树莓派超全系列教程文档--(60)树莓派摄像头操作命令及使用其一

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rpicam-hello

rpicam-hello 会显示一个来自相机的视频的预览窗口。要使用 rpicam-hello 显示预览窗口五秒钟，请在终端中运行以下命令：

$ rpicam-hello

您可以使用 timeout 选项设置预览时间（以毫秒为单位）。值 0 无限期运行预览：

$ rpicam-hello --timeout 0

使用终端中的 Ctrl+C 或预览窗口上的关闭按钮停止 rpicam-hello 。

显示图像预览

大多数 rpicam-apps 会在窗口中显示预览图像。如果没有活动的桌面环境，则使用Linux直接渲染管理器（DRM）将预览直接绘制到显示器上。否则，rpicam-apps 会尝试使用桌面环境。两条路径都使用零拷贝GPU缓冲区共享：因此，不 支持X转发。

如果您运行X窗口服务器并希望使用X转发，请使用 qt-preview 参数以在 Qt 窗口中呈现预览窗口。Qt预览窗口将会比替代窗口使用更多资源。

NOTE: 使用Gtk2的旧系统在与OpenCV链接时可能会产生 Glib-GObject 错误并且无法显示Qt预览窗口。在这种情况下，以root身份编辑文件 /etc/xdg/qt5ct/qt5ct.conf 并将 style=gtk2 替换为 style=gtk3 。

要完全禁止预览窗口，请使用 nopreview 选项：

$ rpicam-hello -n

info-text 选项使用 % 指令在窗口标题栏上显示图像信息。例如，以下命令显示当前的红色和蓝色增益值：

$ rpicam-hello --info-text "red gain %rg, blue gain %bg"

有关指令的完整列表，请参阅 info-text信息。

rpicam-jpeg

rpicam-jpeg 可帮助您在Raspberry Pi设备上捕获图像。

要捕获全分辨率JPEG图像并将其保存到名为 test.jpg 的文件中，请运行以下命令：

$ rpicam-jpeg --output test.jpg

您应该会看到五秒钟的预览窗口。然后，rpicam-jpeg 捕获全分辨率JPEG图像并保存它。

使用 timeout 选项更改预览窗口的显示时间。width和height 选项更改保存图像的分辨率。例如，以下命令将预览窗口显示2秒，然后捕获并保存分辨率为640×480像素的图像：

$ rpicam-jpeg --output test.jpg --timeout 2000 --width 640 --height 480

rpicam-still

rpicam-still 和 rpicam-jpeg 一样，可以帮助你在 Raspberry Pi 设备上捕捉图像。
与 rpicam-jpeg 不同， rpicam-still 支持传统 raspistill 应用程序中提供的许多选项。

要捕获全分辨率JPEG图像并将其保存到名为 test.jpg 的文件中，请运行以下命令：

$ rpicam-still --output test.jpg

编码器

rpicam-still 可以以多种格式保存图像，包括 png、bmp 以及RGB和YUV二进制像素转储。要读取这些二进制转储，任何读取文件的应用程序都必须了解像素排列。

使用 encoding 选项指定输出格式。传递给 output 的文件名对输出文件类型没有影响。

要捕获全分辨率PNG图像并将其保存到名为 test.png 的文件中，请运行以下命令：

$ rpicam-still --encoding png --output test.png

有关指定图像格式的更多信息，请参阅 encoding 选项参考。

捕获原始图像

原始图像是由图像传感器直接生成的图像，然后再由图像信号处理器（ISP）或中央处理器进行处理。彩色图像传感器通常使用 Bayer 格式。使用 raw 选项可捕捉原始图像。

要捕获图像，请将其保存到名为 test.jpg 的文件中，并将图像的原始版本保存到名为 test.dng 的文件中，请运行以下命令：

$ rpicam-still --raw --output test.jpg

rpicam-still 以DNG（Adobe Digital Negative）格式保存原始图像。要确定原始图像的文件名，rpicam-still 使用与输出文件相同的名称，扩展名更改为 .dng 。要处理DNG图像，请使用 Dcraw 或 RawTherapee 等应用程序。

DNG元数据包括电平、白平衡信息以及ISP用于生成JPEG的色彩矩阵。使用 ExifTool 查看 DNG 元数据。以下输出显示了存储在 Raspberry Pi 使用 HQ 摄像机拍摄的原始图像中的典型元数据：

