我用 gphoto2 給我的舊單反相機帶來了新的生命，把它變成了 Linux 電腦的網(wǎng)絡攝像頭。

　　今年，在我基本上放棄了 MacBook，轉而使用 NixOS 機器之后，我開始在與人進行視頻通話時被要求“打開攝像頭”。這是一個問題，因為我沒有網(wǎng)絡攝像頭。我考慮購買一個，但后來我意識到我有一臺完好無損的 2008 年產(chǎn)的佳能 EOS Rebel XS 數(shù)碼單反相機放在書架上。這臺相機有一個 mini-USB 接口，所以我自然而然地思考：一臺數(shù)碼單反相機、一個 mini-USB 接口和一臺臺式電腦，是否意味著我能擁有一個網(wǎng)絡攝像頭？

　　只有一個問題。我的佳能 EOS Rebel XS 不能錄制視頻。它可以拍攝一些漂亮的照片，僅此而已。所以這結束了？

　　還是有別的辦法？

　　恰好有一個叫做 gphoto2 gphoto.org 的神奇的開源軟件。一旦安裝，它允許你從計算機控制各種支持的相機，并拍攝照片和視頻。

　　支持的相機

　　首先，了解你的設備是否得到支持：

　　$ gphoto2 --list-cameras

　　拍攝圖像

　　你可以用它拍照：

　　$ gphoto2 --capture-image-and-download

　　快門觸發(fā)，圖像會保存到你當前的工作目錄中。

　　錄制視頻

　　我意識到了這里的潛力，所以盡管我的相機沒有視頻功能，我還是決定嘗試 gphoto2 --capture-movie 命令。不知怎么，盡管我的相機不支持視頻功能，gphoto2 仍然能夠生成一個 MJPEG 文件！

　　在我的相機上，我需要將其置于“實時預覽”模式下，然后 gphoto2 才能錄制視頻。這包括將相機設置為縱向模式，然后按下 “設置（Set）” 按鈕，使取景器關閉，相機屏幕顯示圖像。不幸的是，這還不足以將其用作網(wǎng)絡攝像頭。它仍然需要分配一個視頻設備，例如 /dev/video0。

　　安裝 ffmpeg 和 v4l2loopback

　　毫不奇怪，有一個開源的解決方案來解決這個問題。首先，使用你的包管理器安裝 gphoto2、ffmpeg 和 mpv。例如，在 Fedora 、CentOS 、Mageia 和類似的 Linux 發(fā)行版上：

　　$ sudo dnf install gphoto2 ffmpeg mpv

　　在 Debian、Linux Mint 及其類似發(fā)行版：

　　$ sudo apt install gphoto2 ffmpeg mpv

　　我使用的是 NixOS，這是我的配置文件：

　　# configuration.nix

　　。..

　　environment.systemPackages = with pkgs; ［

　　ffmpeg

　　gphoto2

　　mpv

　　。.. ］

　　創(chuàng)建虛擬視頻設備需要使用 v4l2loopback Linux 內(nèi)核模塊。在撰寫本文時，該功能未包含在主線內(nèi)核中，因此你需要自己下載和編譯它：

　　$ git clone https://github.com/umlaeute/v4l2loopback

　　$ cd v4l2loopback

　　$ make

　　$ sudo make install

　　$ sudo depmod -a

　　如果你像我一樣使用 NixOS ，你可以在 configuration.nix 中添加額外的模塊包：

　?。?。..］

　　boot.extraModulePackages = with config.boot.kernelPackages;

　　［ v4l2loopback.out ］;

　　boot.kernelModules = ［

　　“v4l2loopback”

　　］;

　　boot.extraModprobeConfig = ‘’

　　options v4l2loopback exclusive_caps=1 card_label=“Virtual Camera”

　　‘’;

