确定智能手机相机的视角

Question

我正在尝试确定Droid Incredible智能手机相机的视野的大小。我需要知道我正在开发的应用程序的这个值。有谁知道如何以编程方式找出/计算它？

Answer 1

Camera.Parameters getHorizo​​ntalViewAngle（）和getVerticalViewAngle（）函数为您提供基本视角。我说“base”，因为它们仅适用于处于unzoomed状态的Camera本身，并且这些函数返回的值即使在视角本身也不会改变。

Camera.Parameters p = camera.getParameters();
double thetaV = Math.toRadians(p.getVerticalViewAngle());
double thetaH = Math.toRadians(p.getHorizontalViewAngle());

两件事导致您的“有效”视角发生变化：缩放，并使用与相机宽高比不匹配的预览宽高比。

基础数学

视场（Θ）的三角学非常简单：

  

tan（Θ/ 2）= x / 2z

     

x = 2z tan（Θ/ 2）

x是距离z处可见的线性距离;也就是说，如果你在距离z = 1米处举起一把尺子，你就可以看到那个尺子的x米。

例如在我的相机上，水平视野为52.68°，而垂直视野为40.74°。将它们转换为弧度并将它们插入到具有任意z值100m的公式中，并获得99.0m（水平）和74.2m（垂直）的x值。这是4：3的宽高比。

缩放

将此数学应用于缩放级别只会稍微困难一些。现在，x保持不变，并且z以已知比率变化;我们必须确定Θ。

  

tan（Θ/ 2）= x /（2z）

     

tan（Θ'/ 2）= x /（2z'）

     

Θ'= 2 atan（（z / z'）tan（Θ/ 2））

其中z是基本缩放级别（100），z'是当前缩放级别（来自CameraParameters.getZoomRatios），Θ是基本水平/垂直视野，Θ'是有效视野。添加度 - ＆gt;弧度转换会使其相当冗长。

private static double zoomAngle(double degrees, int zoom) {
    double theta = Math.toRadians(degrees);
    return 2d * Math.atan(100d * Math.tan(theta / 2d) / zoom);
}

Camera.Parameters p = camera.getParameters();
int zoom = p.getZoomRatios().get(p.getZoom()).intValue();
double thetaH = zoomAngle(p.getHorizontalViewAngle(), zoom);
double thetaV = zoomAngle(p.getVerticalViewAngle(), zoom);

宽高比

虽然典型相机的宽高比为4：3，但预览也可以5：3和16：9比例提供，这似乎是通过实际扩展水平视野来实现的。这似乎是无证的，因此不可靠，但通过假设它是如何工作的，我们可以计算出视野。

数学类似于缩放计算;但是，在这种情况下，z保持不变，而x则会发生变化。通过假设垂直视角保持不变而水平视角随宽高比变化而变化，可以计算新的有效水平视角。

  

tan（Θ/ 2）= v /（2z）

     

tan（Θ'/ 2）= h /（2z）

     

2z = v / tan（Θ/ 2）

     

Θ'= 2 atan（（h / v）tan（Θ/ 2））

这里h / v是纵横比，Θ是基本垂直视野，而Θ'是有效的水平视野。

Camera.Parameters p = camera.getParameters();
int zoom = p.getZoomRatios().get(p.getZoom()).intValue();
Camera.Size sz = p.getPreviewSize();
double aspect = (double) sz.width / (double) sz.height;
double thetaV = Math.toRadians(p.getVerticalViewAngle());
double thetaH = 2d * Math.atan(aspect * Math.tan(thetaV / 2));
thetaV = 2d * Math.atan(100d * Math.tan(thetaV / 2d) / zoom);
thetaH = 2d * Math.atan(100d * Math.tan(thetaH / 2d) / zoom);

正如我上面所说，由于这似乎没有记载，只是猜测它将适用于所有设备;它应该被认为是一个黑客。正确的解决方案是拆分一组新函数getCurrentHorizo​​ntalViewAngle和getCurrentVerticalViewAngle。

Answer 2

除非有一些API调用（我不是Android程序员，我不知道），我只是从已知距离拍摄一张标尺的图片，看看有多少标尺显示在图片，然后使用三角法找到像this的角度：

现在你从图中得到两个距离l和d。通过一些简单的测角仪，可以获得：

tan（α/ 2）=（1/2）/ d，

因此

α= 2 * atan（l / 2d）

因此，使用此公式，您可以计算相机的水平视野。当然测量垂直f.o.v.除了你需要在垂直位置查看对象之外，它的方式完全相同。

然后，您可以将其硬编码为程序中的常量。 （当然，这是一个命名常数，因此很容易改变:-p）

Answer 3

我也有Droid Incredible。 Android 2.2引入了您正在寻找的功能。在我的代码中，我有：

public double getHVA() {
    return camera.getParameters().getHorizontalViewAngle();
}

public double getVVA() {
    return camera.getParameters().getVerticalViewAngle();
}

但是，这些要求您打开相机。我有兴趣知道是否有一种“最佳实践”的方式，每次都不需要打开相机来获得这些值。

@David Zaslavsky - 怎么样？缩放级别之间的数学关系是什么？我无法在任何地方找到它（我在这个问题中提到：What do the Android camera zoom numbers mathematically represent?）