File Name                       : test.dng
Directory                       : .
File Size                       : 24 MB
File Modification Date/Time     : 2021:08:17 16:36:18+01:00
File Access Date/Time           : 2021:08:17 16:36:18+01:00
File Inode Change Date/Time     : 2021:08:17 16:36:18+01:00
File Permissions                : rw-r--r--
File Type                       : DNG
File Type Extension             : dng
MIME Type                       : image/x-adobe-dng
Exif Byte Order                 : Little-endian (Intel, II)
Make                            : Raspberry Pi
Camera Model Name               : /base/soc/i2c0mux/i2c@1/imx477@1a
Orientation                     : Horizontal (normal)
Software                        : rpicam-still
Subfile Type                    : Full-resolution Image
Image Width                     : 4056
Image Height                    : 3040
Bits Per Sample                 : 16
Compression                     : Uncompressed
Photometric Interpretation      : Color Filter Array
Samples Per Pixel               : 1
Planar Configuration            : Chunky
CFA Repeat Pattern Dim          : 2 2
CFA Pattern 2                   : 2 1 1 0
Black Level Repeat Dim          : 2 2
Black Level                     : 256 256 256 256
White Level                     : 4095
DNG Version                     : 1.1.0.0
DNG Backward Version            : 1.0.0.0
Unique Camera Model             : /base/soc/i2c0mux/i2c@1/imx477@1a
Color Matrix 1                  : 0.8545269369 -0.2382823821 -0.09044229197 -0.1890484985 1.063961506 0.1062747385 -0.01334283455 0.1440163847 0.2593136724
As Shot Neutral                 : 0.4754476844 1 0.413686484
Calibration Illuminant 1        : D65
Strip Offsets                   : 0
Strip Byte Counts               : 0
Exposure Time                   : 1/20
ISO                             : 400
CFA Pattern                     : [Blue,Green][Green,Red]
Image Size                      : 4056x3040
Megapixels                      : 12.3
Shutter Speed                   : 1/20

要找到模拟增益，请将ISO数除以100。
自动白平衡（AWB）算法确定一个单一的校准光源，该光源始终标为 “D65”。

捕捉长时间曝光

要拍摄长时间曝光的图像，请禁用自动曝光/增益控制 (AEC/AGC) 和自动白平衡 (AWB)。否则，这些算法将迫使用户在收敛时等待若干帧。

要禁用这些算法，请为增益和 AWB 提供明确的值。由于长时间曝光已经耗费了大量时间，可以使用 immediate 选项完全跳过预览阶段。

要执行100秒曝光捕获，请运行以下命令：

$ rpicam-still -o long_exposure.jpg --shutter 100000000 --gain 1 --awbgains 1,1 --immediate

要查找 Raspberry Pi 官方摄像头的最大曝光时间，请参阅 摄像头硬件规格。

创建延时视频

要创建延时视频，请定期捕获静止图像，例如一分钟一次，然后使用应用程序将图片拼接成视频。

使用 rpicam-still 延时模式

要使用内置的延时模式 rpicam-still ，请使用 timelapse 选项。此选项接受一个值，该值表示您希望Raspberry Pi在两次捕获之间等待的时间，以毫秒为单位。

首先，创建一个目录，您可以在其中存储延时照片：

$ mkdir timelapse

运行以下命令创建 30 秒钟的延时，每两秒记录一张照片，将输出保存到 image0001.jpg 至 image0013.jpg 中：

$ rpicam-still --timeout 30000 --timelapse 2000 -o timelapse/image%04d.jpg

通过 cron

您还可以使用 cron 自动延时。首先，创建名为 timelapse.sh 的脚本，其中包含以下命令。将Raspberry Pi上的 <username> 占位符替换为您的用户帐户名称：

#!/bin/bash
DATE=$(date +"%Y-%m-%d_%H%M")
rpicam-still -o /home/<username>/timelapse/$DATE.jpg

然后，使脚本可执行：

$ chmod +x timelapse.sh

创建 timelapse 目录，您将在其中保存延时照片：

$ mkdir timelapse

打开您的crontab进行编辑：

$ crontab -e

在编辑器中打开文件后，添加以下行以安排每分钟捕获一次图像，将 <username> 占位符替换为您的主要用户帐户的用户名：

* * * * * /home/<username>/timelapse.sh 2>&1

保存并退出，您应该会看到以下消息：

crontab: installing new crontab

TIP: 要停止为延时拍摄图像，请再次运行 crontab -e 并从crontab中删除上面的行。

将图像拼接在一起

一旦你有了一系列延时照片，你可能想把它们组合成一个视频。使用 ffmpeg 在树莓派上执行此操作。

首先，安装 ffmpeg ：

$ sudo apt install ffmpeg

从包含 timelapse 目录的目录运行以下命令，将JPEG文件转换为mp4视频：

$ ffmpeg -r 10 -f image2 -pattern_type glob -i 'timelapse/*.jpg' -s 1280x720 -vcodec libx264 timelapse.mp4

上面的命令使用以下参数：

• -r 10 ：将输出视频的帧率（Hz值）设置为每秒10帧
• -f image2 ：设置 ffmpeg 以从模式指定的图像文件列表中读取
• -pattern_type glob ：使用通配符模式来解释文件名输入
• -i 'timelapse/*.jpg' ：指定输入文件以匹配 timelapse 目录中的JPG文件
• -s 1280x720 ：缩放到720p
• -vcodec libx264 使用软件x264编码器。
• timelapse.mp4 输出视频文件的名称。

有关 ffmpeg 选项的更多信息，请在终端中运行 ffmpeg --help 。

$ rpicam-vid --codec libav --libav-format avi --libav-audio --output example.avi

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