屏幕捕捉

Android5.0之后开放了屏幕捕捉的API，因此开发者便可以直接通过代码进行截图与录屏，而无需操作系统底层了。屏幕捕捉的功能由MediaProjectionManager媒体投影管理器实现，该管理器的对象从系统服务MEDIA_PROJECTION_SERVICE中获得。注意MediaProjectionManager是Android5.0之后新增的工具，故代码中要补充判断系统版本，如果是4.*及以下版本，则不可处理屏幕捕捉操作。

具体的屏幕捕捉，还要调用媒体投影管理器对象的getMediaProjection方法，获取MediaProjection媒体投影对象。MediaProjection主要有两个方法，说明如下：
createVirtualDisplay : 创建虚拟显示层。可分别指定显示层的名称、宽度、高度、密度、标志、渲染表面等等。其中标志通常取值DisplayManager.VIRTUAL_DISPLAY_FLAG_AUTO_MIRROR，渲染表面则按照截图和录屏两种方式分别取值。
stop : 停止投影。

屏幕捕捉的用途主要是截图和录屏，这有点像摄像头的功能，截图对应拍照，而录屏对应录像。对于拍照和录像，我们知道需要创建一个SurfaceView表面视图做为画面预览层，那么就屏幕捕捉而言，也需要创建一个虚拟显示对象做为投影预览层。这个投影预览层即前面createVirtualDisplay方法返回的VirtualDisplay对象，具体的表面对象则为createVirtualDisplay方法中的渲染表面参数，也就是一个Surface对象。如果当前为截图操作，那么调用ImageReader对象的getSurface方法获得渲染表面；如果当前为录屏操作，那么调用MediaCodec对象的createInputSurface方法获得渲染表面。

截图

给屏幕截图用到了ImageReader，它的常用方法说明如下：
newInstance : 静态函数，构造一个图像读取器，可指定图像的宽度、高度、色彩模式，以及图像数量。
getSurface : 获取图像的渲染表面。在实现截图功能时，这里的表面对象要作为createVirtualDisplay方法的输入参数。
acquireLatestImage : 获得最近的一幅图像数据。该方法返回Image对象，需转换为Bitmap格式。

下面是把Image对象转换为Bitmap格式的示例代码：

 public static Bitmap getBitmap(Image image) {int width = image.getWidth();int height = image.getHeight();Image.Plane[] planes = image.getPlanes();ByteBuffer buffer = planes[0].getBuffer();int pixelStride = planes[0].getPixelStride();int rowStride = planes[0].getRowStride();int rowPadding = rowStride - pixelStride * width;Bitmap bitmap = Bitmap.createBitmap(width + rowPadding / pixelStride,height, Bitmap.Config.ARGB_8888);bitmap.copyPixelsFromBuffer(buffer);bitmap = Bitmap.createBitmap(bitmap, 0, 0, width, height);image.close();return bitmap;}

