Composição com SDR e HDR

Esta página descreve os requisitos, a configuração e a validação do recurso de escurecimento de conteúdo SDR para composição mista de SDR e HDR.

O Android 13 melhora o suporte à apresentação simultânea da composição SDR e HDR na tela, introduzindo os seguintes recursos:

  • Mapeamento de tons da luminância HDR em um intervalo compatível com SDR.

    Usando libtonemap, o mapeamento de tons pode ser consistente entre o Hardware Composer (HWC), o SurfaceFlinger e os apps. Os OEMs podem implementar as próprias curvas de mapeamento de tons para serem compartilhadas entre os componentes do fornecedor e do framework.

  • Escurecimento do conteúdo SDR na tela quando apresentado simultaneamente com conteúdo HDR.

    Quando o conteúdo HDR está na tela, o brilho da tela é aumentado para acomodar o intervalo de luminância aumentado do conteúdo HDR. Qualquer conteúdo SDR que também esteja na tela é escurecido perfeitamente à medida que o brilho da tela aumenta, para que o brilho perceptivo do conteúdo SDR não mude. Os OEMs podem configurar as telas integradas para escurecer o conteúdo SDR na tela quando apresentado junto com o conteúdo HDR.

Requisitos do OEM

Para usar a composição aprimorada para conteúdo HDR e SDR com o escurecimento de conteúdo SDR, siga estes requisitos:

  • Implemente a versão AIDL do HWC, que inclui suporte para escurecimento acelerado por hardware no pipeline de cores do dispositivo. Consulte AIDL para HWC para implementar os recursos necessários.

  • O escurecimento preciso das sobreposições de hardware no HWC exige hardware específico para dimensionar a luz linear das sobreposições. As implementações sem hardware suficiente precisam adiar a composição para a GPU pelo SurfaceFlinger, causando consumo elevado da bateria e possível escurecimento de baixa qualidade.

  • O dispositivo precisa oferecer suporte a pelo menos uma tecnologia HDR informada por Display.getHdrCapabilities.

Configuração

O recurso de composição de conteúdo misto de SDR e HDR pode ser configurado de acordo com as características do dispositivo de exibição integrado, para que a compensação entre a duração da bateria, o efeito burn-in e a fidelidade do conteúdo seja estabelecida.

A ativação e o ajuste da composição aprimorada são feitos por uma configuração de exibição cujo esquema está localizado em display-device-config.xsd. Os seguintes novos elementos-chave são importantes para definir a configuração de exibição:

  • O elemento sdrHdrRatioMap permite o escurecimento de SDR e define uma tabela de pesquisa (LUT, na sigla em inglês) para mapear o brilho da tela para HDR a ser exibido no ponto branco SDR quando houver conteúdo HDR na tela.

    Se sdrHdrRatioMap estiver definido, como parte do controle do brilho da tela, DisplayManagerService vai comunicar o ponto branco SDR desejado ao SurfaceFlinger para que ele possa enviar a proporção de escurecimento adequada por camada ao HWC.

    Se sdrHdrRatioMap não estiver definido, o escurecimento de SDR não será ativado, mesmo que a implementação do HWC ofereça suporte a ele.

  • O minimumHdrPercentOfScreen elemento, com um valor que varia de 0 a 100, controla quando o modo de alto brilho de um painel pode ser ativado. Com o Android 13, esse limite é ajustável para ativar o modo de alto brilho em mais situações, como cenários de picture-in-picture. As versões anteriores do AOSP fixaram esse valor em 50%.

Consulte o bloco de código a seguir para conferir os elementos-chave da configuração de exibição:

<displayConfiguration>
    ...
    <highBrightnessMode>
        ...
        <!--Percentage of the screen that must be covered by HDR layers until high brightness mode is enabled.
        <minimumHdrPercentOfScreen>...</minimumHdrPercentOfScreen>
        <!--sdrHdrRatioMap, backed by spline, must have at least two entries -->
        <sdrHdrRatioMap>
            <point>
                <sdrNits>...</sdrNits>
                <hdrRatio>...</hdrRatio>
            </point>
            <point>
                <sdrNits>...</sdrNits>
                <hdrRatio>...</hdrRatio>
            </point>
            <!--More interpolation points may be added –->
            ...
        </sdrHdrRatioMap>
        ...
    </highBrightnessMode>
    ...
</displayConfiguration>

Advertências

A ativação dos recursos de mapeamento de tons e escurecimento de conteúdo SDR pode levar às seguintes situações:

  • A fidelidade do conteúdo HDR reproduzido no dispositivo pode aumentar, já que os elementos de conteúdo SDR são escurecidos.

  • A duração da bateria pode diminuir nos seguintes cenários:

    • As implementações do HWC que adiam as operações de escurecimento para a GPU podem causar maior uso da GPU.

    • As configurações de exibição que permitem um limite mais baixo para ativar o modo de alto brilho podem aumentar o consumo de energia para executar a tela com um brilho maior.

  • A integridade da tela pode ser afetada devido ao aumento do tempo gasto no modo de alto brilho, o que pode causar problemas de longo prazo, como o efeito burn-in na integridade da tela.

Validação

Os OEMs podem usar testes de VTS, que são incluídos como parte do pacote de testes do HWC, para verificar a correção do escurecimento e para validar a proporção de escurecimento de entrada.

A validação desse recurso depende do dispositivo. Portanto, não há testes CTS ou GTS para oferecer suporte a ele.

Os OEMs precisam executar testes manuais para validar se a qualidade da imagem dos elementos SDR escurecidos é aceitável. Os OEMs podem reproduzir conteúdo para padrões HDR que o dispositivo oferece suporte em SurfaceView para validar se os elementos SDR reproduzidos junto com o conteúdo HDR não ficam muito claros.

Problemas

O escurecimento de imagens SDR pode resultar em black crush ou perda de informações em áreas mais escuras da imagem original. Isso ocorre porque os valores de cores mais escuras são recolhidos em um conjunto menor de códigos escuros.

Uma implementação de escurecimento que causa black crush inaceitável precisa implementar algoritmos de dithering, que injetam ruído na imagem final para que os efeitos de bandas sejam reduzidos.

As implementações do HWC que não conseguem fazer o dithering da imagem no local apropriado no pipeline de cores precisam solicitar que o SurfaceFlinger aplique o escurecimento e o dithering na GPU.

As implementações também podem ajustar o valor de sdrHdrRatioMap para limitar a quantidade de escurecimento dos elementos SDR. O escurecimento para níveis de brilho muito baixos exige o uso da GPU, o que melhora a qualidade da imagem, mas pode diminuir a duração da bateria.