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== 使用说明 ==
=== 硬件连接 ===
把摄像头的排线插入到网口和 HDMI 口之间的排线插槽，银色亮面朝向 HDMI 口。需要先把树莓派板载的排线插槽的扣子拨开，才能插入排线。排线需要紧密插入排线插槽，同时应注意避免排线折弯。排线插入之后，需要把插槽的扣子重新扣上。
=== 测试摄像头 ===
==== Bullseye系统 ====
*<font color="red">'''更多摄像头设置说明，请参考[https://www.raspberrypi.com/documentation/accessories/camera.html#libcamera-and-libcamera-apps 官方文档]'''</font>
注：最新的bullseye镜像，摄像头接口已经默认开启，故无需配置raapi-config。
*进入命令行终端，执行以下语句获取系统更新：
<pre>
sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
</pre>
*输入命令，进行摄像头预览
<pre>
sudo libcamera-hello -t 0
</pre>
:如果要关掉预览窗口，可以点击x关掉。 也可以回到终端界面，用ctrl-c终止程序。
*若想抓取图片，可执行命令
 libcamera-jpeg -o test.jpg

==== Buster系统 ====
*进入命令行终端，执行以下语句获取系统更新：
<pre>
sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
</pre>
*使用 raspi-config 配置摄像头。执行：
<pre>
sudo raspi-config
</pre>
:依次选择：Interfacing Options --> Camera --> Would you like the camera interface to be enabled? 选择 <Yes>
:重启系统：提示 Would you like to reboot now? 选择 Yes
:或者执行这个命令重启：
<pre>
sudo reboot
</pre>
*配置并且连接完摄像头，只要给树莓派上电即可使用拍照和摄像功能。
*打开树莓派终端，并开启摄像头预览：
<pre>
sudo raspistill -t 0
</pre>
:如果要关掉预览窗口，可以用ctrl-c终止程序。

==== 检测摄像头 ====
*安装好摄像头后，可通过以下命令来检测摄像头是否有问题，以及开发板是否检测出摄像头和摄像头的数量
 ls /dev/video*
*可通过v4l2-utils进一步检测摄像头数量以及规格
 '''检测摄像头较完整信息'''
 v4l2-ctl --list-devices
 当接入多个摄像头时可通过此命令判断编号对应的摄像头

 '''检测摄像头的规格参数'''
 v4l2-ctl --device=/dev/video0 --list-formats-ext
 其中video0可根据你需要查询的摄像头进行更改

=== 调用摄像头 ===
==== bullseye系统 ====
===== libcamera-hello =====
*该命令用来预览摄像头并将摄像头画面显示在屏幕上。
*示例：
:'''终端执行以下语句即可实时预览摄像头'''
<pre>
libcamera-hello -t 0
</pre>
:其中 -t 0 表示一直预览至终止程序，用户可根据自己的需要进行调整。
*调谐文件:
**树莓派的libcamera驱动会针对不同的摄像头模块调用一个调谐文件，调谐文件中提供了各种参数，器调用摄像头的时候，libcamera会调用调谐文件中的参数，结合算法对图像进行处理最终输出成预览画面。由于libcamera驱动只能自动感光芯片信号，但是摄像头的最终显示效果还会受整个模块的影响，调谐文件的使用就是为了可以灵活处理不同模块的摄像头，调整提高图像质量。
**如果在使用默认调谐文件的情况下，摄像头的输出图像不理想的话，用户可以通过调用自定义的调谐文件来对图像进行调整。比如，如果你使用的是官方的NOIR版本摄像头，相对于于Raspberry Pi Camera V2 常规款，NOIR摄像头可能需要不同的白平衡参数，这种情况下就可以通过调用调谐文件来进行切换。
<pre>
libcamera-hello --tuning-file /usr/share/libcamera/ipa/raspberrypi/imx219_noir.json
</pre>
:*用户可以复制默认的调谐文件，根据自己的需求进行修改。
备注：调谐文件的使用适用于其他的libcamera指令，后续指令中就不再做介绍
*预览窗口
**大部分的libcamera指令都会显示一个预览窗口在屏幕上，用户可以通过--info-text 参数来自定义预览窗口的标题信息， 同时也可以通过%directives 调用一些摄像头参数并显示在窗口上
**比如如果使用HQ Camera： 可以通过--info-txe "%focus" 在窗口上显示摄像头的焦距
<pre>
libcamera-hello --info-text "focus %focus"
</pre>
备注：更多关于参数的设置，可以参考后续的指令参数设置章节

