2. Camera HAL3 核心概念：Pipeline、Stream、Buffer、Session、Request、Result

Camera HAL3 架构围绕一套严格定义的核心概念构建，这些概念共同构成了从应用层请求到硬件捕获图像，再返回结果的完整数据通路。理解 Pipeline、Stream、Buffer、Session、Request 和 Result 是进行多 Camera 配置与兼容性调试的基础。

2.1 概念总览与关系图

下图展示了这六大核心概念在 HAL3 架构中的层级关系与数据流动方向。Session 作为顶层容器，管理多个 Pipeline；每个 Pipeline 处理特定的 Stream；Buffer 是 Stream 的数据载体；Request 驱动一次捕获循环；Result 则是捕获的最终产出。

2.2 Pipeline（管线）

Pipeline 是 HAL3 中硬件处理能力的抽象表示。它代表一条从传感器输入到图像输出的完整处理链路，通常对应一个物理 Camera 设备或一个逻辑 Camera 的内部处理单元。

• 物理 Pipeline： 直接对应一个物理 Camera 传感器及其 ISP 处理路径。
• 逻辑 Pipeline： 在多摄系统中，由多个物理 Pipeline 通过软件融合而成，对外表现为一个统一的 Pipeline。
• 并发 Pipeline： 支持同时运行多个 Pipeline，以实现多路视频流或同时预览与拍照。

2.3 Stream（流）与 Buffer（缓冲区）

Stream 定义了从 Pipeline 输出的图像数据的格式、分辨率和用途。Buffer 则是实际存储图像数据的内存块，Stream 与 Buffer 之间是“配置”与“实例”的关系。

Buffer 管理是 HAL3 性能优化的关键。HAL 层通过 dequeue_buffer / enqueue_buffer 机制与 Camera 框架交互，实现零拷贝或低延迟的数据传递。

// Stream 配置结构体示例 (C++ 伪代码)
struct StreamConfig {
    uint32_t    width;          // 宽度
    uint32_t    height;         // 高度
    int32_t     format;         // 像素格式 (HAL_PIXEL_FORMAT_*)
    uint32_t    usage;          // 使用标记 (GRALLOC_USAGE_*)
    uint32_t    max_buffers;    // 最大 Buffer 数量
    void*       priv;           // HAL 私有数据
};

2.4 Session（会话）

Session 是 Camera 设备打开后，到关闭前的一个完整生命周期。它负责管理所有 Pipeline 的创建、配置和销毁。在多摄系统中，一个 Session 可以同时管理多个物理或逻辑 Pipeline。

• Session 创建： 应用调用 open() 时创建，此时 HAL 加载硬件固件。
• Session 配置： 通过 configure_streams() 设置所有 Stream 的格式和 Pipeline 映射。
• Session 销毁： 应用调用 close() 时销毁，释放所有硬件资源。

2.5 Request（请求）与 Result（结果）

Request 和 Result 构成了 HAL3 的捕获循环。每一次捕获操作都由一个 Request 发起，最终由一个 Result 完成。

Request 的关键字段：

• streams：指定输出到哪些 Stream 的 Buffer。
• settings：包含 AE/AWB/AF 等 3A 参数，以及手动曝光、ISO、焦距等控制项。
• input_buffer：用于 reprocessing 场景的输入 Buffer。

Result 的关键字段：

• output_buffers：填充了图像数据的 Buffer 列表。
• metadata：包含实际使用的 3A 参数、时间戳、传感器统计信息等。
• partial_result：支持部分结果返回，用于低延迟场景。

// Request 与 Result 的 HAL 接口定义 (简化)
struct CaptureRequest {
    uint32_t            frame_number;
    const Stream*       output_streams;   // 输出流数组
    uint32_t            num_output_streams;
    const Buffer*       input_buffer;     // 可选输入
    const Metadata*     settings;         // 捕获参数
};

struct CaptureResult {
    uint32_t            frame_number;
    const Buffer*       output_buffers;   // 输出 Buffer 数组
    uint32_t            num_output_buffers;
    const Metadata*     metadata;         // 结果元数据
    uint32_t            partial_result;   // 部分结果序号
};

2.6 核心概念总结表