截图服务的主要逻辑代码如下所示：

@TargetApi(Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP)
public class CaptureService extends Service implements FloatClickListener {private static final String TAG = "CaptureService";private MediaProjectionManager mMpMgr;private MediaProjection mMP;private ImageReader mImageReader;private String mImagePath, mImageName;private int mScreenWidth, mScreenHeight, mScreenDensity;private VirtualDisplay mVirtualDisplay;private FloatView mFloatView;@Overridepublic IBinder onBind(Intent intent) {return null;}@Overridepublic void onCreate() {super.onCreate();mImagePath = Environment.getExternalStoragePublicDirectory(Environment.DIRECTORY_DOWNLOADS).getAbsolutePath() + "/ScreenShots/";mMpMgr = MainApplication.getInstance().getMpMgr();mScreenWidth = DisplayUtil.getSreenWidth(this);mScreenHeight = DisplayUtil.getSreenHeight(this);mScreenDensity = DisplayUtil.getSreenDensityDpi(this);mImageReader = ImageReader.newInstance(mScreenWidth, mScreenHeight, PixelFormat.RGBA_8888, 2);if (mFloatView == null) {mFloatView = new FloatView(MainApplication.getInstance());mFloatView.setLayout(R.layout.float_capture);}mFloatView.setOnFloatListener(this);}@Overridepublic int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {if (mFloatView != null && mFloatView.isShow() == false) {mFloatView.show();}return super.onStartCommand(intent, flags, startId);}@Overridepublic void onFloatClick(View v) {Toast.makeText(this, "准备截图", Toast.LENGTH_SHORT).show();mHandler.postDelayed(mStartVirtual, 100); // 准备屏幕mHandler.postDelayed(mCapture, 500); // 进行截图mHandler.postDelayed(mStopVirtual, 1000); // 释放屏幕}private Handler mHandler = new Handler();private Runnable mStartVirtual = new Runnable() {@Overridepublic void run() {mFloatView.mContentView.setVisibility(View.INVISIBLE);if (mMP == null) {mMP = mMpMgr.getMediaProjection(MainApplication.getInstance().getResultCode(), MainApplication.getInstance().getResultIntent());}mVirtualDisplay = mMP.createVirtualDisplay("capture_screen", mScreenWidth, mScreenHeight,mScreenDensity, DisplayManager.VIRTUAL_DISPLAY_FLAG_AUTO_MIRROR,mImageReader.getSurface(), null, null);}};private Runnable mCapture = new Runnable() {@Overridepublic void run() {mImageName = Utils.getNowDateTime() + ".png";Log.d(TAG, "mImageName=" + mImageName);Bitmap bitmap = FileUtil.getBitmap(mImageReader.acquireLatestImage());if (bitmap != null) {FileUtil.createFile(mImagePath, mImageName);FileUtil.saveBitmap(mImagePath+mImageName, bitmap, "PNG", 100);Toast.makeText(CaptureService.this, "截图成功："+mImagePath+mImageName, Toast.LENGTH_SHORT).show();} else {Toast.makeText(CaptureService.this, "截图失败：未截到屏幕图片", Toast.LENGTH_SHORT).show();}}};private Runnable mStopVirtual = new Runnable() {@Overridepublic void run() {mFloatView.mContentView.setVisibility(View.VISIBLE);if (mVirtualDisplay != null) {mVirtualDisplay.release();mVirtualDisplay = null;}}};@Overridepublic void onDestroy() {if (mFloatView != null && mFloatView.isShow() == true) {mFloatView.close();}if (mMP != null) {mMP.stop();}super.onDestroy();}}

录屏

把用户在屏幕上的操作行为录制成视频，我们称之为录屏。因为视频有多种格式，不同格式的编码过程也不相同，所以录屏的过程比起截图要复杂得多，主要功能点简述如下：
1、需要控制何时开始录屏，何时结束录屏；
2、设置视频的编码格式，及其对应的编码过程；
3、指定视频的常见播放参数，如尺寸、位率、帧率、色彩等等；
具体到编码实现上，录屏使用了MediaCodec媒体编码器和MediaMuxer媒体转换器两个工具，通过这两个工具的相互配合，方能完成屏幕录制功能。

下面是媒体编码器MediaCodec的主要方法说明：
createEncoderByType : 静态函数，根据编码格式构造一个媒体编码器。编码格式通常取值MediaFormat.MIMETYPE_VIDEO_AVC。
configure : 设置媒体编码的参数，包括视频格式、视频宽高、视频位率、视频帧率等等。
createInputSurface : 创建一个用于输入的表面对象。在实现录屏功能时，这里的表面对象要作为createVirtualDisplay方法的输入参数。
start : 开始编码。
dequeueOutputBuffer : 给输出缓冲区排队。返回该输出缓冲区的索引位置。
getOutputFormat : 获取输出格式。
getOutputBuffer : 根据索引位置获取输出缓冲区的数据。
releaseOutputBuffer : 释放指定索引位置的输出缓冲区。
stop : 停止编码。
release : 释放媒体编码资源。

