Windows下Qt编写Android应用程序的环境搭建记录

前言

由于要在手机上实现一些应用，例如部署目标检测模型、添加单目测距定位的功能等，需要编写一个示例APP。尽管安卓我并不陌生，在本科的时候自己写过一点APP，所以基本的东西还是懂的。但问题在于，我已经几年没碰过了。。现在Java编程几乎忘得差不多，主要的语言变成了Python和C/C++，要想立马自己编写一个Java的应用程序确实有点困难。在思考过后，我决定用Qt的安卓开发环境来写，这样就可以不用复习Java和安卓编程，并且使用熟悉的C++和Qt来完成开发。于是简单了解了下Qt的安卓开发环境搭建，也自己动手试了试。尽管想法不错，但测试后发现纯C++写的程序没法成功打开摄像头，可能是我用的小米手机不支持这部分API的原因，要想正常打开摄像头，还是得用Java编程，于是果断转向了Android Studio。虽然Qt也支持Java和C++混合编程，但如果已经逃不开Java的话，那当然还是选择Android Studio更为合适，毕竟Android Studio也支持NDK开发，同样可以混合编程，并且配置环境也更为简单。这篇文章主要记录下Qt配置Android开发环境的过程，包括OpenCV的配置，后面也会再写一篇Android配置OpenCV开发环境的文章。

配置开发环境

在Qt上开始编写安卓应用程序前，需要下载安装所需的环境依赖，包括：

JDK1.8
SDK
NDK

如果没有安装Qt，那么还得先下载Qt5安装包，Qt5的版本没有特别要求，一般选最新的即可，但不同版本的环境依赖安装会有一些差别，具体可以参考Qt for Android，本文则以Windows环境下最新的5.14.2为例。在安装Qt时必须选中Android的选项，不然安装后无法配置Android相关的环境。Qt安装好后，点击工具->选项，在打开的窗口中选择设备->Android，即可看到如下所示的信息：

从上面可以看到要安装的环境依赖具体包括哪些，当没有安装好部分依赖时，详情里会进行相应的提示。对于环境依赖的安装，简单的方式是下载Android Studio用来安装SDK和NDK，当然，也可以根据上面的链接逐个下载安装。不过上面给出的SDK链接的版本较低，单独下载安装后Qt会提示版本问题，因而无法在Qt中配置Platform SDK的版本，这时可打开SDK Manager更新到最新版本。使用SDK Manager时可能找不到SDK Tools的选项，需要点击取消下方的Hide Obsolete Packages选项。

安装JDK1.8

先下载安装JDK1.8，接着配置Java环境变量：

新建环境变量JAVA_HOME，变量值为JDK的安装目录，如C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_231
新建环境变量CLASSPATH，变量值为.;%JAVA_HOME%\bin;%JAVA_HOME%\lib\dt.jar;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar
在Path中添加%JAVA_HOME%\bin和%JAVA_HOME%\jre\bin两项

安装SDK

先下载SDK安装包点击运行，指定SDK的安装目录进行安装。安装好后打开SDK Manager安装Build-Tools、Platform-Tools和目标安卓版本的Platform SDK，接着添加安装目录下的platform-tools和build-tools\28.0.3目录路径到环境变量Path中，如D:\Android-sdk\sdk-windows\platform-tools和D:\Android-sdk\sdk-windows\build-tools\28.0.3，这里的28.0.3是build-tools的版本，根据实际版本修改。

安装NDK

先下载NDK安装包，接着解压到指定的安装目录，最后新建环境变量ANDROID_NDK_HOME，变量值为NDK的安装目录。如果需要下载最新的NDK版本，可在SDK Manager中进行更新。

在完成上面的步骤后，Qt的Android开发环境已经配置完备，接着可创建Qt工程进行测试，创建工程时选择Android工具包。测试时需要用USB连接安卓手机，如果是小米手机需要在开发者模式下打开调试选项。

Qt配置OpenCV

由于我是想用OpenCV的DNN模块加载目标检测模型，因此还需要在Qt上配置OpenCV库。对于OpenCV的配置，参考Qt for Android + OpenCV的配置及使用：首先到官网下载指定OpenCV版本的Android开发包，通常下载最新版本即可，下载好后解压到指定安装目录，注意目录不要有中文字符。在QT工程的.pro文件中添加如下内容：

