Desde que se introdujeron los videos de alto rango dinámico (HDR), los servicios de transmisión comenzaron a transmitirlos, enfocándose en las experiencias de pantalla completa. Recientemente, las apps de redes sociales lanzaron compatibilidad con videos HDR y Ultra HDR, lo que indica un interés creciente en la adopción de HDR en varias apps.
Compatibilidad con HDR en Android
A continuación, se muestran los eventos importantes de la compatibilidad de Android con la tecnología HDR a lo largo de varios años:
Android 7
- Compatibilidad inicial con la decodificación y la visualización de video HDR.
- Se realizaron avances continuos en las funciones de HDR.
Android 13
- Compatibilidad de extremo a extremo para la captura, codificación y visualización de videos HDR
- Se introdujo la composición mixta de SDR y HDR, que define diferentes rangos de luminancia visibles entre SDR y HDR.
Android 14
- Compatibilidad con imágenes HDR con Ultra HDR.
La compatibilidad con capturas de pantalla con HDR también evolucionó y sufrió varios cambios a lo largo de los años.
Avances en las capacidades de captura de pantalla HDR
En esta sección, se realiza un seguimiento de la progresión de la función de captura de pantalla HDR en las actualizaciones recientes de Android.
Android 9
SurfaceFlinger, el compositor de gráficos de Android, introduce la compatibilidad con videos en HDR. La renderización de GPU de videos y capturas de pantalla HDR es compatible con un asignador de tonos polinómico complejo. Esta curva de asignación de tonos no siempre es equivalente al asignador de tonos de la pantalla, por lo que las capturas de pantalla difieren del contenido en pantalla.
Android 13
Se agrega un complemento de asignación de tono al bloque de renderización de GPU de SurfaceFlinger, lo que permite que el OEM proporcione un sombreador de GPU para que coincida con la curva de asignación de tono de la pantalla. Las capturas de pantalla casi coinciden con lo que se ve en la pantalla, pero con las siguientes diferencias:
- Las capturas de pantalla permanecen en formato SDR. En consecuencia, cuando se ven junto a una escena HDR, las regiones HDR de la captura de pantalla aparecen más atenuadas.
- No se administra la luminancia SDR, por lo que el contenido SDR de la captura de pantalla se ve tan brillante como el contenido HDR.
En otras palabras, cualquier video HDR capturado en la captura de pantalla se convierte en video SDR.
Android 14
El Ultra HDR plantea un desafío significativo para tomar capturas de pantalla. A diferencia de los videos, las imágenes suelen renderizarse dentro del búfer de trama de la IU, lo que tiene dos implicaciones principales:
- Las imágenes no pueden tener procesamiento de imágenes, incluido el mapeo de tonos, que difiera de la IU circundante.
- Las apps son responsables de la asignación de tonos basada en la fuente cuando renderizan su IU.
Para aliviar este desafío, existen tres posibles implementaciones de capturas de pantalla:
- Conserva los detalles HDR de una imagen Ultra HDR, lo que da como resultado una IU de la app oscurecida en la captura de pantalla.
- Conserva los detalles de la IU de la app, lo que provoca el recorte de imágenes Ultra HDR.
- Logra un equilibrio entre el brillo de la IU de la app y la reducción de los aspectos destacados del HDR.
Android 14 implementa el tercer enfoque de aclarar la IU de la app y recortar los aspectos destacados de HDR.
Android 15-QPR1
SurfaceFlinger incluye un algoritmo de asignación de tonos local para las capturas de pantalla. Este proceso implica lo siguiente:
- Divide la imagen de entrada en imágenes más pequeñas.
- Calcular la luminancia máxima en cada imagen y descartar los valores de luminancia bajos dentro de cada sección
- Interpolar las luminancias calculadas a través de desenfoque y remuestreo
- Aplica un tonomapeador Reinhard parametrizado a la imagen de entrada, según los valores de luminancia interpolados.
Este algoritmo muestra mejoras significativas en las capturas de pantalla entre Android 14 y Android 15-QPR1, como se muestra en los siguientes ejemplos:
El ejemplo 1 es una captura de pantalla de un video HDR superpuesto en una página de Chrome que contiene Ultra HDR. Los colores de la IU se conservan en su mayoría en la nueva implementación, y la imagen ya no se recorta.
Android 14 Android 15-QPR1 
Figura 1: Comparación de Android 14 y Android 15-QPR1 para el ejemplo 1.
El ejemplo 2 es una captura de pantalla de un video HDR superpuesto en Configuración con capturas de pantalla posteriores. En Android 14, los colores de la captura de pantalla son cada vez más oscuros. En Android 15-QPR1, el tonomapeador replica y conserva correctamente los colores de la IU.
Android 14 Android 15-QPR1 
Figura 2: Comparación de Android 14 y Android 15-QPR1 para el ejemplo 2.
Android 16
Al igual que en Ultra HDR, las capturas de pantalla HDR almacenan un mapa de ganancia en el archivo de captura de pantalla para recuperar la representación HDR durante la renderización. Sin embargo, a diferencia de Ultra HDR, la captura de pantalla permanece en formato PNG para brindar retrocompatibilidad con los sistemas que transfieren capturas de pantalla PNG.
Los detalles de la generación de capturas de pantalla son los siguientes:
- Cuando se muestra contenido HDR en el dispositivo, se genera una captura de pantalla con píxeles FP16.
- El asignador de tonos local que se describe en Android 15-QPR1 genera una renderización SDR base de 8 bits.
- Se produce un mapa de ganancia de 8 bits combinando la renderización base de SDR con la renderización HDR.
- La renderización base de SDR y el mapa de ganancia se codifican en un solo archivo PNG.
Los detalles de la codificación PNG son los siguientes:
- El mapa de ganancias se codifica como una imagen PNG, que incluye un fragmento de gmAP, que contiene los metadatos ISO 21496-1 del mapa de ganancias.
- La renderización base de SDR se codifica como una imagen PNG, que incluye un fragmento de gmAP, que contiene la versión de los metadatos de ISO 21496-1. Esta imagen PNG también incluye un fragmento gdAT, que contiene todo el PNG del mapa de ganancia codificado.
En la siguiente figura, se muestra el diseño de los fragmentos de PNG:
Figura 3: Diseño de los fragmentos de PNG.
Con Android 16, el códec PNG admite la codificación y la decodificación de estos archivos. Las apps pueden mostrar un PNG con un mapa de ganancia de la misma manera que Ultra HDR.