　?。?。..］

　　在 NixOS 上， 運行 sudo nixos-rebuild switch，然后重啟。

　　創(chuàng)建一個視頻設備

　　假設你的計算機當前沒有 /dev/video 設備，你可以借助 v4l2loopback 在需要時創(chuàng)建一個。

　　運行以下命令，將 gphoto2 中的數(shù)據(jù)發(fā)送到 ffmpeg，使用設備如 /dev/video0 設備：

　　$ gphoto2 --stdout --capture-movie |

　　ffmpeg -i - -vcodec rawvideo -pix_fmt yuv420p -f v4l2 /dev/video0

　　你得到的輸出是這樣的：

　　ffmpeg version 4.4.1 Copyright （c） 2000-2021 the FFmpeg developers

　　built with gcc 11.3.0 （GCC）

　　configuration： --disable-static 。..

　　libavutil 56. 70.100 / 56. 70.100

　　libavcodec 58.134.100 / 58.134.100

　　libavformat 58. 76.100 / 58. 76.100

　　libavdevice 58. 13.100 / 58. 13.100

　　libavfilter 7.110.100 / 7.110.100

　　libavresample 4. 0. 0 / 4. 0. 0

　　libswscale 5. 9.100 / 5. 9.100

　　libswresample 3. 9.100 / 3. 9.100

　　libpostproc 55. 9.100 / 55. 9.100

　　Capturing preview frames as movie to ‘stdout’。 Press Ctrl-C to abort.［mjpeg @ 0x1dd0380］ Format mjpeg detected only with low score of 25， misdetection possible！

　　Input #0， mjpeg， from ‘pipe：’：

　　Duration： N/A， bitrate： N/A

　　Stream #0:0： Video： mjpeg （Baseline）， yuvj422p（pc， bt470bg/unknown/unknown）， 768x512 。..

　　Stream mapping：

　　Stream #0:0 -》 #0:0 （mjpeg （native） -》 rawvideo （native））［swscaler @ 0x1e27340］ deprecated pixel format used， make sure you did set range correctly

　　Output #0， video4linux2，v4l2， to ‘/dev/video0’：

　　Metadata：

　　encoder ： Lavf58.76.100

　　Stream #0:0： Video： rawvideo （I420 / 0x30323449） 。..

　　Metadata：

　　encoder ： Lavc58.134.100 rawvideoframe= 289 fps= 23 q=-0.0 size=N/A time=00:00:11.56 bitrate=N/A speed=0.907x

　　要查看來自網(wǎng)絡攝像頭的視頻，請使用 mpv 命令：

　　$ mpv av://v4l2:/dev/video0 --profile=low-latency --untimed

　　自動啟動你的網(wǎng)絡攝像頭

　　每次想使用網(wǎng)絡攝像頭時都需要執(zhí)行一次命令有點麻煩。幸運的是，你可以在啟動時自動運行此命令。我將其實現(xiàn)為一個 systemd 服務：

　　# configuration.nix

　　。..

　　systemd.services.webcam = {

　　enable = true;

　　script = ‘’

　　${pkgs.gphoto2}/bin/gphoto2 --stdout --capture-movie |

　　${pkgs.ffmpeg}/bin/ffmpeg -i -

　　-vcodec rawvideo -pix_fmt yuv420p -f v4l2 /dev/video0

　　‘’;

　　wantedBy = ［ “multi-user.target” ］;

　　};

　　。..

