安卓官网 https://developer.android.google.cn/guide/platform/#art
相机简史 https://blog.csdn.net/u012596975/article/details/107136261
安卓相机架构概览 https://blog.csdn.net/u012596975/article/details/107136568
应用层 https://blog.csdn.net/u012596975/article/details/107137110
服务层 https://blog.csdn.net/u012596975/article/details/107137156
硬件抽象层 https://blog.csdn.net/u012596975/article/details/107137523
硬件抽象层实现 https://blog.csdn.net/u012596975/article/details/107138576
驱动层 V4L2框架 https://blog.csdn.net/u012596975/article/details/107137555
高通KMD https://blog.csdn.net/u012596975/article/details/107138655
硬件层 https://blog.csdn.net/u012596975/article/details/107137883
安卓相机架构总结 https://blog.csdn.net/u012596975/article/details/107138177
手机相机的未来 https://blog.csdn.net/u012596975/article/details/107138203
————————————————
版权声明：本文为CSDN博主「xiaozi63」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/u012596975/article/details/107135938
Android 是一种基于 Linux 的开放源代码软件栈，为各类设备和机型而创建。下图所示为 Android 平台的主要组件。
Android系统利用分层思想，将各层的接口定义与实现分离开来，以接口作为各层的脉络连接整体框架，将具体实现的主导权交由各自有具体实现需求的平台厂商或者Android 开发者，这样既做到把控全局，也给予了众多开发者足够大的创作空间，这体现出了一个优秀的开源系统应有的胸怀和远见。其中，谷歌根据职能的不同将Camera框架一共划分成了五层，分别是App、Service、Provider、Driver和Hardware。
Camera App
Android 随附一套用于电子邮件、短信、日历、互联网浏览和联系人等的核心应用。平台随附的应用与用户可以选择安装的应用一样，没有特殊状态。因此第三方应用可成为用户的默认网络浏览器、短信 Messenger 甚至默认键盘（有一些例外，例如系统的“设置”应用）。
系统应用可用作用户的应用，以及提供开发者可从其自己的应用访问的主要功能。例如，如果您的应用要发短信，您无需自己构建该功能，可以改为调用已安装的短信应用向您指定的接收者发送消息。
应用层处于整个框架的顶端，承担着于用户直接进行交互的责任，承接来自用户直接或者间接的比如预览/拍照/录像等一系列具体需求，一旦接收到用户相关UI操作，便会通过Camera Api v2标准接口将需求发送至Camera Framework部分，并且等待Camera Framework回传处理结果，其中包括了图像数据以及整体相机系统状态参数，之后将结果以一定方式反馈给用户，达到记录显示种种美好瞬间的目的。
Java API 框架
您可通过以 Java 语言编写的 API 使用 Android OS 的整个功能集。这些 API 形成创建 Android 应用所需的构建块，它们可简化核心模块化系统组件和服务的重复使用，包括以下组件和服务：
丰富、可扩展的视图系统，可用以构建应用的 UI，包括列表、网格、文本框、按钮甚至可嵌入的网络浏览器 资源管理器，用于访问非代码资源，例如本地化的字符串、图形和布局文件 通知管理器，可让所有应用在状态栏中显示自定义提醒 Activity 管理器，用于管理应用的生命周期，提供常见的导航返回栈 内容提供程序，可让应用访问其他应用（例如“联系人”应用）中的数据或者共享其自己的数据
开发者可以完全访问 Android 系统应用使用的框架 API。
Camera Framework
该层主要位于Camera App与Camera Service之间，以jar包的形式运行在App进程中，它封装了Camera Api v2接口的实现细节，暴露接口给App进行调用，进而接收来自App的请求，同时维护着请求在内部流转的业务逻辑，最终通过调用Camera AIDL跨进程接口将请求发送至Camera Service中进行处理，紧接着，等待Camera Service结果的回传，进而将最终结果发送至App。
原生 C/C++ 库
许多核心 Android 系统组件和服务（例如 ART 和 HAL）构建自原生代码，需要以 C 和 C++ 编写的原生库。Android 平台提供 Java 框架 API 以向应用显示其中部分原生库的功能。例如，您可以通过 Android 框架的 Java OpenGL API 访问 OpenGL ES，以支持在应用中绘制和操作 2D 和 3D 图形。
如果开发的是需要 C 或 C++ 代码的应用，可以使用 Android NDK 直接从原生代码访问某些原生平台库。
Android Runtime
对于运行 Android 5.0（API 级别 21）或更高版本的设备，每个应用都在其自己的进程中运行，并且有其自己的 Android Runtime (ART) 实例。ART 编写为通过执行 DEX 文件在低内存设备上运行多个虚拟机，DEX 文件是一种专为 Android 设计的字节码格式，经过优化，使用的内存很少。编译工具链（例如 Jack）将 Java 源代码编译为 DEX 字节码，使其可在 Android 平台上运行。
