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Captura de vídeo HDR

Observação:esta página se refere ao pacote Camera2. A menos que seu app exija recursos específicos e de baixo nível do Camera2, recomendamos o uso do CameraX. CameraX e Camera2 oferecem suporte ao Android 5.0 (nível 21 da API) e versões mais recentes.

O suporte às APIs Camera2 Captura de vídeo em High Dynamic Range (HDR), que permite visualizar e gravar conteúdo de vídeo em HDR usando a câmera. Em comparação com a abordagem dinâmica padrão de alcance (SDR), o HDR oferece uma gama mais ampla de cores e aumenta do componente de luminância (dos atuais 100 cd/m2 a 1.000 s de cd/m2). Isso resulta em uma qualidade de vídeo que se aproxima mais da vida real, com cores mais vivas, destaques mais brilhantes e sombras mais escuras.

Veja como um vídeo em HDR captura o pôr do sol com mais detalhes.

**Figura 1**. Comparação entre a qualidade de vídeo SDR (parte superior) x HDR (inferior).

Pré-requisitos do dispositivo

Nem todos os dispositivos Android são compatíveis com a captura de vídeo HDR. Antes de capturar vídeos em HDR no app, determine se o dispositivo atende os seguintes pré-requisitos:

É destinado ao Android 13 (nível 33 da API).
Tem um sensor de câmera de 10 bits ou mais. Para mais informações sobre HDR, Consulte Verificar a compatibilidade com HDR.

Como nem todos os dispositivos atendem aos pré-requisitos, você pode adicionar um código separado ao configurar a captura de vídeo HDR no app. Isso permite que o app use SDR em dispositivos incompatíveis. Além disso, considere adicionar uma opção de interface para SDR. O usuário pode então alternar entre SDR e HDR para as necessidades de gravação de vídeo.

Arquitetura de captura HDR

O diagrama a seguir mostra os principais componentes da arquitetura de captura HDR.

**Figura 2.** Diagrama da arquitetura de captura em HDR.

Quando um dispositivo de câmera captura um frame em HDR, o framework Camera2 aloca um buffer que armazena a saída processada do sensor da câmera; Ele também anexa os respectivos metadados HDR se exigido pelo perfil HDR. Em seguida, o framework Camera2 enfileira o buffer preenchido para a superfície de saída. referenciadas no CaptureRequest, como uma tela ou em um codificador de vídeo, como mostra o diagrama.

Verificar o suporte a HDR

Antes de capturar vídeos em HDR no app, verifique se o dispositivo oferece suporte o perfil HDR desejado.

Use o método CameraManager getCameraCharacteristics() para acessar uma CameraCharacteristics que você pode consultar para saber os recursos de HDR do dispositivo.

As etapas a seguir verificam se um dispositivo é compatível com HLG10. HLG10 é o padrão HDR de referência com que os fabricantes de dispositivos precisam oferecer suporte em câmeras com saída de 10 bits.

Primeiro, verifique se o dispositivo oferece suporte a perfis de 10 bits (a profundidade de bits para HLG10):

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
}

Em seguida, verifique se o dispositivo é compatível com HLG10 ou outro perfil compatível:

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;
}

Se o dispositivo for compatível com HDR, isHLGSupported() sempre retornará true. Para mais informações, consulte a CameraCharacteristics documentação de referência.

Configurar captura HDR

Depois de garantir que seu dispositivo seja compatível com HDR, configure o app para capturar um stream de vídeo bruto em HDR a partir da câmera. Use setDynamicRangeProfile() para fornecer o OutputConfiguration da transmissão. com um perfil HDR compatível com o dispositivo, que é transmitido para o CameraCaptureSession na criação. Veja a lista de perfis HDR compatíveis.

No exemplo de código abaixo, setupSessionDynamicRangeProfile() verifica primeiro que o dispositivo está executando o Android 13. Em seguida, ele configura o CameraCaptureSession com o ambiente Perfil HDR como um 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
      }
  }

}

Quando o app inicializa a câmera, ela envia uma recorrente CaptureRequest para visualizar a gravação:

Kotlin

session.setRepeatingRequest(previewRequest, null, cameraHandler)

E também para iniciar a gravação de vídeo:

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)

Codificar o stream da câmera em HDR

Para codificar o stream da câmera HDR e gravar o arquivo em disco, use MediaCodec.

Primeiro, acesse o OutputSurface, que mapeia para um buffer que armazena dados brutos de vídeo. Para o MediaCodec, use createInputSurface().

Para inicializar o MediaCodec, um app precisa criar uma MediaFormat com o tipo perfil do codec, espaço de cores, intervalo de cores e função de transferência:

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)

Para mais detalhes sobre a implementação, consulte a documentação do app de exemplo Camera2Video EncoderWrapper.kt

Formatos HDR

No Android 13 e versões mais recentes, dispositivos de câmera com recursos de saída de 10 bits precisa oferecer suporte a HLG10 para captura HDR e playback. Além disso, os fabricantes de dispositivos podem ativar o formato HDR que quiserem usando a arquitetura de captura HDR.

A tabela a seguir resume os formatos HDR disponíveis e os respectivos recursos para captura de vídeo HDR.

Formato	Função de transferência (TF)	Metadados	Codec	Profundidade de bit
HLG10	HLG	Não	HEVC	10 bits
HDR10	PQ	Estático	HEVC	10 bits
HDR10+	PQ	Dinâmico	HEVC	10 bits
Dolby Vision 8.4	HLG	Dinâmico	HEVC	10 bits

Recursos

Para um app que funcione com a funcionalidade de captura de vídeo HDR, consulte a Exemplo de Camera2Video (link em inglês) no GitHub.