unix {
OPENCV_ANDROID_SDK = D:/OpenCV/opencv-4.4.0-android/OpenCV-android-sdk/sdk/native
INCLUDEPATH += $$OPENCV_ANDROID_SDK/jni/include/
LIBS += $$OPENCV_ANDROID_SDK/staticlibs/armeabi-v7a/libopencv_calib3d.a \$$OPENCV_ANDROID_SDK/staticlibs/armeabi-v7a/libopencv_core.a \$$OPENCV_ANDROID_SDK/staticlibs/armeabi-v7a/libopencv_dnn.a \$$OPENCV_ANDROID_SDK/staticlibs/armeabi-v7a/libopencv_features2d.a \$$OPENCV_ANDROID_SDK/staticlibs/armeabi-v7a/libopencv_flann.a \$$OPENCV_ANDROID_SDK/staticlibs/armeabi-v7a/libopencv_highgui.a \$$OPENCV_ANDROID_SDK/staticlibs/armeabi-v7a/libopencv_imgcodecs.a \$$OPENCV_ANDROID_SDK/staticlibs/armeabi-v7a/libopencv_imgproc.a \$$OPENCV_ANDROID_SDK/staticlibs/armeabi-v7a/libopencv_ml.a \$$OPENCV_ANDROID_SDK/staticlibs/armeabi-v7a/libopencv_objdetect.a \$$OPENCV_ANDROID_SDK/staticlibs/armeabi-v7a/libopencv_photo.a \$$OPENCV_ANDROID_SDK/staticlibs/armeabi-v7a/libopencv_stitching.a \$$OPENCV_ANDROID_SDK/staticlibs/armeabi-v7a/libopencv_video.a \$$OPENCV_ANDROID_SDK/staticlibs/armeabi-v7a/libopencv_videoio.a \$$OPENCV_ANDROID_SDK/staticlibs/armeabi-v7a/libopencv_gapi.a \$$OPENCV_ANDROID_SDK/3rdparty/libs/armeabi-v7a/libcpufeatures.a \$$OPENCV_ANDROID_SDK/3rdparty/libs/armeabi-v7a/libIlmImf.a \$$OPENCV_ANDROID_SDK/3rdparty/libs/armeabi-v7a/liblibjasper.a \$$OPENCV_ANDROID_SDK/3rdparty/libs/armeabi-v7a/liblibjpeg-turbo.a \$$OPENCV_ANDROID_SDK/3rdparty/libs/armeabi-v7a/liblibpng.a \$$OPENCV_ANDROID_SDK/3rdparty/libs/armeabi-v7a/liblibprotobuf.a \$$OPENCV_ANDROID_SDK/3rdparty/libs/armeabi-v7a/liblibtiff.a \$$OPENCV_ANDROID_SDK/3rdparty/libs/armeabi-v7a/liblibwebp.a \$$OPENCV_ANDROID_SDK/3rdparty/libs/armeabi-v7a/libquirc.a \$$OPENCV_ANDROID_SDK/3rdparty/libs/armeabi-v7a/libtbb.a \$$OPENCV_ANDROID_SDK/3rdparty/libs/armeabi-v7a/libtegra_hal.a \$$OPENCV_ANDROID_SDK/3rdparty/libs/armeabi-v7a/libittnotify.a \$$OPENCV_ANDROID_SDK/3rdparty/libs/armeabi-v7a/libade.a \$$OPENCV_ANDROID_SDK/libs/armeabi-v7a/libopencv_java4.so
}
ANDROID_EXTRA_LIBS = D:/OpenCV/opencv-4.4.0-android/OpenCV-android-sdk/sdk/native/libs/armeabi-v7a/libopencv_java4.so

上面的ANDROID_EXTRA_LIBS是Qt指定外部依赖库的配置项，会将指定的libopencv_java4.so文件打包到生成的APK中。

C++&Java混合编程

在Qt开发中C++可通过JNI，即Java Native Interface和Java进行交互，具体的配置包括，在Qt工程的.pro文件中添加如下：

QT += androidextras
ANDROID_PACKAGE_SOURCE_DIR = $$PWD/android-sources
OTHER_FILES += \android-sources/com/example/opencvdemo/OpenCVDemo.java \android-sources/AndroidManifest.xml

在Qt工程目录下创建android-sources文件夹，文件夹的名字可以相应更改，在android-sources文件夹下创建AndroidManifest.xml和com/example/opencvdemo/OpenCVDemo.java文件。熟悉Android编程的知道，这里的AndroidManifest.xml为应用程序的配置文件，而OpenCVDemo.java则是对应的Java代码，文件的名字和路径均可相应更改。具体的应用可参考Qt的官方例程的Qt Notifier。

结语

尽管在Qt上没能实现功能，但使用Qt编写Android应用程序却是一个不错的选择，可以使用QML进行界面的设计，同时QML也可与C++进行交互。如果不是遇到Qt自带的API没法正常打开摄像头的情况，我应该会首选用C++编写APP。当然，在遇到这样的问题时，可以选择使用Java API打开摄像头，然后调用C++ API完成对帧的后续处理，这样即能方便C++用户，也能一定程度提升应用的实时性。总地说来，Qt正在不断壮大，相关的生态链也是越来越完善，同时随着NDK的不断发展，相信在数年后使用C++完成整个Android应用程序的编写将成为现实。