===== libcamera-jpeg =====
*该命令一个简单的静态图片拍摄程序，libcamera-jpeg相对于libcamera-still来讲更加简洁，并且有很多相同的功能来完成图片拍摄。
*示例：
:'''终端执行以下语句会显示一个5秒左右的预览串口，然后拍摄一张全像素的JPEG图像'''：
<pre>
libcamera-jpeg -o test.jpg
</pre>
:其中test.jpg表示文件名
*用户可以通过-t 参数来设置预览时间，同时可以通过--width 和 --height来设置拍摄图像的分辨率。例如
<pre>
libcamera-jpeg -o test.jpg -t 2000 --width 640 --height 480
</pre>
*所有的libcamera指令都允许用户自己设置快门时间和增益，比如：
<pre>
libcamera-jpeg -o test.jpg -t 2000 --shutter 20000 --gain 1.5
</pre>
:其中 --shutter 20000 表示曝光 20ms, --gain 1.5 表示摄像头增益被设置为1.5倍。

===== libcamera-still =====
*libcamera-still和libcamera-jpeg非常相似，不同的是libcamera继承了更多raspistill的功能。
*终端执行以下语句即可拍照：
<pre>
libcamera-still -o test.jpg
</pre>
:其中test.jpg表示文件名
*libcamea-still支持不同格式的图像文件，可以支持png和bmp编码，也支持直接不带编码或者任何图像格式地将RGB或者YUV像素的二进制转储保存成文件。如果是直接保存RGB或者YUV数据，程序在读取此类文件的时候必须了解文件的像素排列方式。
<pre>
libcamera-still -e png -o test.png
libcamera-still -e bmp -o test.bmp
libcamera-still -e rgb -o test.data
libcamera-still -e yuv420 -o test.data
</pre>
:图像保存的格式是通过-e参数控制的， 如果没有调用-e参数设置的话，默认按照输出的文件名的格式保存。

===== libcamera-vid =====
*libcamera-vid是一个视频录制程序, 默认使用的是树莓派的硬件H.264编码器。这个程序运行之后会在屏幕上显示一个预览窗口，同时将比特流编码输出到指定文件。
*终端执行以下语句即可录制视频：
<pre>
libcamera-vid -t 10000 -o test.h264
</pre>
:其中-t 10000 表示录制10秒的视频，test.h264表示文件名
:如果要查看视频可以用vlc来进行播放
<pre>
vlc test.h264
</pre>

===== libcamera-raw =====
*libcamera-raw类似于视频录制程序，不同的地方时，libcamera-raw录制的是直接传感器输出的Bayer格式的数据，也就是原始图像数据。libcamera-raw不会显示预览窗口。
*终端执行以下语句即可录制一个2秒的原始数据片段：
<pre>
libcamera-raw -t 2000 -o test.raw
</pre>
:程序会在没有格式信息的情况下直接转储原始帧，程序会将像素格式和图像尺寸直接打印在终端，用户可以根据输出的数据查看像素数据.默认情况下，程序会将原始帧保存成一个文件，文件通常比较大，用户可以通过--segement参数将文件进行分割。
<pre>
libcamera-raw -t 2000 --segment 1 -o test%05d.raw
</pre>

==== Buster系统 ====
===== 拍照 =====
终端执行以下语句即可拍照：
<pre>
raspistill -o image.jpg
</pre>
此处 image.jpg 是照片文件名。

===== 摄像 =====
终端执行以下语句即可摄像：
<pre>
raspivid -o video.h264 -t 10000
</pre>
其中 -t 10000 表示录制 10 秒，用户各根据自己的需要进行调整。

=== 参考资料 ===
* [http://www.raspberrypi.org/camera 树莓派摄像头教程]

== Python 代码控制摄像头 ==
* 可借助picamera库，使python支持摄像头的控制
* 树莓派镜像在Bullseye版本之后，底层的树莓派驱动由Raspicam切换成libcamera。libcamera是一个开源的软件栈（后面会称呼做驱动，方便理解），方便于第三方移植和开发自己的摄像头驱动。当前的libcamera不支持python， 因此树莓派官方还是提供了Raspicam的安装下载的方法。对于切换成libcamera困难，但是又需要用最新系统的用户，请直接移步到Raspicam的使用说明。

