移动端视频录制的性能挑战

以 4K/30fps 视频为例，未压缩的原始数据流量高达 355MB/s（3840x2160x12x30）。即使采用 H.264 High Profile 编码，比特率仍需 40-50Mbps。这对移动设备的 CPU、内存和存储子系统构成三重压力：

• 计算压力：每帧 8.3ms 的编码时限（1s/30fps）
• 内存压力：YUV420 帧缓冲需 12.4MB（4K 分辨率）
• 存储压力：连续写入速度需稳定在 6MB/s 以上

Camera2 vs Camera1：架构革新

1. 流水线模型
2. Camera1 采用阻塞式请求-响应模型，易导致帧延迟

3. Camera2 引入异步会话（CaptureSession），支持并行请求处理

4. 数据获取方式

   // SurfaceTexture 方案（适合预览）
   val surfaceTexture = SurfaceTexture(textureView.id)
   val previewSurface = Surface(surfaceTexture)
   
   // ImageReader 方案（适合录制）
   val imageReader = ImageReader.newInstance(
       width, height, ImageFormat.YUV_420_888, 3)

5. SurfaceTexture：GPU 直接渲染，延迟低但 YUV 转换耗 CPU
6. ImageReader：原生 YUV 数据，需注意 Image.close() 及时释放

MediaCodec 实战优化

同步/异步模式选择

• 同步模式：代码逻辑简单，但可能阻塞 UI 线程
• 异步模式：需实现 Callback，推荐配合 HandlerThread

环形缓冲区实现

class CircularBuffer(capacity: Int) {
    private val buffer = ArrayDeque<Frame>(capacity)
    private val lock = ReentrantLock()

    fun add(frame: Frame) = lock.withLock {
        if (buffer.size == capacity) buffer.removeFirst()
        buffer.addLast(frame)
    }
}

MediaMuxer 时间戳同步

关键步骤：

1. 音频/视频轨道分别记录起始时间戳 startTimeUs
2. 写入时校准：

   presentationTimeUs = systemTimeUs - startTimeUs

3. 动态调整策略：当差值超过 100ms 时触发丢帧

AI 辅助优化方案

使用 ML Kit 的 ImageAnalysis 实现智能帧丢弃：

1. 构建帧质量评估模型（基于亮度/对比度/模糊度）
2. 动态丢弃评分低于阈值的帧
3. 核心代码片段：

   analyzer.setAnalyzer(executor) { image ->
       val score = calculateQualityScore(image)
       if (score > THRESHOLD) {
           encoderQueue.offer(image)
       }
       image.close()
   }

生产环境 Checklist

编码器兼容性

| 厂商 | H.264 支持 | HEVC 支持 | |---------|------------|-----------| | 华为 | ✅ | 部分机型 | | 小米 | ✅ | ✅ |

低光照参数

| 光照(lux) | 帧率(fps) | ISO | 曝光(ms) | |-----------|-----------|-------|----------| | <50 | 24 | 1600 | 1/15 | | 50-200 | 30 | 800 | 1/30 |

OOM 防御措施

• 限制 ImageReader 的缓冲池大小（建议 2-3 帧）
• 使用 StrictMode 检测泄漏
• 实现 CameraDevice.StateCallback 错误恢复

开放性问题

HEVC 虽能将比特率降低 50%，但编码耗时增加 30%。建议方案： - 中高端设备启用 HEVC - 动态码率控制（CBR/VBR 混合模式） - 使用 MediaCodecInfo.CodecCapabilities 检测硬件加速支持

测试数据：小米12 Pro（骁龙8 Gen1）实现 4K/60fps 录制时，HEVC 比 H.264 节省 45% 存储空间，但功耗增加 18%。