【Python】Webカメラで使える解像度・fpsの一覧取得が遅すぎて絶望（→C#で作ったら1秒未満）

【状況】OpenCVで解像度とフレームレートを設定して記録するときに，うっかりそのカメラの仕様にないパラメータ（解像度，fps）を使っている場合，OpenCVが別の有効な数値に置き換えて動作しようとするみたい（それで以前ハマった）．そこで，使えるカメラパラメータを事前に調べたいと思いました．
【対処】OpenCVでは，当該カメラで使える解像度，fpsを列挙する機能がないので，設定（set）→取得（get）して調べる方法しかないみたい．網羅的に使えるパラメータを調べようとするも，たった９通り試すのに84秒もかかり絶望した，のメモ．

理想はv4l2-ctl

Linuxだと，v4l2-ctlを使えば，接続しているカメラ全てについて，使用できる解像度とフレームレート，ビデオフォーマットまで一覧が得られるのに．

カメラで使えるパラメータを調べる

OpenCVには，カメラパラメータの列挙する方法がない・・・．いろいろ調べた結果，プリセットを網羅的にやる方法しか見つからない．WindowsのPython，OpenCVだと，こんな力技しかないのかなぁ．

import cv2

# 最初のウェブカメラを使用
device_id = 0

# カメラオブジェクトを作成
cap = cv2.VideoCapture(device_id)

# カメラが正常に開かれたかを確認
if not cap.isOpened():
    print("カメラを開けません")
    exit()

# いくつかの一般的な解像度とフレームレートを設定してみる
resolutions = [(640, 480), (1280, 720), (1920, 1080)]
fps_values = [15, 30, 60]

# 各解像度，fps，ビデオフォーマットに対してループ処理を行う
for resolution in resolutions:
    for fps in fps_values:            
        # 解像度とfpsを設定
        cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH, resolution[0])
        cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, resolution[1])
        cap.set(cv2.CAP_PROP_FPS, fps)
        
        # 少し待機してカメラが設定に適応するのを待つ
        cv2.waitKey(100)
        
        width = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH))
        height = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT))
        actual_fps = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS))

        if width == resolution[0] and height == resolution[1] and fps == actual_fps:
            print(f"〇{width}x{height} @ fps: {actual_fps}")
        else:
            print(".")
        
# カメラを解放
cap.release()

出力結果．起動に時間がかかるとはいえ，84秒もかかった・・・．何か間違っているとしか思えず．しかも，記載した数値しか試せないから，やりたいことが十分にできていない．

.
〇640x480 @ fps: 30
.
.
.
.
.
〇1920x1080 @ fps: 30
.
Press any key to continue . . .

結局DirectShow

さんざん調べたけど，網羅的に情報を得るには，結局DirectShowを使ってゴリゴリ書くしかない模様．Pythonで書くのをあきらめてC#で書いたけど，全く楽じゃなかった！やりたい内容の割に長すぎてw（DirectShowLibを使って少しは簡略化できたみたいだけど・・・）

C#で作った結果１秒未満

結果だけ書くと，以下の二つのカメラのパラメータが１秒かからず（！）．ついでに解像度の大きい順，fpsの高い順にソートしてみました．
こう並べてみると，MotionJPEGの優秀さが際立つし，内蔵HD WebCamに比べるとロジクールC922のモードの多さが目立ちました．

カメラ名: USB HD Webcam
1920x1080 @ 30.00 fps (MJPG)
1920x1080 @ 3.00 fps (YUY2)
1280x720 @ 30.00 fps (MJPG)
1280x720 @ 8.00 fps (YUY2)
960x540 @ 30.00 fps (MJPG)
960x540 @ 15.00 fps (YUY2)
640x480 @ 30.00 fps (MJPG)
640x480 @ 30.00 fps (YUY2)
640x360 @ 30.00 fps (MJPG)
640x360 @ 30.00 fps (YUY2)
320x240 @ 30.00 fps (MJPG)
320x240 @ 30.00 fps (YUY2)
176x144 @ 30.00 fps (MJPG)
176x144 @ 30.00 fps (YUY2)
160x120 @ 30.00 fps (MJPG)
160x120 @ 30.00 fps (YUY2)
カメラ名: c922 Pro Stream Webcam
2304x1536 @ 2.00 fps (YUY2)
2304x1296 @ 2.00 fps (YUY2)
1920x1080 @ 30.00 fps (MJPG)
1920x1080 @ 5.00 fps (YUY2)
1600x896 @ 30.00 fps (MJPG)
1600x896 @ 7.50 fps (YUY2)
1280x720 @ 30.00 fps (MJPG)
1280x720 @ 10.00 fps (YUY2)
960x720 @ 30.00 fps (MJPG)
960x720 @ 15.00 fps (YUY2)
1024x576 @ 30.00 fps (MJPG)
1024x576 @ 15.00 fps (YUY2)
800x600 @ 30.00 fps (MJPG)
800x600 @ 24.00 fps (YUY2)
864x480 @ 30.00 fps (MJPG)
864x480 @ 24.00 fps (YUY2)
800x448 @ 30.00 fps (YUY2)
800x448 @ 30.00 fps (MJPG)
640x480 @ 30.00 fps (YUY2)
640x480 @ 30.00 fps (MJPG)
640x360 @ 30.00 fps (YUY2)
640x360 @ 30.00 fps (MJPG)
432x240 @ 30.00 fps (YUY2)
432x240 @ 30.00 fps (MJPG)
352x288 @ 30.00 fps (YUY2)
352x288 @ 30.00 fps (MJPG)
320x240 @ 30.00 fps (YUY2)
320x240 @ 30.00 fps (MJPG)
320x180 @ 30.00 fps (YUY2)
320x180 @ 30.00 fps (MJPG)
176x144 @ 30.00 fps (YUY2)
176x144 @ 30.00 fps (MJPG)
160x120 @ 30.00 fps (YUY2)
160x120 @ 30.00 fps (MJPG)
160x90 @ 30.00 fps (YUY2)
160x90 @ 30.00 fps (MJPG)
何かキーを押して終了します...

こんな感じのクラスのリストとして返す仕様にしたので，自分用に使えそうではあります．

    /// <summary>
    /// 保存するカメラパラメータ群
    /// </summary>
    public class CameraParam
    {
        // カメラの解像度の幅（ピクセル単位）
        public int Width { get; set; }

        // カメラの解像度の高さ（ピクセル単位）
        public int Height { get; set; }

        // カメラのフレームレート（1秒あたりのフレーム数）
        public double FrameRate { get; set; }

        // カメラのビデオフォーマット（例: MJPG, YUY2）
        public string Format { get; set; }
    }

もうカメラは嫌だー