注意:本页介绍的是 Camera2 软件包。除非您的应用需要 Camera2 中的特定低级功能,否则我们建议您使用 CameraX。CameraX 和 Camera2 都支持 Android 5.0(API 级别 21)及更高版本。
Camera2 API 支持 高动态范围 (HDR) 视频拍摄,可让您预览并 使用相机录制 HDR 视频内容。与标准动态相比 范围 (SDR)、HDR 提供的色彩范围更广 亮度分量的范围(从当前的 100 cd/m2 到 1000 cd/m2)。 这样生成的视频质量更接近真实情况, 更丰富的色彩、更明亮的高光和更深的阴影。
看看 HDR 视频如何以更鲜艳的细节展现日落美景。
<ph type="x-smartling-placeholder">![](https://developer.android.google.cn/static/images/training/camera/camera2/sdr_comparison.png?authuser=0000&hl=sr)
![](https://developer.android.google.cn/static/images/training/camera/camera2/hdr_comparison.png?authuser=0000&hl=sr)
设备前提条件
并非所有 Android 设备都支持 HDR 视频拍摄。 在应用中拍摄 HDR 视频之前,请先确定您的设备是否符合 以下前提条件:
- 以 Android 13(API 级别 33)为目标平台。
- 具有支持 10 位或更高级别的相机传感器。如需详细了解 HDR, 有关是否支持,请参阅检查 HDR 支持情况。
由于并非所有设备都满足前提条件,因此您可以单独添加代码 路径。 这样一来,您的应用便可以在不兼容的设备上回退到 SDR。 此外,请考虑为 SDR 添加界面选项。然后,用户可以 SDR 和 HDR 之间的联系,以满足他们的视频录制需求。
HDR 拍摄架构
下图显示了 HDR 拍摄架构的主要组件。
![HDR 拍摄架构图。](https://developer.android.google.cn/static/images/training/camera/camera2/hdr_capture_architecture_diagram.png?authuser=0000&hl=sr)
当相机设备以 HDR 格式拍摄帧时,Camera2 框架会分配
用于存储处理的相机传感器输出的缓冲区。
如果 HDR 配置文件需要,它还会附加相应的 HDR 元数据。
然后,Camera2 框架会将已填充的缓冲区加入输出 Surface 的队列
CaptureRequest
中引用,例如 display 或
如图所示。
检查是否支持 HDR
在应用中拍摄 HDR 视频之前,请先确定设备是否支持 设置所需的 HDR 配置文件
使用 CameraManager
getCameraCharacteristics()
方法获取
CameraCharacteristics
您可以查询设备的 HDR 功能。
以下步骤用于检查设备是否支持 HLG10。 HLG10 是设备制造商必须支持的基准 HDR 标准 在具有 10 位输出的相机上。
首先,检查设备是否支持 10 位配置文件(HLG10 的位深):
Kotlin
private fun isTenBitProfileSupported(cameraId: String): Boolean { val cameraCharacteristics = cameraManager.getCameraCharacteristics(cameraId) val availableCapabilities = cameraCharacteristics.get(CameraCharacteristics.REQUEST_AVAILABLE_CAPABILITIES) for (capability in availableCapabilities!!) { if (capability == CameraMetadata.REQUEST_AVAILABLE_CAPABILITIES_DYNAMIC_RANGE_TEN_BIT) { return true } } return false }
接下来,检查设备是否支持 HLG10(或其他受支持的配置文件):
Kotlin
@RequiresApi(api = 33) private fun isHLGSupported(cameraId: String): Boolean { if (isTenBitProfileSupported(cameraId)) { Val cameraCharacteristics = cameraManager.getCameraCharacteristics(cameraId) val availableProfiles = cameraCharacteristics .get(CameraCharacteristics.REQUEST_AVAILABLE_DYNAMIC_RANGE_PROFILES)!! .getSupportedProfiles() // Checks for the desired profile, in this case HLG10 return availableProfiles.contains(DynamicRangeProfiles.HLG10) } return false; }
如果设备支持 HDR,isHLGSupported()
始终返回 true
。
有关详情,请参阅
CameraCharacteristics
参考文档。
设置 HDR 拍摄
确保您的设备支持 HDR 后,设置您的应用以拍摄
来自相机的原始 HDR 视频串流。
使用 setDynamicRangeProfile()
提供数据流的 OutputConfiguration
然后向该配置文件传递
发送至CameraCaptureSession
。
请参阅支持的 HDR 配置文件列表。
在以下代码示例中,setupSessionDynamicRangeProfile()
首先检查
确认设备搭载的是 Android 13。
然后,它会使用设备支持的 CameraCaptureSession
设置
HDR 配置文件,如 OutputConfiguration
:
Kotlin
/** * Creates a [CameraCaptureSession] with a dynamic range profile. */ private fun setupSessionWithDynamicRangeProfile( dynamicRange: Long, device: CameraDevice, targets: List, handler: Handler? = null, stateCallback: CameraCaptureSession.StateCallback ): Boolean { if (android.os.Build.VERSION.SDK_INT >= android.os.Build.VERSION_CODES.TIRAMISU) { val outputConfigs = mutableListOf () for (target in targets) { val outputConfig = OutputConfiguration(target) //sets the dynamic range profile, for example DynamicRangeProfiles.HLG10 outputConfig.setDynamicRangeProfile(dynamicRange) outputConfigs.add(outputConfig) } device.createCaptureSessionByOutputConfigurations( outputConfigs, stateCallback, handler) return true } else { device.createCaptureSession(targets, stateCallback, handler) return false } }