下面是媒体转换器MediaMuxer的主要方法说明：
构造函数 : 根据文件路径与文件格式构造一个媒体转换器。文件格式通常取值MediaMuxer.OutputFormat.MUXER_OUTPUT_MPEG_4。
addTrack : 把指定格式添加到转换轨道上。返回轨道的索引位置。
start : 开始工作。
writeSampleData : 把编码转换后的数据写入索引位置的轨道。该方法在MediaCodec的getOutputBuffer方法之后调用。
stop : 停止工作。
release : 释放媒体转换资源。

由于截图和录屏可用于捕捉其它App的画面，为了让录屏App在其它界面上也能响应控制操作，因此要把录屏App的控制条做成悬浮窗的样式，通过悬浮窗按钮完成截图或者录屏功能。有关悬浮窗的说明参见《 Android开发笔记（一百一十八）自定义悬浮窗》。

录屏服务的主要逻辑代码如下所示：

@TargetApi(Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP)
public class RecordService extends Service implements FloatClickListener {private static final String TAG = "RecordService";private String mVideoPath, mVideoName;private MediaProjectionManager mMpMgr;private MediaProjection mMP;private VirtualDisplay mVirtualDisplay;private int mScreenWidth, mScreenHeight, mScreenDensity;private MediaCodec mMediaCodec;private MediaMuxer mMediaMuxer;private boolean isRecording = false, isMuxerStarted = false;private MediaCodec.BufferInfo mBufferInfo = new MediaCodec.BufferInfo();private int mVideoTrackIndex = -1;private FloatView mFloatView;private ImageView iv_record;@Overridepublic IBinder onBind(Intent intent) {return null;}@Overridepublic void onCreate() {super.onCreate();mVideoPath = Environment.getExternalStoragePublicDirectory(Environment.DIRECTORY_DOWNLOADS).getAbsolutePath() + "/ScreenRecords/";mMpMgr = MainApplication.getInstance().getMpMgr();mScreenWidth = DisplayUtil.getSreenWidth(this);mScreenHeight = DisplayUtil.getSreenHeight(this);mScreenDensity = DisplayUtil.getSreenDensityDpi(this);if (mFloatView == null) {mFloatView = new FloatView(MainApplication.getInstance());mFloatView.setLayout(R.layout.float_record);}mFloatView.setOnFloatListener(this);iv_record = (ImageView) mFloatView.mContentView.findViewById(R.id.iv_record);}@Overridepublic int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {if (mFloatView != null && mFloatView.isShow() == false) {mFloatView.show();}return super.onStartCommand(intent, flags, startId);}@Overridepublic void onFloatClick(View v) {isRecording = !isRecording;if (isRecording) {iv_record.setImageResource(R.drawable.ic_record_pause);Toast.makeText(RecordService.this, "开始录屏", Toast.LENGTH_SHORT).show();recordStart();} else {iv_record.setImageResource(R.drawable.ic_record_begin);Toast.makeText(RecordService.this, "结束录屏："+mVideoPath+mVideoName, Toast.LENGTH_SHORT).show();}}private String prepare() {MediaFormat format = MediaFormat.createVideoFormat(MediaFormat.MIMETYPE_VIDEO_AVC, mScreenWidth, mScreenHeight); //视频格式与宽高format.setInteger(MediaFormat.KEY_BIT_RATE, 300*1024*8); //每秒多少位，这里设置每秒300Kformat.setInteger(MediaFormat.KEY_FRAME_RATE, 20); //每秒多少帧，每秒20帧则每帧大小15Kformat.setInteger(MediaFormat.KEY_COLOR_FORMAT, MediaCodecInfo.CodecCapabilities.COLOR_FormatSurface); //设置颜色格式format.setInteger(MediaFormat.KEY_I_FRAME_INTERVAL, 2); //设置关键帧的间隔try {mMediaCodec = MediaCodec.createEncoderByType(MediaFormat.MIMETYPE_VIDEO_AVC);mMediaCodec.configure(format, null, null, MediaCodec.CONFIGURE_FLAG_ENCODE);mMediaCodec.start(); //开始视频编码return null;} catch (Exception e) {e.printStackTrace();return e.getMessage();}}private void recordStart() {String result = prepare();if (result != null) {Toast.makeText(this, "准备录屏发生异常："+result, Toast.LENGTH_SHORT).show();return;}if (mMP == null) {mMP = mMpMgr.getMediaProjection(MainApplication.getInstance().getResultCode(), MainApplication.getInstance().getResultIntent());}mVirtualDisplay = mMP.createVirtualDisplay("ScreenRecords", mScreenWidth, mScreenHeight, mScreenDensity, DisplayManager.VIRTUAL_DISPLAY_FLAG_AUTO_MIRROR, mMediaCodec.createInputSurface(), null, null);new RecordThread().start();}private class RecordThread extends Thread {@Overridepublic void run() {try {Log.d(TAG, "RecordThread Start");FileUtil.createDir(mVideoPath);mVideoName = Utils.getNowDateTime() + ".mp4"; //文件格式为MPEG-4mMediaMuxer = new MediaMuxer(mVideoPath+mVideoName, MediaMuxer.OutputFormat.MUXER_OUTPUT_MPEG_4);while (isRecording) {int index = mMediaCodec.dequeueOutputBuffer(mBufferInfo, 10000); //返回缓冲区的索引Log.d(TAG, "缓冲区的索引为" + index);if (index == MediaCodec.INFO_OUTPUT_FORMAT_CHANGED) { //输出格式发生变化if (isMuxerStarted) {throw new IllegalStateException("输出格式已经发生变化");}MediaFormat newFormat = mMediaCodec.getOutputFormat();mVideoTrackIndex = mMediaMuxer.addTrack(newFormat);mMediaMuxer.start();isMuxerStarted = true;Log.d(TAG, "新的输出格式是："+newFormat.toString()+"，媒体转换器的轨道索引是"+mVideoTrackIndex);} else if (index == MediaCodec.INFO_TRY_AGAIN_LATER) { //请求超时Thread.sleep(50);} else if (index >= 0) { //正常输出if (!isMuxerStarted) {throw new IllegalStateException("媒体转换器尚未添加格式轨道");}encodeToVideo(index);mMediaCodec.releaseOutputBuffer(index, false);}}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {release();}}}private void encodeToVideo(int index) {ByteBuffer encoded = mMediaCodec.getOutputBuffer(index);if ((mBufferInfo.flags & MediaCodec.BUFFER_FLAG_CODEC_CONFIG) != 0) { //如果不是媒体数据mBufferInfo.size = 0;}if (mBufferInfo.size == 0) { //缓冲区不存在有效数据encoded = null;} else {Log.d(TAG, "缓冲区大小=" + mBufferInfo.size+ ", 持续时间=" + mBufferInfo.presentationTimeUs+ ", 偏移=" + mBufferInfo.offset);}if (encoded != null) {encoded.position(mBufferInfo.offset);encoded.limit(mBufferInfo.offset + mBufferInfo.size);mMediaMuxer.writeSampleData(mVideoTrackIndex, encoded, mBufferInfo); //写入视频文件}}private void release() {isRecording = false;isMuxerStarted = false;if (mMediaCodec != null) {mMediaCodec.stop();mMediaCodec.release();mMediaCodec = null;}if (mVirtualDisplay != null) {mVirtualDisplay.release();mVirtualDisplay = null;}if (mMediaMuxer != null) {mMediaMuxer.stop();mMediaMuxer.release();mMediaMuxer = null;}}@Overridepublic void onDestroy() {release();if (mFloatView != null && mFloatView.isShow() == true) {mFloatView.close();}if (mMP != null) {mMP.stop();}super.onDestroy();}
}

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