【代码解析】opencv 安卓 SDK sample - 1 - HDR image

很久没有写安卓了，复习复习。用的是官方案例，详见opencv-Android-sdk

包

java 复制代码

// 定义包名，表示该类的组织路径
package org.opencv.samples.tutorial1;

// 导入所需的OpenCV和Android类库
import org.opencv.android.CameraActivity;  // OpenCV相机活动基类
import org.opencv.android.CameraBridgeViewBase.CvCameraViewFrame;  // 相机帧数据
import org.opencv.android.OpenCVLoader;  // OpenCV加载器
import org.opencv.core.Mat;  // OpenCV矩阵类，用于存储图像数据
import org.opencv.android.CameraBridgeViewBase;  // 相机视图基类
import org.opencv.android.CameraBridgeViewBase.CvCameraViewListener2;  // 相机监听接口
import org.opencv.android.Utils;  // OpenCV工具类
import org.opencv.core.Core;  // OpenCV核心功能
import org.opencv.imgproc.Imgproc;  // 图像处理模块
import org.opencv.photo.Photo;  // 照片处理模块
import org.opencv.core.*;  // OpenCV核心模块

// 导入Android相关类库
import android.os.Bundle;  // 用于保存Activity状态
import android.util.Log;  // 日志工具
import android.view.SurfaceView;  // 表面视图
import android.view.WindowManager;  // 窗口管理
import android.widget.Toast;  // 提示消息
import android.widget.Button;  // 按钮控件
import android.view.View;  // 视图基类
import android.os.Environment;  // 环境信息
import android.graphics.Bitmap;  // 位图类

// 导入Java工具类
import java.util.Collections;  // 集合工具
import java.util.ArrayList;  // 动态数组
import java.util.List;  // 列表接口
import java.io.File;  // 文件类
import java.io.FileOutputStream;  // 文件输出流
import java.text.SimpleDateFormat;  // 日期格式化
import java.util.Date;  // 日期类

Tutorial1Activity 类

定义

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public class Tutorial1Activity extends CameraActivity implements CvCameraViewListener2

继承自 CameraActivity ( 是Activity 基类，它封装了对摄像头的基本处理逻辑，比如打开摄像头、获取帧数据等。)

接口声明

OpenCV 摄像头帧回调接口 CvCameraViewListener2。

复制代码

implements CvCameraViewListener2

表示这个类实现了接口 CvCameraViewListener2，必须实现该接口的全部方法。

这个接口是 OpenCV 提供的，用于处理来自摄像头的数据帧。它有几个关键方法：

复制代码

public interface CvCameraViewListener2 {
    void onCameraViewStarted(int width, int height);
    void onCameraViewStopped();
    Mat onCameraFrame(CameraBridgeViewBase.CvCameraViewFrame inputFrame);
}

方法	作用
`onCameraViewStarted()`	摄像头启动时初始化 Mat、变量等
`onCameraViewStopped()`	摄像头停止时释放资源
`onCameraFrame()`	每帧图像自动调用，可以处理图像

📌 各方法说明：

onCameraViewStarted(int width, int height)：摄像头视图开始时调用。

onCameraViewStopped()：摄像头视图停止时调用。

onCameraFrame(CvCameraViewFrame inputFrame)：每帧图像采集时调用，可以在这里进行图像处理（如边缘检测、滤波等），返回 Mat 类型图像结果用于渲染显示。

构造函数

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 // 构造函数
    public Tutorial1Activity() {
        // 打印日志，记录实例化信息
        Log.i(TAG, "Instantiated new " + this.getClass());
    }

定义

java 复制代码

    // 定义日志标签常量
    定义一个日志标签（log tag），用于在 Android 的 Logcat 控制台中打印日志。便于调试、排查错误，推荐每个类定义一个 TAG。
    private static final String TAG = "OCVSample::Activity";

    // 声明相机视图对象
    声明一个 OpenCV 的摄像头视图控件，它负责打开摄像头、采集图像帧、并把图像送入 onCameraFrame() 回调处理。
    封装了摄像头的打开、预览、帧捕获、图像格式转换等功能。
    CameraBridgeViewBase 是 OpenCV for Android 提供的一个抽象类，常用的子类是 JavaCameraView。
    private CameraBridgeViewBase mOpenCvCameraView;
    
    // 声明拍照按钮
    在 onCreate 中设置
    利用 setOnClickListener 触发
    private Button mCaptureButton;
    
    // 声明存储RGBA图像的矩阵
    onCameraFrame() 回调函数中，OpenCV 会将摄像头捕获的帧传递进来
    private Mat mRgba;

