Linux usb web camera

Работа с usb видеокамерой в Linux. Часть 1

По популярности видеокамера, сегодня, стоит в одном ряду с микрофоном и наушниками. Она используется в различных направлениях, таких как распознавание объектов, дополненная реальность, видеоконференции и множество других. Но что же скрыто под капотом этих сложнейших программ? Как мы получаем картинку с видеокамеры? Этот цикл статей позволит взглянуть на простоту работы с видеокамерой на низком уровне, обработку полученного изображения.

Для начала, немного информации о работе с устройствами в системе Linux. Устройства в nix системах представляют собой файл. С некоторыми файлами-устройств мы можем работать как с обычными файлами. Например:

эта команда выведет на экран весь диск sda.

Есть устройства с которыми нельзя работать напрямую, к ним относится видеокамера.При попытке это сделать мы получим такую реакцию системы:

~$ cat: /dev/video0: Недопустимый аргумент

*Где /dev/video0 это файл-устройство найшей видеокамеры.

Для работы с ней нам понадобится системная функция ioctl детальнее о ней можно ознакомится [1]. Попробуем это применить. Вот код позволяющий считать информации с устройства (альтернатива команде cat для видеоустройств):

#include #include #include #include #include #include int main (int argc,char* argv[]) < /*Read Params*/ char *device_name; if(argc >1) < &nbsp&nbspdevice_name = argv[1]; >else < &nbsp&nbspdevice_name = "/dev/video0"; >/*Open Device*/ int file_device = open(device_name, O_RDWR, 0); if (file_device == -1) < &nbsp&nbspprintf ("%s error %d, %s\n",device_name, errno, strerror(errno)); &nbsp&nbspexit(EXIT_FAILURE); >/*Read Params From Device*/ struct v4l2_capability device_params; if (ioctl(file_device, VIDIOC_QUERYCAP, &device_params) == -1) < &nbsp&nbspprintf ("\"VIDIOC_QUERYCAP\" error %d, %s\n", errno, strerror(errno)); &nbsp&nbspexit(EXIT_FAILURE); >printf("driver : %s\n",device_params.driver); printf("card : %s\n",device_params.card); printf("bus_info : %s\n",device_params.bus_info); printf("version : %d.%d.%d\n",      ((device_params.version >> 16) & 0xFF),      ((device_params.version >> 8) & 0xFF),      (device_params.version & 0xFF)); printf("capabilities: 0x%08x\n", device_params.capabilities); printf("device capabilities: 0x%08x\n", device_params.device_caps); /* Close Device */ if (-1 == close (file_device)) < &nbsp&nbspprintf ("\"close\" error %d, %s\n", errno, strerror(errno)); &nbsp&nbspexit(EXIT_FAILURE); >file_device = -1; return 0; >

В первых строках кода считываются параметры с которой запущено приложение. Если параметров нету то device_name принимает стандартоне значение «/dev/video0».

Читайте также: Linux graphics card find

В блоке «Open Device» происходит открытие устройства системной функцией open (нужно подключить header fcntl.h). Обязательный параметр O_RDWR отвечает за открытие устройства считывания/записи. Если при подключении возникла ошибка, то функция open вернет -1.

Блок «Read Params From Device» — это сердце нашей маленькой программы. Для его использования надо подключить билиотеку

возможно прийдется её установить, у каждого дистрибутива свой пакет под эту библиотеку
Системная функция ioctl имеет три параметра:
file_device — дескриптор нашего устройства
VIDIOC_QUERYCAP — функция ядра, которую применяем для нашего устройства.
device_params — область памяти куда будет сброшен результат функции «VIDIOC_QUERYCAP».

device_params это структура состоящая из таких полей:

если возникла ошибка ioctl вернет -1

Блок «Close Device» закрывает дескриптор устройства.

Посмотрим программу в действии.

./catvd /dev/video0 /dev/video0 error 2, No such file or directory

устройство не определилось ядром либо не подключено ~~уборщица опять ненужные провода дергала~~.
Подключаем и заново запуск. Получаем такую информацию:

 ./catvd /dev/video0 driver : uvcvideo card : UVC Camera (046d:0804) bus_info : usb-0000:00:12.2-3 version : 3.11.10 capabilities: 0x84000001 device capabilities: 0x04000001

поле capabilities и device capabilities можно расшифровать благодаря константам из файла videodev2.h:

V4L2_CAP_DEVICE_CAPS 0x80000000 // устроство содержит поля для изменения параметров. V4L2_CAP_STREAMING 0x04000000 // это потоковое устройство i/o ioctls. V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE 0x00000001 // устроство имеет функцию видеозахвата.

На этом вводная статья заканчивается. В следующих обзорах будут затронуты, такие темы как memory-mapping, виодеформаты изображения, настройка камеры, вывод изображения в текстуру, работа с несколькими камерами.

Ресурсы используемые в статье:

Источник