Desde 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. Recientemente, las apps de redes sociales lanzaron la compatibilidad con videos en HDR y Ultra HDR, lo que indica un interés creciente en la adopción del HDR en varias apps.
Compatibilidad con HDR en Android
A continuación, se muestran los hitos del soporte de Android para la tecnología HDR a lo largo de varios años:
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 que se pueden mostrar entre SDR y HDR.
Android 14
- Se agregó 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 hace un seguimiento del progreso de la capacidad 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 a la del dispositivo de visualización, 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 procesamiento 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 su 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. Por lo tanto, cuando se ven junto con una escena HDR, las regiones HDR dentro de la captura de pantalla aparecen más oscuras.
- La luminancia SDR no se administra, lo que hace que el contenido SDR dentro de la captura de pantalla aparezca 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
Ultra HDR plantea un desafío importante para las capturas de pantalla. A diferencia de los videos, las imágenes suelen renderizarse 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, existen 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 local de asignación de tonos 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 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 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.
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 representación SDR base de 8 bits.
- Para producir un mapa de ganancia de 8 bits, se combina la versión base en SDR con la versión en HDR.
- La versión base en 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 ganancia se codifica como una imagen PNG, que incluye un fragmento gmAP que contiene los metadatos de ISO 21496-1 para el mapa de ganancia.
- La versión base en SDR se codifica como una imagen PNG, que incluye un fragmento gmAP que contiene la versión de los metadatos de ISO 21496-1. Esta imagen PNG también incluye un fragmento gdAT, que contiene la totalidad del mapa de ganancia codificado en PNG.
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 PNG. Las apps pueden mostrar un PNG con un mapa de ganancia de la misma manera que Ultra HDR.