V4L2 API 规范详解

"V4L2 (Video for Linux Two) API Specification" V4L2，全称为Video for Linux Two，是一个Linux内核驱动程序接口，用于处理视频捕获、播放、编码和解码等功能。这个API提供了与硬件设备交互的详细接口，包括设置设备参数、传输数据、控制硬件操作等。V4L2说明书详细阐述了每个参数和API的使用方法，对于开发者来说是理解和使用Linux系统中视频设备驱动的关键文档。 V4L2 API的核心概念包括： 1. **设备文件**：V4L2设备通常在/dev目录下以字符设备的形式存在，如/dev/video0。通过打开、读写和关闭这些设备文件，应用程序可以与硬件进行通信。 2. **缓冲区管理**：V4L2使用内存映射（mmap）或用户空间缓冲（userptr）机制来传输视频数据。应用程序可以预先分配一组缓冲区，并通过VIDIOC_REQBUFS和VIDIOC_QBUF等IO控制命令管理这些缓冲区。 3. **像素格式**：V4L2支持多种像素格式，例如YUV、RGB、灰度等。在描述中提到了新添加的像素格式Y16和SBGGR16，它们分别表示16位单通道和双通道的像素格式，适应不同应用场景。 4. **控制**：V4L2提供了广泛的控制接口，允许对设备的各种属性进行调整，如亮度、对比度、饱和度等。VIDIOC_G_CTRL和VIDIOC_S_CTRL等函数用于获取和设置控制值。说明书提到，某些控制被移除，如VIDIOC_G/S_MPEGCOMP，可能是因为它们不再被支持或者已经被其他更先进的控制取代。 5. **流式传输模式**：V4L2支持两种数据传输模式：中断驱动（interrupt-driven）和轮询驱动（polling-driven）。中断驱动模式下，设备会在有新数据时触发中断；轮询驱动模式则由应用程序定期查询设备状态。 6. **帧率和分辨率**：开发者可以使用V4L2 API来设置和获取设备的帧率和分辨率，以适应不同的视频处理需求。 7. **相机控制类**：V4L2还引入了专门的相机控制类，用于管理摄像头特有的功能，如自动对焦、白平衡等。 8. **版权和许可证**：V4L2说明书遵循GNU Free Documentation License，允许自由复制、分发和修改，但不包含任何不变部分、前封面文本和后封面文本。 9. **修订历史**：说明书的修订历史记录了API的变化，如版本0.24增加了新的像素格式和控制，移除了过时的函数。 对于开发基于Linux的视频应用的工程师来说，理解和熟练运用V4L2 API是必不可少的。这份说明书提供了详细的操作指南，帮助开发者正确地与视频设备进行交互，实现各种复杂的视频处理任务。