=== 预览 ===
* 打开python IDE，如Thonny Python IDE，或打开记事本
[[File:thonny-app-menu.png|400px]]
* 新建名字为camera.py的python文件，并保存到桌面
* 输入以下代码
<source lang="python">
from picamera import PiCamera
from time import sleep

camera = PiCamera()

camera.start_preview()
sleep(5)
camera.stop_preview()
</source>
* 进入终端，执行
<source lang="python">
python3 Desktop/camera.py
</source>
桌面将弹出预览框，实时取景并预览
<source lang="python">
需要注意的是，预览框仅在直接连接屏幕时有效，而是使用VNC等软件远程连接树莓派桌面，则不会弹出该预览框
</source>
如果预览画面是上下颠倒的，则可以通过以下代码旋转180度
<source lang="python">
camera = PiCamera()
camera.rotation = 180
</source>
* 预览画面可旋转90度、180度、270度
* 如果要重置画面，可将画面旋转0度

==== 设置预览框的透明度 ====
<source lang="python">
camera.start_preview(alpha=100)
</source>
alpha的值范围是0-255

=== 拍照 ===
* 在预览代码的中间插入camera.capture()命令
<source lang="python">
camera.start_preview()
sleep(5)
camera.capture('/home/pi/Desktop/image.jpg')
camera.stop_preview()
</source>
请注意：必须要执行代码sleep(5)，以便给摄像头的传感器留下一定时间调整亮度和白平衡

=== 录像 ===
移除 camera.captue()，并加入camera.start_recording()和camera.stop_recording()
<source lang="python">
camera.start_preview()
camera.start_recording('/home/pi/Desktop/video.h264')
sleep(5)
camera.stop_recording()
camera.stop_preview()
</source>
以上代码执行后，将在桌面生成video.h264的视频，长度为5秒

=== 更多参数 ===
* picamera可以给图片添加很多参数

==== 设置分辨率 ====
* 默认情况下，图片的分辨率等于显示器的分辨率，但最大的图像尺寸不超过2592*1944像素，视频尺寸不超过1920*1080像素；图像和视频的最小尺寸则为64*64像素
* 可使用以下代码设置图像的分辨率
<source lang="python">
camera.resolution = (2592, 1944)
camera.framerate = 15
camera.start_preview()
sleep(5)
camera.capture('/home/pi/Desktop/max.jpg')
camera.stop_preview()
</source>
* 请注意，相机的帧数需设置为≤15帧，以支持最大分辨率

==== 给图片加文字 ====
'''添加文字'''
<source lang="python">
camera.start_preview()
camera.annotate_text = "Hello world!"
sleep(5)
camera.capture('/home/pi/Desktop/text.jpg')
camera.stop_preview()
</source>
'''文字大小'''
<source lang="python">
camera.annotate_text_size = 50
</source>
annotate_text_size的取值范围为6-160，默认值32

'''文字颜色'''
<source lang="python">
camera.start_preview()
camera.annotate_background = Color('blue')
camera.annotate_foreground = Color('yellow')
camera.annotate_text = " Hello world "
sleep(5)
camera.stop_preview()
</source>
'''修改图片的参数'''
* 亮度
<source lang="python">
camera.start_preview()
camera.brightness = 70
sleep(5)
camera.capture('/home/pi/Desktop/bright.jpg')
camera.stop_preview()
</source>
brightness的取值范围为0-100，默认值50
* 对比度
<source lang="python">
 camera.contrast = 50
</source>
contrast的取值范围为0-100，默认值50
* 风格
可通过camera.image_effect，给图片添加特效

有效值：
* none(默认)
* negative
* solarize
* sketch
* denoise
* emboss
* oilpaint
* hatch
* gpen
* pastel
* watercolor
* film
* blur
* saturation
* colorswap
* washedout
* posterise
* colorpoint
* colorbalance
* cartoon
* deinterlace1
* deinterlace2

例如
<source lang="python">
camera.start_preview()
camera.image_effect = 'colorswap'
sleep(5)
camera.capture('/home/pi/Desktop/colorswap.jpg')
camera.stop_preview()
</source>

* 模式
可使用camera.exposure_mode，设置拍照模式（如夜晚、运动、雪地等模式）

有效值：
* off
* auto(默认)
* night
* nightpreview
* backlight
* spotlight
* sports
* snow
* beach
* verylong
* fixedfps
* antishake
* fireworks

例如
<source lang="python">
camera.start_preview()
camera.exposure_mode = 'beach'
sleep(5)
camera.capture('/home/pi/Desktop/beach.jpg')
camera.stop_preview()
</source>
* 白平衡
可使用camera.awb_mode设置白平衡

有效值：
* off
* auto(默认)
* sunlight
* cloudy
* shade
* tungsten
* fluorescent
* incandescent
* flash
* horizon

例如设置白平衡为“白天”
<source lang="python">
camera.start_preview()
camera.awb_mode = 'sunlight'
sleep(5)
camera.capture('/home/pi/Desktop/sunlight.jpg')
camera.stop_preview()
</source>