Tras la introducción del video de alto rango dinámico (HDR), los servicios de transmisión comenzaron a transmitir videos en HDR, enfocándose en experiencias de pantalla completa. Las apps de redes sociales ahora admiten videos HDR y Ultra HDR, lo que indica un interés creciente en la adopción de HDR en varias apps.
Compatibilidad con HDR en Android
Android ha admitido la tecnología HDR a través de varios hitos:
Android 7
- Se agregó compatibilidad inicial con la decodificación y la visualización de video HDR.
- Avances continuos en las capacidades de HDR
Android 13
- Compatibilidad integral con la captura, la codificación y la 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
- Se agregó compatibilidad con imágenes HDR con Ultra HDR.
También evolucionó y cambió la compatibilidad con capturas de pantalla HDR.
Avances en las capacidades de captura de pantalla HDR
En esta sección, se describe la progresión de la capacidad de captura de pantalla HDR en las actualizaciones 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 usa un asignador de tonos polinómico complejo. Esta curva de asignación de tonos no siempre es equivalente a la del dispositivo de visualización, por lo que las capturas de pantalla difieren del contenido en pantalla.
Android 13
El bloque de renderización de GPU de SurfaceFlinger incluye un complemento de asignación de tono, que permite que el OEM proporcione un sombreador de GPU para que coincida con la curva de asignación de tono de su pantalla. Las capturas de pantalla casi coinciden con el contenido en pantalla, pero con las siguientes diferencias:
- Las capturas de pantalla permanecen en formato SDR. Por lo tanto, cuando se ven junto a una escena HDR, las regiones HDR dentro de la captura de pantalla aparecen más oscuras.
- La luminancia SDR no se administra, por lo que el contenido SDR dentro de la captura de pantalla aparece tan brillante como el contenido HDR.
En otras palabras, el sistema convierte cualquier video HDR capturado en la captura de pantalla a video SDR.
Android 14
El Ultra HDR plantea un desafío importante para las capturas de pantalla. A diferencia de los videos, el sistema suele renderizar imágenes dentro del búfer de fotogramas de la IU, lo que tiene dos implicaciones principales:
- Las imágenes no pueden tener un procesamiento de imágenes, incluido el ajuste 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 mitigar este desafío, considera tres posibles implementaciones de captura de pantalla:
- Conserva los detalles HDR de una imagen en Ultra HDR, lo que genera una IU de la app oscurecida en la captura de pantalla.
- Conservar los detalles de la IU de la app, lo que provoca el recorte de la imagen Ultra HDR
- Se compensa aumentando el brillo de la IU de la app mientras se recortan los detalles destacados en HDR.
Android 14 implementa el tercer enfoque para aclarar la IU de la app y recortar los detalles HDR.
Android 15-QPR1
SurfaceFlinger incluye un algoritmo de asignación de tonos local para las capturas de pantalla. Este proceso implica lo siguiente:
- Dividir la imagen de entrada en imágenes más pequeñas
- Se calcula la luminancia máxima en cada imagen y se descartan los valores de luminancia bajos dentro de cada sección.
- Interpola las luminancias calculadas a través del desenfoque y el nuevo muestreo.
- Aplica un asignador de tonos de Reinhard parametrizado a la imagen de entrada, según los valores de luminancia interpolados.
Este algoritmo mejora significativamente las capturas de pantalla entre Android 14 y Android 15-QPR1, como se demuestra 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 sobre Configuración con capturas de pantalla posteriores. En Android 14, los colores de las capturas de pantalla son cada vez más oscuros. En Android 15-QPR1, el asignador de tonos 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 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 garantizar la retrocompatibilidad con los sistemas que admiten capturas de pantalla en formato PNG.
La generación de capturas de pantalla implica lo siguiente:
- 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 representación SDR base de 8 bits.
- Se produce un mapa de ganancia de 8 bits combinando la versión base de SDR con la versión de HDR.
- La versión base en SDR y el mapa de ganancia se codifican en un solo archivo PNG.
La codificación PNG implica lo siguiente:
- El mapa de ganancia se codifica como una imagen PNG, que incluye un fragmento
gmAPque contiene los metadatos de ISO 21496-1 para el mapa de ganancia. - La versión base del SDR se codifica como una imagen PNG, que incluye un fragmento
gmAPque contiene la versión de los metadatos de ISO 21496-1. Esta imagen PNG también incluye un fragmentogdAT, que contiene la totalidad del PNG del mapa de ganancia codificado.
En la siguiente figura, se muestra el diseño de los fragmentos PNG:
Figura 3: Diseño de los fragmentos PNG.
Con Android 16, el códec PNG admite la codificación y la decodificación de estos PNGs. Las apps pueden mostrar un PNG con un mapa de ganancia de la misma manera que Ultra HDR.