    // HDR相关声明
    private Button mHdrButton;  // HDR按钮
    private boolean mIsCapturingHDR = false;  // HDR拍摄标志位
    private List<Mat> mExposureSequence = new ArrayList<>();  // 存储不同曝光图像的列表
    private static final float[] EXPOSURE_VALUES = {0.5f, 1.0f, 2.0f};  // 定义三种曝光值

函数解析

在 Android 中，Activity 有一个完整的生命周期管理，典型调用顺序如下：

onCreate() → 创建视图和变量

onStart() → Activity 对用户可见

onResume() → Activity 可交互（获取焦点）

onPause() → 准备进入后台

onStop() → Activity 不再可见

onDestroy() → Activity 被销毁

Activity 的构造函数 onCreate

系统会先调用隐藏的构造函数，然后调用 onCreate()。当该 Activity 第一次被创建时（即启动时），系统会自动调用它。到 onCreate() 时，系统已经准备好了界面容器、上下文环境（Context）、资源引用、生命周期管理器。

这时才能用 findViewById方法

在 onCreate() 中，通常执行以下操作：

设置界面布局

java 复制代码

setContentView(R.layout.activity_main);

加载 XML 中定义的 UI 界面。

初始化 UI 控件和变量

java 复制代码

mOpenCvCameraView = findViewById(R.id.java_camera_view);
mCaptureButton = findViewById(R.id.capture_button);

完成变量与界面元素的绑定，准备用户交互。

设置控件监听器

java 复制代码

mCaptureButton.setOnClickListener(v -> captureImage());

为按钮或其他 UI 元件设置回调函数。

初始化 OpenCV 或其他第三方库

java 复制代码

OpenCVLoader.initAsync(OpenCVLoader.OPENCV_VERSION, this, mLoaderCallback);

加载 OpenCV 库并处理初始化回调。

java 复制代码

    // Activity创建时的回调方法
@Override 对父类 Activity 中的 onCreate 方法的重写。
Bundle savedInstanceState：
是一个用于存储界面状态的数据结构。
当 Activity 被意外销毁后（如屏幕旋转、被系统回收等），可以通过它恢复先前的状态。
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    
        // 调用父类onCreate方法
        super.onCreate(savedInstanceState);
        // 打印日志
        Log.i(TAG, "called onCreate");

        // 初始化OpenCV本地库
        if (OpenCVLoader.initLocal()) {
            // 初始化成功日志
            Log.i(TAG, "OpenCV loaded successfully");
        } else {
            // 初始化失败日志
            Log.e(TAG, "OpenCV initialization failed!");
            // 显示初始化失败提示
            (Toast.makeText(this, "OpenCV initialization failed!", Toast.LENGTH_LONG)).show();
            return;
        }

        // 设置窗口标志，保持屏幕常亮
        getWindow().addFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_KEEP_SCREEN_ON);

        // 设置布局文件
        setContentView(R.layout.tutorial1_surface_view);

        // 获取相机视图引用
将 XML 布局文件中声明的 OpenCV 摄像头预览控件绑定到 Java 代码中的变量 mOpenCvCameraView 上，以便后续调用方法控制摄像头。
强制类型转换，因为 findViewById() 返回的是通用类型 View，而你希望将它当作 CameraBridgeViewBase 来使用。
CameraBridgeViewBase 是 OpenCV 提供的抽象基类，定义了摄像头启动、停止、帧获取等功能。
JavaCameraView 是它的子类，真正实现了预览逻辑。
        mOpenCvCameraView = (CameraBridgeViewBase) findViewById(R.id.tutorial1_activity_java_surface_view);
        // 获取拍照按钮引用
        mCaptureButton = (Button) findViewById(R.id.capture_button);
        // 获取HDR按钮引用
        mHdrButton = (Button) findViewById(R.id.hdr_button);

        // 设置相机视图可见性
        mOpenCvCameraView.setVisibility(SurfaceView.VISIBLE);

        // 设置相机视图监听器
        mOpenCvCameraView.setCvCameraViewListener(this);

        // 设置拍照按钮点击监听器
        mCaptureButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                // 检查当前帧是否有效
                if (mRgba != null && !mRgba.empty()) {
                    // 调用保存图像方法
                    saveImage(mRgba);
                }
            }
        });

        // 设置HDR按钮点击监听器
        mHdrButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                // 设置HDR拍摄标志
                mIsCapturingHDR = true;
                // 清空曝光序列
                mExposureSequence.clear();
                // 显示提示信息
                Toast.makeText(Tutorial1Activity.this, "准备HDR拍摄，请保持手机稳定...",
                        Toast.LENGTH_SHORT).show();
            }
        });
    }

