自从引入高动态范围 (HDR) 视频以来，流媒体服务已开始流式传输 HDR 视频，专注于全屏体验。最近，社交媒体应用已推出对 HDR 视频和 Ultra HDR 的支持，表明人们对各种应用中采用 HDR 的兴趣日益浓厚。
Android 对 HDR 的支持
以下是 Android 多年来对 HDR 技术支持的里程碑
Android 7
- 最初支持 HDR 视频解码和显示。
- HDR 功能的持续进步。
Android 13
- 端到端支持 HDR 视频捕获、编码和显示。
- 引入了 混合 SDR 和 HDR 合成，定义了 SDR 和 HDR 之间不同的可显示亮度范围。
Android 14
- 支持使用 Ultra HDR 的 HDR 图像。
多年来，对 HDR 的屏幕截图支持也得到了发展并经历了许多变化。
HDR 屏幕截图功能的进步
本节跟踪了最新 Android 更新中 HDR 屏幕截图功能的进展。
Android 9
SurfaceFlinger（Android 的图形合成器）引入了 HDR 视频支持。HDR 视频和屏幕截图的 GPU 渲染通过复杂的 polynomial 色调映射器获得支持。此色调映射曲线并不总是等同于显示色调映射器，因此屏幕截图与屏幕内容有所不同。
Android 13
一个色调映射插件被添加到 SurfaceFlinger 的 GPU 渲染块，使 OEM 能够提供 GPU 着色器以匹配其显示器的色调映射曲线。屏幕截图几乎与屏幕上的内容匹配，但存在以下差异
- 屏幕截图仍为 SDR 格式。因此，当与 HDR 场景一起查看时，屏幕截图中的 HDR 区域显得较暗。
- SDR 亮度未得到管理，导致屏幕截图中的 SDR 内容看起来与 HDR 内容一样明亮。
换句话说，屏幕截图中捕获的任何 HDR 视频都会转换为 SDR 视频。
Android 14
Ultra HDR 对屏幕截图提出了重大挑战。与视频不同，图像通常在 UI 帧缓冲区中渲染，这有两个主要含义
- 图像不能进行与周围 UI 不同的图像处理，包括色调映射。
- 在渲染其 UI 时，应用负责基于源的色调映射。
为了缓解这一挑战，有三种可能的屏幕截图实现方式
- 保留 Ultra HDR 图像的 HDR 细节，导致屏幕截图中的应用 UI 变暗。
- 保留应用 UI 细节，导致 Ultra HDR 图像剪切。
- 通过调亮应用 UI 同时剪切 HDR 高光来做出妥协。
Android 14 实现了第三种方法，即调亮应用 UI 并剪切 HDR 高光。
Android 15-QPR1
SurfaceFlinger 包含用于屏幕截图的本地色调映射算法。此过程包括
- 将输入图像划分为更小的图像。
- 计算每个图像中的最大亮度，并丢弃每个部分中的低亮度值。
- 通过模糊和重采样来插值计算出的亮度。
- 基于插值亮度值，将参数化的 Reinhard 色调映射器应用于输入图像。
此算法显示了 Android 14 和 Android 15-QPR1 之间屏幕截图的显着改进，如下列示例所示
示例 1 是 HDR 视频叠加在包含 Ultra HDR 的 Chrome 页面顶部的屏幕截图。UI 颜色在新的实现中基本得到保留，并且图像不再被剪切。
Android 14 Android 15-QPR1 
图 1. 示例 1 的 Android 14 和 Android 15-QPR1 对比。
示例 2 是 HDR 视频叠加在设置顶部的屏幕截图以及后续屏幕截图。在 Android 14 中，屏幕截图颜色逐渐变暗。在 Android 15-QPR1 中，色调映射器正确地复制并保留了 UI 颜色。
Android 14 Android 15-QPR1 
图 2. 示例 2 的 Android 14 和 Android 15-QPR1 对比。