作者：陸向陽
樹莓派第三代攝影機模組（左）與第三代廣角鏡攝影機模組（右）（圖片來源：樹莓派官網）
libcamera是什麼？它是兩個字的合寫，一是函式庫library的簡稱lib，另一是攝影機的camera（或稱影像感測器image sensor）。它是一套開放原始程式碼的函式庫，最初是Nokia為了開發Linux智慧手機而配套發展的軟體，之後Nokia取消這個開發計畫，然軟體被接續發展至今。
libcamera可以用在各種Linux相關的作業系統上，如Android、ChromeOS、Linux等，用其來設定、操控攝影機，因此也能用來操控樹莓派（Raspberry Pi）官方的攝影機模組（Camera Module），畢竟樹莓派也是跑Linux的。
樹莓派攝影機模組已經是第三代了，第一代是2013年推出，只有500萬畫素，之後2016年推出800萬畫素的第二代，今（2023）年則推出第三代，並把畫素拉高到1,200萬，第三代發表後第一代也就不再供貨。
如何使用
用libcamera操控攝影機是透過命令列（command line）方式達到的，例如最簡單是先打libcamera-hello（類似一般寫程式的Hello World），就可以看到5秒的鏡頭畫面預覽。
或者可以用libcamera-jpeg來要求攝影機捕捉畫面，並以 .jpg格式存檔，例如打libcamera-jpeg -o test.jpg就會把影像捕捉後輸出（Output, 參數o的由來）成一個test.jpg圖檔。類似的，libcamera-still也是捕捉靜態畫面用的命令，但比較能支援舊版的相關參數選項。
或者還有libcamera-raw指令，能運用攝影機最原生的規格來錄影，不過錄的過程中不會同步顯示預覽畫面，典型的使用方式如libcamera-raw -t 2000 -o test.raw，是指連續錄2秒鐘，並以test.raw為檔名存下錄影的內容；或者還有libcamera-detect指令，一般在Raspberry Pi OS下沒有這個指令，主要是搭配TensorFlow Lite一起使用。
在各種操作設定中，libcamera-vid可能是最為常用且好用的，vid估計是video的簡稱，libcamera-vid是用於一般錄影用的，用它來錄影可以啟動樹莓派主控晶片內的H.264硬體編碼器，可以更快速、順暢且省電的方式進行錄影。
libcamera-vid預設是使用640 x 480解析度，但可以手動指定解析度，例如要以Full HD解析度錄影，命令可以下libcamera-vid –width 1920 –height 1080 -o
full_hd.h264，這樣就可以將錄影內容以full_hd.h264的檔名存下來，編碼格式為H.264。
如果還要指定每秒的錄製畫面張數（framerate），或稱畫面更新率，對岸稱為幀率，也可以加上–framerate 50，50是指每秒50張，數字可以依需要調整。
進一步的也可以調整位元率（bitrate），參數可以下–bitrate或-b都可以，例如libcamera-vid -b 1000000 –width 1920 –height 1080 -o test.h264這段指令是指使用1920 x 1080解析度錄影，位元率為1Mbps，即命令列中的數字1000000。若是把數字調高，從1000000增加到5000000、9000000等，則錄下來的畫質比較好。
除了H.264格式外其實也可以用MJPEG來錄製，命令libcamera -t 20000 –codec mjpeg -o test.mjpeg即表示錄2秒然後以test.mjpeg檔名儲存，錄影的編碼格式為MJPEG。這裡要注意，單純指定檔名為 .mjpeg但卻沒有加–codec參數其實是無效的，一定要加。
不僅錄影可能還需要同步錄音，這時得幫樹莓派裝上麥克風，然後透過另外一個函式庫的協助來完成，一樣要下codec參數，命令為libcamera-vid –codec libav –libav-audio -o test.mp4，這裡即呼叫了前面純錄影時沒用到的libav函式庫。
到這裡可能還有個疑問：開始錄製後該如何停止嗎？很簡單，使用鍵盤組合鍵Ctrl+C即可，要恢復繼續錄就重新下一次命令。或者，也可以用–timeout參數來預先設定錄影時間，最小單位為1毫秒，如果下–timeout 1000就是錄製一秒的意思。
第三代模組參數設定
接下來要啟用第三代攝影模組的特有功能，如自動對焦、高動態範圍等，自動對焦要使用到–lens-position（鏡頭位置）參數，參數值是焦距的倒數，類似屈光率，如果數值是10，則1/10是0.1，表示焦距位置為0.1公尺；如果數值是0.5，則1/0.5為2，表示焦距位置為2公尺，範例命令如libcamera-vid –lens-position 0.5 -o test.h264（鏡頭焦距放在2公尺位置）
樹莓派第三代攝影鏡頭的四種類型（圖片來源：樹莓派官網）
至於要啟用高動態範圍功能，就只要下–hdr參數（即high dynamic range）即可，不需要搭配數值，例如libcamera-vid –hdr -o test.h264
要注意的是，啟用高動態範圍就無法使用鏡頭原有的最高解析度（4608 x 2592），必須在長寬解析度都打對折（2304 x 1296）。不過，若最後選擇用H.264格式儲存影像，由於H.264格式最高到1920 x 1080，所以開啟與不開啟的解析度改變幾乎沒有差別。
結語
有關libcamera的參數還非常多，例如可以用串流方式輸出視訊畫面，或設定以時間為單位把原本該連續錄製的影像檔案自動切割、編號儲存，更多參數有待創客們親自去嘗試、摸索、體驗。
有支講解影片（英文）來推薦如下：
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