}
当相机应用初始化相机时,它会发送一个
正在重复
CaptureRequest
预览录制内容:
Kotlin
session.setRepeatingRequest(previewRequest, null, cameraHandler)
此外,要开始录制视频,请执行以下操作:
Kotlin
// Start recording repeating requests, which stops the ongoing preview // repeating requests without having to explicitly call // `session.stopRepeating` session.setRepeatingRequest(recordRequest, object : CameraCaptureSession.CaptureCallback() { override fun onCaptureCompleted(session: CameraCaptureSession, request: CaptureRequest, result: TotalCaptureResult) { if (currentlyRecording) { encoder.frameAvailable() } } }, cameraHandler)
对 HDR 摄像头视频流进行编码
如需对 HDR 相机数据流进行编码并将文件写入磁盘,请执行以下操作:
请使用 MediaCodec
。
首先,获取 OutputSurface
,
映射到存储原始视频数据的缓冲区。
对于MediaCodec
,
请使用 createInputSurface()
。
要初始化 MediaCodec
,应用必须创建一个
MediaFormat
,其中包含指定的
编解码器配置文件、颜色空间、颜色范围和转换函数:
Kotlin
val mimeType = when { dynamicRange == DynamicRangeProfiles.STANDARD -> MediaFormat.MIMETYPE_VIDEO_AVC dynamicRange < DynamicRangeProfiles.PUBLIC_MAX -> MediaFormat.MIMETYPE_VIDEO_HEVC else -> throw IllegalArgumentException("Unknown dynamic range format") } val codecProfile = when { dynamicRange == DynamicRangeProfiles.HLG10 -> MediaCodecInfo.CodecProfileLevel.HEVCProfileMain10 dynamicRange == DynamicRangeProfiles.HDR10 -> MediaCodecInfo.CodecProfileLevel.HEVCProfileMain10HDR10 dynamicRange == DynamicRangeProfiles.HDR10_PLUS -> MediaCodecInfo.CodecProfileLevel.HEVCProfileMain10HDR10Plus else -> -1 } // Failing to correctly set color transfer causes quality issues // for example, washout and color clipping val transferFunction = when (codecProfile) { MediaCodecInfo.CodecProfileLevel.HEVCProfileMain10 -> MediaFormat.COLOR_TRANSFER_HLG MediaCodecInfo.CodecProfileLevel.HEVCProfileMain10HDR10 -> MediaFormat.COLOR_TRANSFER_ST2084 MediaCodecInfo.CodecProfileLevel.HEVCProfileMain10HDR10Plus -> MediaFormat.COLOR_TRANSFER_ST2084 else -> MediaFormat.COLOR_TRANSFER_SDR_VIDEO } val format = MediaFormat.createVideoFormat(mimeType, width, height) // Set some properties. Failing to specify some of these can cause the MediaCodec // configure() call to throw an exception. format.setInteger(MediaFormat.KEY_COLOR_FORMAT, MediaCodecInfo.CodecCapabilities.COLOR_FormatSurface) format.setInteger(MediaFormat.KEY_BIT_RATE, bitRate) format.setInteger(MediaFormat.KEY_FRAME_RATE, frameRate) format.setInteger(MediaFormat.KEY_I_FRAME_INTERVAL, IFRAME_INTERVAL) if (codecProfile != -1) { format.setInteger(MediaFormat.KEY_PROFILE, codecProfile) format.setInteger(MediaFormat.KEY_COLOR_STANDARD, MediaFormat.COLOR_STANDARD_BT2020) format.setInteger(MediaFormat.KEY_COLOR_RANGE, MediaFormat.COLOR_RANGE_LIMITED) format.setInteger(MediaFormat.KEY_COLOR_TRANSFER, transferFunction) format.setFeatureEnabled(MediaCodecInfo.CodecCapabilities.FEATURE_HdrEditing, true) } mediaCodec.configure(format, null, null, MediaCodec.CONFIGURE_FLAG_ENCODE)
有关实现的详情,请参见 Camera2Video 示例应用的
EncoderWrapper.kt
。
HDR 格式
从 Android 13 开始,具有 10 位输出功能的相机设备 必须支持 HLG10 进行 HDR 拍摄,并且 playback(播放)。 此外,设备制造商可以启用他们选择的任何 HDR 格式 使用 HDR 拍摄架构。
下表总结了可用的 HDR 格式及其功能 。
格式 | 传递函数 (TF) | 元数据 | 编解码器 | 位元深度 |
---|---|---|---|---|
HLG10 | HLG | 否 | HEVC | 10 位 |
HDR10 | PQ | 静态 | HEVC | 10 位 |
HDR10+ | PQ | 动态 | HEVC | 10 位 |
杜比视界 8.4 | HLG | 动态 | HEVC | 10 位 |
资源
如需了解具有 HDR 视频拍摄功能且能正常运行的应用,请参阅 Camera2Video 示例 。