ART 的部分主要功能包括：
预先 (AOT) 和即时 (JIT) 编译
优化的垃圾回收 (GC)
在 Android 9（API 级别 28）及更高版本的系统中，支持将应用软件包中的 Dalvik Executable 格式 (DEX) 文件转换为更紧凑的机器代码。
更好的调试支持，包括专用采样分析器、详细的诊断异常和崩溃报告，并且能够设置观察点以监控特定字段
在 Android 版本 5.0（API 级别 21）之前，Dalvik 是 Android Runtime。如果您的应用在 ART 上运行效果很好，那么它应该也可在 Dalvik 上运行，但反过来不一定。
Android 还包含一套核心运行时库，可提供 Java API 框架所使用的 Java 编程语言中的大部分功能，包括一些 Java 8 语言功能。
Camera Service
该层位于Camera Framework与Camera Provider之间，作为一个独立进程存在于Android系统中，在系统启动初期会运行起来，它封装了Camera AIDL跨进程接口，提供给Framework进行调用，进而接收来自Framework的图像请求，同时内部维护着关于请求在该层的处理逻辑，最终通过调用Camera HIDL跨进程接口将请求再次下发到Camera Provider中，并且等待结果的回传，进而将结果上传至Framework中。
Camera Provider
该层位于Camera Service与Camera Driver之间，作为一个独立的进程存在于Android系统中，同时在系统启动初期被运行，提供Camera HIDL跨进程接口供Camera Service进行调用，封装了该接口的实现细节，接收来自Service的图像请求，并且内部加载了Camera HAL Module，该Module由OEM/ODM实现，遵循谷歌制定的标准Camera HAL3接口，进而通过该接口控制Camera HAL部分，最后等待Camera HAL的结果回传，紧接着Provider通过Camera HIDL接口将结果发送至Camera Service。
CamX-CHI(Camera HAL)
该部分是高通对谷歌Camera HAL3接口的实现，以so库的形式被加载至Camera Provider中，之前采用的是QCamera & MM-Camera架构，但是为了更好灵活性和可扩展性，而今高通又提出了CamX-CHI架构，该架构提供HAL3接口给Provider进行调用，接收来自Provider的请求，而内部对HAL3接口进行了实现，并且通过V4L2标准框架控制着相机驱动层，将请求下发至驱动部分，并且等待结果回传，进而上报给Camera Provider。
CamX-CHI架构由CamX和CHI两个部分组成，CamX负责一些基础服务代码的实现，不经常改动，CHI负责实现一些可扩展性和定制化的需求，方便OEM/ODM添加自己的扩展功能。CamX主要包括实现HAL3入口的hal模块，实现与V4L2驱动交互的csl模块，实现硬件node的hwl和实现软件node的swl。CHI通过抽象出Usecase、Feature、Session、Pipeline、Node的概念，使厂商可以通过实现Node接口来接入自己的算法，并通过XML文件灵活配置Usecase、Pipeline、Node的结构关系。
Camera Driver
Linux为视频采集设备制定了标准的V4L2接口，并在内核中实现了其基础框架V4L2 Core。用户空间进程可以通过V4L2接口调用相关设备功能，而不用考虑其实现细节。V4L2提出了总设备和子设备的概念，并通过media controller机制向用户空间暴露自己的硬件拓扑结构。视频采集设备驱动厂商按照V4L2 Core的要求开发自己的驱动程序，只需要实现相应的结构体和函数接口并调用注册函数注册自己就行。
在高通平台上，高通对相机驱动部分进行了实现，利用了V4L2框架的可扩展特性，设计出了一套独特的KMD框架。在该框架内部主要包含了三个部分，CRM、Camera Sync以及一系列子设备，首先，作为框架顶层管理者，CRM创建了一个V4L2主设备用来管理所有的子设备，并且暴露设备节点video0给用户空间，同时内部维护着整个底层驱动业务逻辑。其次，Camera Sync创建了一个V4L2主设备，同时暴露了设备节点video1给用户空间，主要用于向用户空间反馈图像数据处理状态。最后，子设备模块被抽象成v4l2_subdev设备，同样也暴露设备节点v4l2-subdev给用户空间进行更精细化的控制。另外，在整个框架初始化的过程中，通过media controller机制，保持了在用户空间进行枚举底层硬件设备的能力。
Camera Hardware
相机硬件处在整个相机体系的最底层，是相机系统的物理实现部分，该部分包括镜头、感光器、ISP三个最重要的模块，还有对焦马达、闪光灯、滤光片、光圈等辅助模块。镜头的作用是汇聚光线，利用光的折射性把射入的光线汇聚到感光器上。感光器的作用是负责光电转换，通过内部感光元件将接收到的光信号转换为电子信号进而通过数电转换模块转为数字信号，并最后传给ISP。ISP负责对数字图像进行一些算法处理，如白平衡、降噪、去马赛克等。
通过上面的介绍，我们可以发现，谷歌通过以上五级分层，形成了整个相机框架体系，其中层与层之间通过行业协会、开源社区或者谷歌制订的标准接口进行连接，上层通过调用标准接口下发请求到下层，下层负责对标准接口进行实现，最终将请求再次封装并调用下一层级的对外接口下发到下层。所以总得来说，谷歌使用标准接口作为骨架搭建整体框架，而其具体实现交由各层自己负责，从整体上来看，职责划分明确，界限分明，这样的设计，一来利用标准接口，保持了整个框架业务正常流转，二来极大地降低了各层耦合度，保持了各层的相互独立，最终让整个框架处于一个稳定同时高效的运行状态。