如何保持Android Camera帧率恒定，满足光数据传输同步需求

• 你设置的setPreviewFpsRange、setVideoFrameRate都只是建议值，Camera1 API没有强制硬件输出固定帧率的能力，厂商HAL层实现通常只会尽量接近你设置的值，不会严格保证。
• 代码中开启了setVideoStabilization(true)，视频防抖需要缓存多帧做运算，会引入帧延迟，甚至主动丢帧调整画面，直接破坏帧率稳定性，光数据传输场景不需要该功能，建议关闭。
• 你没有提前校验设备是否支持[15000,15000]的固定帧率范围，如果设备不支持该值，系统会自动替换为最近的支持帧率范围，不会抛出异常，实际运行帧率和预期不符。
• 哪怕你锁了自动曝光，若当前曝光时长超过1/15s（约66ms），硬件无法在一帧时间内完成曝光，帧率会自然下跌到和曝光时长匹配的水平。
• MediaRecorder本身的编码逻辑会根据压缩率主动插帧或者丢帧，你拿到的录制文件帧率和相机硬件实际输出帧率并不一致。

Camera2 API提供了对相机硬件管道的完全手动控制能力，只要设备支持LIMITED及以上的硬件级别，就可以强制硬件输出固定帧率，完全规避Camera1的不可控问题。

• 第一步先校验设备硬件支持级别：通过CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL获取当前相机的硬件等级，只有等级≥INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_LIMITED的设备才能支持手动参数控制，若为INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_LEGACY，说明是Camera1的兼容层，无法实现强制固定帧率。
• 第二步配置固定帧率参数：
  1. 关闭自动曝光，设置CONTROL_AE_MODE = CONTROL_AE_MODE_OFF，手动设置SENSOR_EXPOSURE_TIME（曝光时间）和SENSOR_SENSITIVITY（ISO），必须保证曝光时间<66000000ns（1/15s），这是稳定输出15帧的前提。
  2. 设置CONTROL_AE_TARGET_FPS_RANGE为[15000, 15000]，提前通过CameraCharacteristics.CONTROL_AE_AVAILABLE_TARGET_FPS_RANGES确认设备支持该范围。
  3. 关闭所有自动处理逻辑：锁定自动白平衡、设置对焦模式为固定、关闭视频防抖，避免自动逻辑调整帧间隔。
• 第三步直接获取原始帧：不要使用MediaRecorder作为输出，改用ImageReader作为捕获会话的输出目标，直接获取原始帧数据和硬件层面的时间戳SENSOR_TIMESTAMP，绕过编码层的帧调整逻辑。
• 第四步创建重复捕获请求：使用TEMPLATE_MANUAL模板创建重复捕获请求，相机硬件会按照你设置的参数持续输出固定间隔的帧。

• 建议增加软同步补偿逻辑：哪怕硬件帧率完全固定，LED屏和相机的时钟也存在微小漂移，每传输几十帧通过识别预设的帧头做一次时间偏移修正，能大幅降低传输误码率。
• 调试阶段可以打印每帧的SENSOR_TIMESTAMP计算实际帧间隔，快速定位是硬件输出帧率不稳定还是上层处理延迟导致的同步问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Matheus Fortunato Alves