如何在 Linux 中使用旧相机作为网络摄像头

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导读：我用 gphoto2 给我的旧单反相机带来了新的生命，把它变成了 Linux 电脑的网络摄像头。

本文字数：6607，阅读时长大约： 8分钟

今年，在我基本上放弃了 MacBook，转而使用 NixOS 机器之后，我开始在与人进行视频通话时被要求“打开摄像头”。这是一个问题，因为我没有网络摄像头。我考虑购买一个，但后来我意识到我有一台完好无损的 2008 年产的佳能 EOS Rebel XS 数码单反相机放在书架上。这台相机有一个 mini-USB 接口，所以我自然而然地思考：一台数码单反相机、一个 mini-USB 接口和一台台式电脑，是否意味着我能拥有一个网络摄像头？

只有一个问题。我的佳能 EOS Rebel XS 不能录制视频。它可以拍摄一些漂亮的照片，仅此而已。所以这结束了？

还是有别的办法？

恰好有一个叫做 gphoto.org 的神奇的开源软件。一旦安装，它允许你从计算机控制各种支持的相机，并拍摄照片和视频。

支持的相机

首先，了解你的设备是否得到支持：

$ gphoto2 --list-cameras

拍摄图像

你可以用它拍照：

$ gphoto2 --capture-image-and-download

快门触发，图像会保存到你当前的工作目录中。

录制视频

我意识到了这里的潜力，所以尽管我的相机没有视频功能，我还是决定尝试gphoto2 --capture-movie命令。不知怎么，尽管我的相机不支持视频功能，gphoto2仍然能够生成一个 MJPEG 文件！

在我的相机上，我需要将其置于“实时预览”模式下，然后gphoto2才能录制视频。这包括将相机设置为纵向模式，然后按下 “设置(Set)” 按钮，使取景器关闭，相机屏幕显示图像。不幸的是，这还不足以将其用作网络摄像头。它仍然需要分配一个视频设备，例如/dev/video0。

安装 ffmpeg 和 v4l2loopback

毫不奇怪，有一个开源的解决方案来解决这个问题。首先，使用你的包管理器安装gphoto2、ffmpeg和mpv。例如，在 Fedora 、CentOS 、Mageia 和类似的 Linux 发行版上：

$ sudo dnf install gphoto2 ffmpeg mpv

在 Debian、Linux Mint 及其类似发行版:

$ sudo apt install gphoto2 ffmpeg mpv

我使用的是 NixOS，这是我的配置文件：

# configuration.nix

...

environment.systemPackages = with pkgs; [

ffmpeg

gphoto2

mpv

...]

创建虚拟视频设备需要使用v4l2loopbackLinux 内核模块。在撰写本文时，该功能未包含在主线内核中，因此你需要自己下载和编译它：

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

$ cd v4l2loopback

$ make

$ sudo make install

$ sudo depmod -a

如果你像我一样使用 NixOS ，你可以在configuration.nix中添加额外的模块包：

[...]

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, 运行sudo nixos-rebuild switch，然后重启。

创建一个视频设备

假设你的计算机当前没有/dev/video设备，你可以借助v4l2loopback在需要时创建一个。

运行以下命令，将gphoto2中的数据发送到ffmpeg，使用设备如/dev/video0设备：

$ gphoto2 --stdout --capture-movie |

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

你得到的输出是这样的：

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

要查看来自网络摄像头的视频，请使用mpv命令：

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

Streaming a live feed from the webcam

自动启动你的网络摄像头

每次想使用网络摄像头时都需要执行一次命令有点麻烦。幸运的是，你可以在启动时自动运行此命令。我将其实现为一个systemd服务：

# 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，运行sudo nixos-rebuild switch，然后重新启动你的计算机。你的网络摄像头已经开启并处于活动状态。

要检查是否存在任何问题，可以使用systemctl status webcam命令。它会告诉你服务最后一次运行的时间，并提供其以前输出的日志。这对于调试非常有用。

迭代以使其变得更好

止步于此也许很诱人。但是，考虑到当前的全球危机，我们可能需要思考是否有必要一直开着网络摄像头。这让我感到不太理想，原因如下：

◈ 这浪费电。

◈ 这类事情涉及隐私问题。

我的摄像头有一个镜头盖，所以说实话，第二个原因并不真的让我感到困扰。当我不使用网络摄像头时，我总是可以把镜头盖上。然而，让一个耗电量大的单反相机整天开着（更不用说需要解码视频所需的 CPU 开销），对我的电费并没有任何好处。

理想情况是：

◈ 我一直把相机插在电脑上，但是关闭的。

◈ 当我想使用网络摄像头时，我按下相机的电源按钮将其打开。

◈ 我的计算机会检测到相机并启动 systemd 服务。

◈ 使用网络摄像头完成后，我再次将其关闭。

为了实现这一点，你需要使用一个自定义的 udev 规则。

udev 规则可以告诉你的计算机，当它发现某个设备已经可用时执行某个任务。这可以是外部硬盘甚至是非 USB 设备。在这种情况下，你需要通过其 USB 连接识别相机。

首先，指定 udev 规则被触发时要运行的命令。你可以用一个 shell 脚本来完成（systemctl restart webcam应该可以工作）。我运行的是 NixOS，所以我只需要创建一个派生包（一个 Nix 包），它会重新启动 systemd 服务：

# start-webcam.nix

with import { };

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''

接下来，实际定义 udev 规则。查找摄像头的设备和厂商 ID。使用lsusb命令可以完成此操作。该命令可能已经安装在你的发行版上，但我不经常使用它，因此我只需要根据需要使用nix-shell安装它：

$ nix-shell -p usbutils

无论你的计算机上已经安装了它，还是刚刚安装，请运行lsusb：

$ lsusb

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

在此输出中，厂商 ID 为04a9，设备 ID 为317b。这已足以创建 udev 规则：

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-webcamsystemd 服务中删除wantedBy = ["multi-user.target"];这一行。（如果保留它，则无论相机是否开启，该服务都会在下次重启时自动启动。）

重复使用旧技术

我希望这篇文章能让你在放弃一些旧技术之前三思而后行。Linux 可以为技术注入活力，无论是你的电脑还是数码相机或其他外围设备等简单的东西。

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作者： 选题： 译者： 校对：

本文由 原创编译， 荣誉推出

LCTT 译者 ：李进

翻译： 1.0 篇

贡献： 5 天

2023-03-17

2023-03-21

https://linux.cn/lctt/Pabloxllwe

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