　　在 NixOS 上，運行 sudo nixos-rebuild switch，然后重新啟動你的計算機。你的網(wǎng)絡攝像頭已經(jīng)開啟并處于活動狀態(tài)。

　　要檢查是否存在任何問題，可以使用 systemctl status webcam 命令。它會告訴你服務最后一次運行的時間，并提供其以前輸出的日志。這對于調試非常有用。

　　迭代以使其變得更好

　　止步于此也許很誘人。但是，考慮到當前的全球危機，我們可能需要思考是否有必要一直開著網(wǎng)絡攝像頭。這讓我感到不太理想，原因如下：

　　? 這浪費電。 ? 這類事情涉及隱私問題。

　　我的攝像頭有一個鏡頭蓋，所以說實話，第二個原因并不真的讓我感到困擾。當我不使用網(wǎng)絡攝像頭時，我總是可以把鏡頭蓋上。然而，讓一個耗電量大的單反相機整天開著（更不用說需要解碼視頻所需的 CPU 開銷），對我的電費并沒有任何好處。

　　理想情況是：

　　? 我一直把相機插在電腦上，但是關閉的。 ? 當我想使用網(wǎng)絡攝像頭時，我按下相機的電源按鈕將其打開。 ? 我的計算機會檢測到相機并啟動 systemd 服務。 ? 使用網(wǎng)絡攝像頭完成后，我再次將其關閉。

　　為了實現(xiàn)這一點，你需要使用一個自定義的 udev 規(guī)則。

　　udev 規(guī)則可以告訴你的計算機，當它發(fā)現(xiàn)某個設備已經(jīng)可用時執(zhí)行某個任務。這可以是外部硬盤甚至是非 USB 設備。在這種情況下，你需要通過其 USB 連接識別相機。

　　首先，指定 udev 規(guī)則被觸發(fā)時要運行的命令。你可以用一個 shell 腳本來完成（systemctl restart webcam 應該可以工作）。我運行的是 NixOS，所以我只需要創(chuàng)建一個派生包（一個 Nix 包），它會重新啟動 systemd 服務：

　　# start-webcam.nix

　　with import 《nixpkgs》 { };

　　writeShellScriptBin “start-webcam” ‘’

　　systemctl restart webcam

　　# debugging example

　　# echo “hello” &》 /home/tom/myfile.txt

　　# If myfile.txt gets created then we know the udev rule has triggered properly‘’

　　接下來，實際定義 udev 規(guī)則。查找攝像頭的設備和廠商 ID。使用 lsusb 命令可以完成此操作。該命令可能已經(jīng)安裝在你的發(fā)行版上，但我不經(jīng)常使用它，因此我只需要根據(jù)需要使用 nix-shell 安裝它：

　　$ nix-shell -p usbutils

　　無論你的計算機上已經(jīng)安裝了它，還是剛剛安裝，請運行 lsusb ：

　　$ lsusb

　　Bus 002 Device 008： ID 04a9:317b Canon， Inc. Canon Digital Camera［。..］

　　在此輸出中，廠商 ID 為 04a9，設備 ID 為 317b。這已足以創(chuàng)建 udev 規(guī)則：

　　ACTION==“add”， SUBSYSTEM==“usb”，

　　ATTR{idVendor}==“04a9”，

　　ATTR{idProduct}==“317b”，

　　RUN+=“/usr/local/bin/start-webcam.sh”

　　或者，如果你使用的是 NixOS：

　　# configuration.nix［。..］let

　　startWebcam = import 。/start-webcam.nix;［。..］

　　services.udev.extraRules = ‘’

　　ACTION==“add”，

　　SUBSYSTEM==“usb”，

　　ATTR{idVendor}==“04a9”，

　　ATTR{idProduct}==“317b”，

　　RUN+=“${startWebcam}/bin/start-webcam”‘’;［。..］

　　最后，在你的 start-webcam systemd 服務中刪除 wantedBy = ［“multi-user.target”］; 這一行。（如果保留它，則無論相機是否開啟，該服務都會在下次重啟時自動啟動。）

　　重復使用舊技術

　　我希望這篇文章能讓你在放棄一些舊技術之前三思而后行。Linux 可以為技術注入活力，無論是你的電腦還是數(shù)碼相機或其他外圍設備等簡單的東西。

　　最近很多小伙伴找我要一些程序員必備資料，于是我翻出了壓箱底的寶藏，免費分享給大家！

　　編輯：黃飛