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HDR 動画キャプチャ

注: このページでは、Camera2 パッケージについて説明します。アプリで Camera2 の特定の低レベルの機能が必要な場合を除き、CameraX を使用することをおすすめします。CameraX と Camera2 は、どちらも Android 5.0（API レベル 21）以降に対応しています。

Camera2 API はハイダイナミックレンジ（HDR）動画キャプチャをサポートしており、カメラを使用して HDR 動画コンテンツをプレビュー、録画できます。標準ダイナミックレンジ（SDR）と比較して、HDR はより幅広い色に対応し、輝度コンポーネントのダイナミックレンジを拡大します（現在の 100 cd/m2 から 1,000 cd/m2 まで）。これにより、動画の品質が現実の世界に近づき、色彩が豊かになり、明るい部分はより明るく、暗い部分はより暗くなります。

HDR 動画で夕焼けをより鮮やかに撮影する方法をご覧ください。

デバイスの前提条件

すべての Android デバイスが HDR 動画キャプチャをサポートしているわけではありません。アプリで HDR 動画をキャプチャする前に、デバイスが次の前提条件を満たしているかどうかを確認してください。

Android 13（API レベル 33）をターゲットにしている。
10 ビット以上対応のカメラセンサーが搭載されている。HDR サポートについて詳しくは、HDR サポートを確認するをご覧ください。

すべてのデバイスが前提条件を満たしているわけではないため、アプリで HDR 動画キャプチャを設定するときに別のコードパスを追加できます。これにより、互換性のないデバイスで SDR にフォールバックできます。また、SDR の UI オプションを追加することも検討してください。これにより、ユーザーは動画の録画のニーズに応じて SDR と HDR を切り替えることができます。

HDR キャプチャアーキテクチャ

次の図は、HDR キャプチャアーキテクチャの主なコンポーネントを示しています。

カメラデバイスが HDR でフレームをキャプチャすると、Camera2 フレームワークは、処理されたカメラセンサーの出力を格納するバッファを割り当てます。また、HDR プロファイルで必要な場合は、対応する HDR メタデータを添付します。次に、Camera2 フレームワークは、図に示すように、CaptureRequestで参照される出力サーフェス（ディスプレイや動画エンコーダなど）に、入力されたバッファをキューに入れます。

HDR サポートを確認する

アプリで HDR 動画をキャプチャする前に、デバイスが目的の HDR プロファイルをサポートしているかどうかを確認します。

CameraManager getCameraCharacteristics() メソッドを使用して CameraCharacteristics インスタンスを取得し、デバイスの HDR 機能をクエリできます。

次の手順では、デバイスが HLG10 をサポートしているかどうかを確認します。 HLG10 は、デバイスメーカーが 10 ビット出力のカメラでサポートする必要があるベースライン HDR 標準です。

まず、デバイスが 10 ビットプロファイル（HLG10 のビット深度）をサポートしているかどうかを確認します。

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
}

次に、デバイスが HLG10（または別のサポートされているプロファイル）をサポートしているかどうかを確認します。

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;
}

デバイスが HDR をサポートしている場合、isHLGSupported() は常に true を返します。詳しくは、 CameraCharacteristics リファレンスドキュメントをご覧ください。

HDR キャプチャを設定する

デバイスが HDR をサポートしていることを確認したら、カメラから RAW HDR 動画ストリームをキャプチャするようにアプリを設定します。 setDynamicRangeProfile()を使用して、デバイスでサポートされている HDR プロファイルをストリームの OutputConfiguration に指定します。このプロファイルは、作成時に CameraCaptureSession に渡されます。サポートされている HDR プロファイルのリストをご覧ください。

次のコードサンプルでは、setupSessionDynamicRangeProfile() はまず、デバイスが Android 13 を実行していることを確認します。次に、デバイスでサポートされている HDR プロファイルを OutputConfiguration として使用して CameraCaptureSession を設定します。

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
      }
  }

カメラアプリがカメラを初期化すると、録画をプレビューするために繰り返し CaptureRequest を送信します。

Kotlin

session.setRepeatingRequest(previewRequest, null, cameraHandler)

また、動画の録画を開始します。

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)

HDR カメラストリームをエンコードする

HDR カメラストリームをエンコードしてファイルをディスクに書き込むには、 MediaCodec を使用します。

まず、RAW 動画データを格納するバッファにマッピングされる OutputSurface, を取得します。 MediaCodec の場合は、createInputSurface()を使用します。

MediaCodec を初期化するには、アプリで、指定されたコーデックプロファイル、色空間、色範囲、伝達関数を使用して MediaFormatを作成する必要があります。

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)

実装について詳しくは、Camera2Video サンプルアプリの EncoderWrapper.ktをご覧ください。

HDR 形式

Android 13 以降では、10 ビット出力機能を備えたカメラデバイスは、HDR キャプチャと再生で HLG10 をサポートする必要があります。また、デバイスメーカーは、HDR キャプチャアーキテクチャを使用して、任意の HDR 形式を有効にできます。 HDR キャプチャアーキテクチャ

次の表に、HDR 動画キャプチャで使用可能な HDR 形式とその機能をまとめます。

形式	伝達関数（TF）	メタデータ	コーデック	ビット深度
HLG10	HLG	いいえ	HEVC	10 ビット
HDR10	PQ	静的	HEVC	10 ビット
HDR10+	PQ	動的	HEVC	10 ビット
ドルビービジョン 8.4	HLG	動的	HEVC	10 ビット

リソース

HDR 動画キャプチャ機能を備えた動作するアプリについては、 GitHub の Camera2Video サンプルをご覧ください。

HDR 動画キャプチャ コレクションでコンテンツを整理 必要に応じて、コンテンツの保存と分類を行います。

デバイスの前提条件

HDR キャプチャ アーキテクチャ

HDR サポートを確認する

Kotlin

Kotlin

HDR キャプチャを設定する

Kotlin

Kotlin

Kotlin

HDR カメラ ストリームをエンコードする

Kotlin

HDR 形式

リソース

HDR 動画キャプチャ

HDR キャプチャアーキテクチャ

HDR カメラストリームをエンコードする