Android IoT相机：如何将三个YUV缓冲区合并为单个数组？

一、合并Y/U/V ByteBuffer为NV21格式字节数组 #

要使用YuvImage，需要将回调中的三个ByteBuffer合并为NV21格式的字节数组（YUV420SP的一种，结构为Y平面 + VU交织平面），具体步骤如下：

1. 获取帧信息与分量长度 #

首先从videoFrameInfo中拿到画面宽高，计算各分量的字节长度：

val width = videoFrameInfo?.width ?: 0
val height = videoFrameInfo?.height ?: 0
val yLength = width * height // Y分量总长度
val uvLength = yLength / 4   // U/V分量各占Y的1/4
val nv21Length = yLength + uvLength * 2 // NV21总长度 = Y + V + U

2. 分配数组并复制数据 #

创建对应长度的字节数组，依次复制Y、V、U分量，注意V和U需要交替写入（NV21要求VU交织）：

val nv21ByteArray = ByteArray(nv21Length)

// 复制Y分量到数组前半部分
y.position(0)
y.get(nv21ByteArray, 0, yLength)

// 复制V和U分量，交替写入数组后半部分
v.position(0)
u.position(0)
var currentIndex = yLength
for (i in 0 until uvLength) {
    nv21ByteArray[currentIndex++] = v.get()
    nv21ByteArray[currentIndex++] = u.get()
}

二、使用YuvImage转JPEG并保存 #

得到NV21数组后，就可以用YuvImage的compressToJpeg方法生成JPEG数据，再通过作用域存储API保存到外部存储：

// 创建YuvImage实例
val yuvImage = YuvImage(
    nv21ByteArray,
    ImageFormat.NV21,
    width,
    height,
    null // 裁剪参数，不需要则传null
)

// 压缩为JPEG字节流
val outputStream = ByteArrayOutputStream()
yuvImage.compressToJpeg(Rect(0, 0, width, height), 80, outputStream) // 80为压缩质量（0-100）
val jpegData = outputStream.toByteArray()

// 通过作用域存储保存到外部存储（以公共图片目录为例）
val contentValues = ContentValues().apply {
    put(MediaStore.Images.Media.DISPLAY_NAME, "camera_snapshot_${System.currentTimeMillis()}.jpg")
    put(MediaStore.Images.Media.MIME_TYPE, "image/jpeg")
    put(MediaStore.Images.Media.RELATIVE_PATH, Environment.DIRECTORY_PICTURES + "/TuyaCamera")
}
val uri = context.contentResolver.insert(MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI, contentValues)
uri?.let {
    context.contentResolver.openOutputStream(it)?.use { os ->
        os.write(jpegData)
    }
}

三、方案合理性与替代方案 #

现有方案的合理性 #

用YuvImage实现是非常适合快照场景的：

• 原生API，无需引入第三方库，兼容性好（从Android 1开始支持）；
• 代码简洁，开发成本低；
• 单帧快照的性能完全够用，不会有明显卡顿。

替代方案 #

如果需要更高性能或更灵活的处理，可以考虑以下方案：

• RenderScript硬件加速：使用ScriptIntrinsicYuvToRGB将YUV转换为RGB，再压缩为JPEG。优点是利用GPU加速，处理速度更快；缺点是代码稍复杂，需要管理RenderScript上下文。
• OpenGL ES渲染：将YUV数据上传为纹理，渲染到帧缓冲区后读取像素数据，再压缩保存。适合需要同时处理渲染和快照的场景，但代码复杂度较高。
• 第三方库（如libyuv）：编译libyuv的SO库，直接调用其YUV转JPEG的接口。支持更多YUV格式，性能优异，但会增加APK体积。

SDK文档相关翻译（视频截图部分） #

由于Android 10及以上版本引入的作用域存储机制，原有的接收绝对文件路径的snapshot方法无法正常工作。开发者需自行实现截图功能：通过注册帧数据回调获取YUV420SP（NV21）格式的原始帧数据，再自行将数据转换为JPEG格式并保存到外部存储。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Zygi