中处理限流和API节流的最佳实践

PHP应用中处理限流和API节流的最佳实践

《PHP应用中处理限流和API节流的最佳实践》限流和API节流对于确保Web应用程序的可靠性、安全性和可扩展性至关重要,本文将详细介绍PHP应用中处理限流和API节流的最佳实践,下面就来和小编一起学习... 目录限流的重要性在 php 中实施限流的最佳实践使用集中式存储进行状态管理（如 Redis）采用滑动
阅读更多...
SpringBoot 多环境开发实战(从配置、管理与控制)

SpringBoot 多环境开发实战(从配置、管理与控制)

《SpringBoot多环境开发实战(从配置、管理与控制)》本文详解SpringBoot多环境配置,涵盖单文件YAML、多文件模式、MavenProfile分组及激活策略,通过优先级控制灵活切换环境... 目录一、多环境开发基础（单文件 YAML 版）（一）配置原理与优势（二）实操示例二、多环境开发多文件版
阅读更多...
ShardingProxy读写分离之原理、配置与实践过程

ShardingProxy读写分离之原理、配置与实践过程

《ShardingProxy读写分离之原理、配置与实践过程》ShardingProxy是ApacheShardingSphere的数据库中间件,通过三层架构实现读写分离,解决高并发场景下数据库性能瓶... 目录一、ShardingProxy技术定位与读写分离核心价值1.1 技术定位1.2 读写分离核心价值二
阅读更多...
Three.js构建一个 3D 商品展示空间完整实战项目

Three.js构建一个 3D 商品展示空间完整实战项目

《Three.js构建一个3D商品展示空间完整实战项目》Three.js是一个强大的JavaScript库,专用于在Web浏览器中创建3D图形,：本文主要介绍Three.js构建一个3D商品展... 目录引言项目核心技术1. 项目架构与资源组织2. 多模型切换、交互热点绑定3. 移动端适配与帧率优化4. 可
阅读更多...
深入浅出Spring中的@Autowired自动注入的工作原理及实践应用

深入浅出Spring中的@Autowired自动注入的工作原理及实践应用

《深入浅出Spring中的@Autowired自动注入的工作原理及实践应用》在Spring框架的学习旅程中,@Autowired无疑是一个高频出现却又让初学者头疼的注解,它看似简单,却蕴含着Sprin... 目录深入浅出Spring中的@Autowired：自动注入的奥秘什么是依赖注入？@Autowired
阅读更多...
MySQL分库分表的实践示例

MySQL分库分表的实践示例

《MySQL分库分表的实践示例》MySQL分库分表适用于数据量大或并发压力高的场景,核心技术包括水平/垂直分片和分库,需应对分布式事务、跨库查询等挑战,通过中间件和解决方案实现,最佳实践为合理策略、备... 目录一、分库分表的触发条件1.1 数据量阈值1.2 并发压力二、分库分表的核心技术模块2.1 水平分
阅读更多...
从原理到实战解析Java Stream 的并行流性能优化

从原理到实战解析Java Stream 的并行流性能优化

《从原理到实战解析JavaStream的并行流性能优化》本文给大家介绍JavaStream的并行流性能优化：从原理到实战的全攻略,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的... 目录一、并行流的核心原理与适用场景二、性能优化的核心策略1. 合理设置并行度：打破默认阈值2. 避免装箱
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2