一、库的换代：picamera 已死，picamera2 当立

为什么老库必死：它直接调用被删除的旧相机栈——皮之不存毛将焉附。网上老代码 from picamera import PiCamera 在新系统上装不上也跑不动，见到直接换本节写法。

二、又是 PEP 668：装库的老规矩原样适用

# ✅ 正路：apt 装（系统预装过，一般无需执行）
sudo apt install -y python3-picamera2

# ❌ 别做：pip install picamera
#    ① 装的是已废弃的老库；② 即便装 picamera2 也会被 PEP 668 拦下

要在 venv 里用（比如 Flask 项目），6-5 的铁律原样成立：

python3 -m venv venv --system-site-packages   # 不加这个，venv 看不见 apt 装的 picamera2
source venv/bin/activate

验证库在不在：

python3 -c "import picamera2; print(picamera2.__version__ if hasattr(picamera2, '__version__') else 'ok')"

三、三步走骨架：先配置、再应用、后启动

picamera2 与 10-3 命令行的心智模型不同：命令行是【按一次快门】，picamera2 是【把相机开成一条流水线，随时取货】。

from picamera2 import Picamera2

picam2 = Picamera2()                              # ① 建对象
config = picam2.create_still_configuration()      # ② 选一套出厂配置（拍照档）
picam2.configure(config)                          # ③ 应用配置
picam2.start()                                    # ④ 启动流水线

picam2.capture_file("py_photo.jpg")               # ⑤ 取货：存一张 JPEG
picam2.stop()                                     # ⑥ 收工：释放相机

两个出厂配置档：create_still_configuration()（拍照档，高分辨率）与 create_video_configuration()（录像档，1080p 高帧率）。同一时刻只能挂一档，换档要重新 configure——这跟 7-2【一根针同时只能有一个主人】是同一种【独占】思维。

四、录像：一个函数连拍带停

from picamera2 import Picamera2

picam2 = Picamera2()
picam2.configure(picam2.create_video_configuration())
picam2.start()

picam2.start_and_record_video("py_clip.mp4", duration=5)   # 录 5 秒，自动收尾
picam2.stop()

duration=0 或不写＝一直录到手动 picam2.stop_recording()。

五、真正的杀手锏：画面就是 NumPy 数组

import time
from picamera2 import Picamera2

picam2 = Picamera2()
picam2.configure(picam2.create_video_configuration())
picam2.start()
time.sleep(1)                     # 让自动曝光先稳一下

frame = picam2.capture_array()    # 当前画面直接变成 NumPy 数组！
print(frame.shape)                # 例如 (1080, 1920, 3)：高、宽、三通道颜色
picam2.stop()

这一行是 picamera2 的价值所在：画面从【文件】变成了【变量】——逐帧分析、认颜色、找物体全由此展开（进阶与 OpenCV 打通，10-6 的 USB 摄像头天然走这条数组路）。注意 shape 是（高， 宽， 通道），跟直觉的【宽 × 高】顺序相反，用错了一排查半天。

六、动手 Demo：按钮触发拍照——第七章与本章合体

接线：按钮一端接 BCM 27（物理针 13）、另一端接 GND（7-3 的上拉规矩原样成立）。

from gpiozero import Button
from picamera2 import Picamera2
import time

button = Button(27)                       # 内部上拉，按下接 GND（7-3 的默认接法）
picam2 = Picamera2()
picam2.configure(picam2.create_still_configuration())
picam2.start()
time.sleep(1)                             # 曝光稳定

count = 0

def take_photo():
    global count
    count += 1
    name = time.strftime("photo_%Y%m%d_%H%M%S") + ".jpg"   # 文件名带时间，永不覆盖
    picam2.capture_file(name)
    print("已保存:", name)

button.when_pressed = take_photo           # 记得：传函数本身，不加括号（7-3 的坑）

try:
    print("按按钮拍照，Ctrl+C 退出")
    while True:
        time.sleep(0.1)
finally:
    picam2.stop()                          # 无论怎么退出，都把相机还回去

看到什么算成功：每按一次按钮，终端打印【已保存： photo_20260924_××××××.jpg】，文件真实存在且能打开；Ctrl+C 退出后相机被释放（再跑别的相机程序不报占用）。

读结果：三个旧知识各就各位——when_pressed = take_photo 不加括号（7-3：把动作交出去，不是现在执行）、global count（6-5：函数内改外面要声明）、文件名用时间字符串（6-6：strftime 拼接）。

七、30 秒实验：一帧 1080p 画面在内存里多大

capture_array() 返回 1080p（1920 × 1080）三通道数组，每个像素 3 字节：

1. 一帧多少字节？合多少 MiB？
2. 若每秒处理 30 帧，每秒要过多少数据？

参考答案：1. 1920 × 1080 × 3 ＝ 6,220,800 字节 ≈ 5.9 MiB。2. × 30 ＝ 186,624,000 字节/秒 ≈ 178 MiB/秒——这解释了两件事：为什么树莓派做逐帧处理要挑低分辨率、为什么 picamera2 的录像档默认给你硬件编码好的 h264 流而不是裸数组。

八、常见误区

1. 【pip install picamera 装库】 —— 装到的是死库；新系统上正确做法是 apt 装 python3-picamera2（通常已预装）。
2. 【venv 里 import 报 ModuleNotFoundError】 —— 建 venv 时漏了 --system-site-packages；6-5 的坑，GPIO 项目和相机项目都中招。
3. 【capture_file 前忘了 start()】 —— 流水线没开就取货，报错或挂起；configure → start → capture 的顺序是骨架，别跳步。
4. 【每拍一张就新建一次 Picamera2()】 —— 对象复用即可；反复建销会慢且容易跟其他进程抢相机（同一时刻只能有一个主人）。
5. 【shape 是（宽， 高， 通道）】 —— NumPy 是（行， 列， 通道）＝（高， 宽， 通道），处理像素坐标 (x, y) 时别反。

• ☐ 下一节（10-5 在树莓派建立视频串流）

相关笔记

• Python 函数与模块 —— PEP 668 与 venv 的 system-site-packages 出处
• 在终端机使用相机模块 —— 上一节：同一批活儿的命令行版本
• 数字输出与输入 —— 按钮接线、when_pressed 不加括号
• 在树莓派建立视频串流 —— 下一节：用 picamera2 往浏览器送画面
• 🍓 树莓派 · 索引 —— 全课路线图