libcamera是什么？它是兩個(gè)字的合寫，一是函式庫(kù)library的簡(jiǎn)稱lib，另一是攝影機(jī)的camera（或稱影像傳感器imagesensor）。它是一套開(kāi)放源代碼的函式庫(kù)，最初是Nokia為了開(kāi)發(fā)Linux智慧手機(jī)而配套發(fā)展的軟件，之后Nokia取消這個(gè)開(kāi)發(fā)計(jì)劃，然軟件被接續(xù)發(fā)展至今。

libcamera可以用在各種Linux相關(guān)的操作系統(tǒng)上，如Android、ChromeOS、Linux等，用其來(lái)設(shè)定、操控?cái)z影機(jī)，因此也能用來(lái)操控樹(shù)莓派（Raspberry Pi）官方的攝影機(jī)模塊（Camera Module），畢竟樹(shù)莓派也是跑Linux的。

樹(shù)莓派攝影機(jī)模塊已經(jīng)是第三代了，第一代是2013年推出，只有500萬(wàn)畫素，之后2016年推出800萬(wàn)畫素的第二代，今（2023）年則推出第三代，并把畫素拉高到1,200萬(wàn)，第三代發(fā)表后第一代也就不再供貨。

如何使用

用libcamera操控?cái)z影機(jī)是透過(guò)命令行（command line）方式達(dá)到的，例如最簡(jiǎn)單是先打libcamera-hello（類似一般寫程序的Hello World），就可以看到5秒的鏡頭畫面預(yù)覽。

或者可以用libcamera-jpeg來(lái)要求攝影機(jī)捕捉畫面，并以 .jpg格式存檔，例如打libcamera-jpeg -o test.jpg就會(huì)把影像捕捉后輸出（Output, 參數(shù)o的由來(lái)）成一個(gè)test.jpg圖檔。類似的，libcamera-still也是捕捉靜態(tài)畫面用的命令，但比較能支持舊版的相關(guān)參數(shù)選項(xiàng)。

或者還有l(wèi)ibcamera-raw指令，能運(yùn)用攝影機(jī)最原生的規(guī)格來(lái)錄像，不過(guò)錄的過(guò)程中不會(huì)同步顯示預(yù)覽畫面，典型的使用方式如libcamera-raw -t 2000 -o test.raw，是指連續(xù)錄2秒鐘，并以test.raw為文件名存下錄像的內(nèi)容；或者還有l(wèi)ibcamera-detect指令，一般在Raspberry Pi OS下沒(méi)有這個(gè)指令，主要是搭配TensorFlow Lite一起使用。

在各種操作設(shè)定中，libcamera-vid可能是最為常用且好用的，vid估計(jì)是video的簡(jiǎn)稱，libcamera-vid是用于一般錄像用的，用它來(lái)錄像可以啟動(dòng)樹(shù)莓派主控芯片內(nèi)的H.264硬件編碼器，可以更快速、順暢且省電的方式進(jìn)行錄像。

libcamera-vid默認(rèn)是使用640 x 480分辨率，但可以手動(dòng)指定分辨率，例如要以Full HD分辨率錄像，命令可以下libcamera-vid –width 1920 –height 1080 -o

full_hd.h264，這樣就可以將錄像內(nèi)容以full_hd.h264的文件名存下來(lái)，編碼格式為H.264。

如果還要指定每秒的錄制畫面張數(shù)（framerate），或稱畫面更新率，對(duì)岸稱為幀率，也可以加上–framerate 50，50是指每秒50張，數(shù)字可以依需要調(diào)整。

進(jìn)一步的也可以調(diào)整比特率（bitrate），參數(shù)可以下–bitrate或-b都可以，例如libcamera-vid -b 1000000 –width 1920 –height 1080-o test.h264這段指令是指使用1920 x 1080分辨率錄像，比特率為1Mbps，即命令行中的數(shù)字1000000。若是把數(shù)字調(diào)高，從1000000增加到5000000、9000000等，則錄下來(lái)的畫質(zhì)比較好。

除了H.264格式外其實(shí)也可以用MJPEG來(lái)錄制，命令libcamera -t 20000 –codec mjpeg -o test.mjpeg即表示錄2秒然后以test.mjpeg文件名儲(chǔ)存，錄像的編碼格式為MJPEG。這里要注意，單純指定檔名為 .mjpeg但卻沒(méi)有加–codec參數(shù)其實(shí)是無(wú)效的，一定要加。

不僅錄像可能還需要同步錄音，這時(shí)得幫樹(shù)莓派裝上麥克風(fēng)，然后透過(guò)另外一個(gè)函式庫(kù)的協(xié)助來(lái)完成，一樣要下codec參數(shù)，命令為libcamera-vid –codec libav –libav-audio -o test.mp4，這里即呼叫了前面純錄像時(shí)沒(méi)用到的libav函式庫(kù)。

到這里可能還有個(gè)疑問(wèn)：開(kāi)始錄制后該如何停止嗎？很簡(jiǎn)單，使用鍵盤組合鍵Ctrl+C即可，要恢復(fù)繼續(xù)錄就重新下一次命令?；蛘?，也可以用–timeout參數(shù)來(lái)預(yù)先設(shè)定錄像時(shí)間，最小單位為1毫秒，如果下–timeout 1000就是錄制一秒的意思。

第三代模塊參數(shù)設(shè)定

接下來(lái)要啟用第三代攝影模塊的特有功能，如自動(dòng)對(duì)焦、高動(dòng)態(tài)范圍等，自動(dòng)對(duì)焦要使用到–lens-position（鏡頭位置）參數(shù)，參數(shù)值是焦距的倒數(shù)，類似屈光率，如果數(shù)值是10，則1/10是0.1，表示焦距位置為0.1公尺；如果數(shù)值是0.5，則1/0.5為2，表示焦距位置為2公尺，范例命令如libcamera-vid –lens-position 0.5 -o test.h264（鏡頭焦距放在2公尺位置）

樹(shù)莓派第三代攝影鏡頭的四種類型

至于要啟用高動(dòng)態(tài)范圍功能，就只要下–hdr參數(shù)（即high dynamic range）即可，不需要搭配數(shù)值，例如libcamera-vid –hdr -o test.h264

要注意的是，啟用高動(dòng)態(tài)范圍就無(wú)法使用鏡頭原有的最高分辨率（4608 x 2592），必須在長(zhǎng)寬分辨率都打?qū)φ郏?304 x 1296）。不過(guò)，若最后選擇用H.264格式儲(chǔ)存影像，由于H.264格式最高到1920 x 1080，所以開(kāi)啟與不開(kāi)啟的分辨率改變幾乎沒(méi)有差別。

結(jié)語(yǔ)

有關(guān)libcamera的參數(shù)還非常多，例如可以用串流方式輸出視訊畫面，或設(shè)定以時(shí)間為單位把原本該連續(xù)錄制的圖像文件案自動(dòng)切割、編號(hào)儲(chǔ)存，更多參數(shù)有待創(chuàng)客們親自去嘗試、摸索、體驗(yàn)。

審核編輯：湯梓紅