4. Stream配置：stream类型（INPUT/OUTPUT）、格式（YUV/RAW/BLOB）、分辨率与usage flag

在Camera HAL3框架中，Stream（数据流）是连接图像传感器、ISP（图像信号处理器）与应用程序内存之间的核心抽象。HAL层通过配置Stream的类型、格式、分辨率和usage flag，决定每一帧数据从何处来、以何种格式存放、最终流向哪里。本节将逐一拆解这四个配置维度，并给出典型的配置组合。

4.1 Stream类型：INPUT vs OUTPUT

Stream类型决定了数据流的方向。HAL3规范定义了两种基本类型：

以下SVG展示了典型的双Stream配置（预览OUTPUT + 拍照OUTPUT）与带重处理的配置（OUTPUT + INPUT）的对比：

4.2 Stream格式：YUV / RAW / BLOB

格式决定了像素数据在内存中的排列方式。HAL3中常见的三种格式对应不同的应用场景：

以下SVG展示了三种格式在HAL处理管线中的位置：

4.3 分辨率与usage flag

4.3.1 分辨率约束

分辨率必须从HAL上报的android.scaler.availableStreamConfigurations中选择。关键约束包括：

• 宽高比对齐：所有OUTPUT Stream的宽高比必须与传感器输出的宽高比一致（除非使用SCALER_CROPPING）。
• 最小分辨率：通常为320×240（QVGA），用于小尺寸预览或缩略图。
• 最大分辨率：受传感器输出能力和ISP处理能力限制，通常为传感器全分辨率。
• 多Stream分辨率组合：HAL必须保证所有Stream的总带宽不超过ISP和DMA的极限。

4.3.2 usage flag详解

usage flag是Gralloc分配内存时的“用途标签”，告诉HAL和Gralloc该Stream的内存将被哪些硬件模块访问。常见的flag组合如下：

以下SVG展示了usage flag如何影响内存分配和硬件访问路径：

4.4 典型Stream配置组合示例

以下代码展示了HAL3中一个典型的configure_streams()配置，包含预览、拍照和视频录制三个Stream：

// 典型Stream配置：预览(YUV) + 拍照(BLOB) + 视频(YUV)
camera3_stream_t preview_stream = {
    .stream_type = CAMERA3_STREAM_OUTPUT,
    .width = 1920,
    .height = 1080,
    .format = HAL_PIXEL_FORMAT_YCbCr_420_888,  // YUV
    .usage = GRALLOC_USAGE_HW_TEXTURE |
             GRALLOC_USAGE_HW_CAMERA_WRITE,
    .max_buffers = 4,
    .data_space = HAL_DATASPACE_STANDARD_BT709,
    .rotation = CAMERA3_STREAM_ROTATION_0
};

camera3_stream_t jpeg_stream = {
    .stream_type = CAMERA3_STREAM_OUTPUT,
    .width = 4032,
    .height = 3024,
    .format = HAL_PIXEL_FORMAT_BLOB,           // BLOB
    .usage = GRALLOC_USAGE_SW_READ_OFTEN |
             GRALLOC_USAGE_HW_CAMERA_WRITE,
    .max_buffers = 2,
    .data_space = HAL_DATASPACE_V0_JFIF,
    .rotation = CAMERA3_STREAM_ROTATION_0
};

camera3_stream_t video_stream = {
    .stream_type = CAMERA3_STREAM_OUTPUT,
    .width = 1920,
    .height = 1080,
    .format = HAL_PIXEL_FORMAT_YCbCr_420_888,  // YUV
    .usage = GRALLOC_USAGE_HW_VIDEO_ENCODER |
             GRALLOC_USAGE_HW_CAMERA_WRITE,
    .max_buffers = 6,
    .data_space = HAL_DATASPACE_STANDARD_BT709,
    .rotation = CAMERA3_STREAM_ROTATION_0
};

// 配置数组
camera3_stream_t* streams[] = {
    &preview_stream,
    &jpeg_stream,
    &video_stream
};

camera3_stream_configuration_t config = {
    .num_streams = 3,
    .streams = streams,
    .operation_mode = CAMERA3_STREAM_CONFIGURATION_NORMAL_MODE
};

// 调用HAL
int ret = hal_dev->ops->configure_streams(hal_dev, &config);

4.5 配置验证清单

HAL在configure_streams()中必须对每个Stream进行以下验证：

1. 类型检查：至少有一个OUTPUT Stream；INPUT Stream最多一个。
2. 格式检查：格式必须在availableStreamConfigurations中，且与requestedStreamFormat匹配。
3. 分辨率检查：宽高比必须与传感器输出一致（除非使用裁剪）；分辨率必须在可用列表中。
4. usage flag检查：OUTPUT Stream必须包含GRALLOC_USAGE_HW_CAMERA_WRITE；INPUT Stream必须包含GRALLOC_USAGE_HW_CAMERA_READ。
5. 带宽检查：所有Stream的总像素吞吐量不能超过ISP和DMA的极限。
6. 数据空间检查：YUV Stream的data_space必须与HAL支持的色彩空间一致。