CameraBridgeViewBase 是什么？

虽然 CameraBridgeViewBase 本质上是一个"视图组件"（View），但它不仅仅是用来显示摄像头图像，还内置了摄像头控制逻辑、帧采集机制和 OpenCV 回调接口对接。

它是 OpenCV for Android 提供的一个抽象类，负责：

功能	说明
控制摄像头启动/停止	封装了打开摄像头、释放摄像头资源的流程
帧采集循环	自动开启后台线程采集图像帧
图像格式转换	将 NV21/YUV 等图像转换为 OpenCV 可处理的 `Mat` 类型
接入回调	让开发者通过接口拿到每一帧图像进行处理

帧采集 + 回调的完整机制

方法	功能
`setCvCameraViewListener(this)`	设置帧数据监听器，接收每一帧图像
`enableView()`	内部会打开摄像头，启动采集线程，开始不断生成帧

OpenCV 内部怎么做的？

OpenCV 封装了以下逻辑：

打开摄像头（通过 Camera / Camera2 API）

后台线程循环采集图像帧（YUV 或 RGBA）

转换为 Mat 类型（OpenCV 可处理格式）

调用你实现的接口方法：

java 复制代码

public Mat onCameraFrame(CvCameraViewFrame inputFrame) {
    // 每帧图像都走这里，你可以处理它
    return inputFrame.rgba(); // 或处理后返回
}

对应

复制代码

你的代码
  ↓
CameraBridgeViewBase
  ↓
JavaCameraView / NativeCameraView
  ↓
系统 Camera API
  ↓
图像帧采集 → 自动转换为 Mat → 回调 onCameraFrame()

java 复制代码

    // Activity暂停时的回调方法
    @Override
    public void onPause() {
        // 调用父类方法
        super.onPause();
        // 如果相机视图存在，则禁用视图
        if (mOpenCvCameraView != null)
            mOpenCvCameraView.disableView();
    }

    // Activity恢复时的回调方法
    @Override
    public void onResume() {
        // 调用父类方法
        super.onResume();
        // 如果相机视图存在，则启用视图
        if (mOpenCvCameraView != null)
            mOpenCvCameraView.enableView();
    }

    // 获取相机视图列表的方法
    @Override
    protected List<? extends CameraBridgeViewBase> getCameraViewList() {
        // 返回包含单个相机视图的不可变列表
        return Collections.singletonList(mOpenCvCameraView);
    }

    // Activity销毁时的回调方法
    @Override
    public void onDestroy() {
        // 调用父类方法
        super.onDestroy();
        // 如果相机视图存在，则禁用视图
        if (mOpenCvCameraView != null)
            mOpenCvCameraView.disableView();
    }

    // 相机视图启动时的回调方法
    @Override
    public void onCameraViewStarted(int width, int height) {
        // 初始化RGBA矩阵
        mRgba = new Mat();
    }

    // 相机视图停止时的回调方法
    @Override
    public void onCameraViewStopped() {
        // 如果RGBA矩阵存在，则释放资源
        if (mRgba != null) {
            mRgba.release();
        }
    }

    // 处理相机帧数据的回调方法
    @Override
    public Mat onCameraFrame(CvCameraViewFrame inputFrame) {
        // 获取当前帧的RGBA数据
        mRgba = inputFrame.rgba();
        // 返回处理后的帧
        return mRgba;
    }

保存文件

java 复制代码

// 保存图像到文件的方法
    private void saveImage(Mat mat) {
        // 创建与Mat相同尺寸的Bitmap对象
        Bitmap bmp = Bitmap.createBitmap(mat.cols(), mat.rows(), Bitmap.Config.ARGB_8888);
        // 将Mat转换为Bitmap
        Utils.matToBitmap(mat, bmp);

        // 创建时间戳格式
        String timeStamp = new SimpleDateFormat("yyyyMMdd_HHmmss").format(new Date());
        // 生成文件名
        String imageFileName = "IMG_" + timeStamp + ".jpg";

        // 获取公共图片目录
        File storageDir = Environment.getExternalStoragePublicDirectory(
                Environment.DIRECTORY_PICTURES);
        // 创建文件对象
        File imageFile = new File(storageDir, imageFileName);

        try {
            // 创建文件输出流
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(imageFile);
            // 压缩Bitmap为JPEG格式并写入文件
            bmp.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, 100, fos);
            // 关闭输出流
            fos.close();

            // 显示保存成功提示
            Toast.makeText(this, "照片已保存: " + imageFile.getAbsolutePath(),
                    Toast.LENGTH_LONG).show();
        } catch (Exception e) {
            // 记录保存失败日志
            Log.e(TAG, "保存照片失败", e);
            // 显示保存失败提示
            Toast.makeText(this, "保存照片失败", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        }
    }