基于海思Hi3798MV200Android7.0聊聊HDMI色深模式和电视HDR

先看图，在Android机顶盒或电视机中常常能看到这些高级设置

HDR/SDR 功能”到底在哪些环节生效、怎么算生效、怎么验证。

1. 高动态范围 HDR（High Dynamic Range）

• 人话版：让亮的地方更亮、暗的地方更暗，同时都看得见。

• 技术版：峰值亮度 ≥ 1000 cd/m²、黑场 ≤ 0.05 cd/m²，同时色域 BT.2020、色深 10-bit、光电转换函数 PQ（Perceptual Quantizer，EOTF-2）或 HLG（Hybrid Log-Gamma，EOTF-3）。

• Hi3798MV200 落点：
  – 解码器 VDEC_CAP_HDR10 | VDEC_CAP_HLG 能力位置寄存器 0x1f00[21:20]；
  – HDMI 2.0 Tx 模块 HDR_INFOFRAME 寄存器 0x4a0~0x4af 负责把 EOTF/Metadata 随视频帧送出去。

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1. 标准动态范围 SDR（Standard Dynamic Range）

• 人话版：传统电视/手机能直接看的“正常”画面。

• 技术版：峰值亮度 100 cd/m²、色域 BT.709、色深 8-bit、伽马 2.4（EOTF-0）。

• 落点：
  – VDP 后级 HDR2SDR_GAMUT 模块，寄存器 0x2c00~0x2cff 存放 3DLUT/1DLUT 系数表；
  – 目标亮度 100 nits 在 0x2c10 可配。

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1. 电光转换函数 EOTF（Electro-Optical Transfer Function）

• 人话版：把“数字码值”翻译成“屏幕到底该发多少光”的公式。

• 技术版：
  – SDR：BT.1886 幂函数（gamma 2.4）；
  – HDR10：SMPTE ST 2084 PQ 曲线；
  – HLG：ARIB STD-B67 对数+线性分段。

• 落点：
  – HDMI InfoFrame 字节 1 的 EOTF 字段写 0/2/3；
  – 驱动 dw_hdmi_drm_infoframe_pack() 里 infoframe->eotf = drm_property_get_eotf()。

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1. 静态/动态元数据 Static vs Dynamic Metadata

• 人话版：告诉显示器“这片子最亮能到多少、平均到多少”，静态的一整部电影不变，动态的一帧一帧变。

• 技术版：
  – Static：Mastering Display Color Volume (MDCV) + Content Light Level (CLL)；
  – Dynamic：SMPTE ST 2094-10/40，HDR10+ 或 Dolby Vision。

• 落点：
  – 静态元数据通过 v4l2_ctrl 新 ID V4L2_CID_HDR_MDCV/CLL 随帧下推；
  – 动态元数据 Hi3798MV200 硬件不支持，需要外挂 Dolby 芯片或走软件后处理。

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1. 色域 Color Space / Gamut

• 人话版：能显示的颜色范围。

• 技术版：
  – BT.709 ≈ 35% 可见光；
  – BT.2020 ≈ 75% 可见光。

• 落点：
  – 解码器输出 PIXEL_FORMAT_YCBCR_P010 时，驱动把 VDP_CS_BT2020 写寄存器 0x1a8[3:0]；
  – HDMI InfoFrame 字节 3 的 Colorimetry = 2 表示 BT.2020。

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1. 色深 Bit Depth

• 人话版：颜色过渡是否平滑。

• 技术版：
  – 8-bit：256 级灰阶；
  – 10-bit：1024 级灰阶，带状瑕疵 (banding) 更少。

• 落点：
  – 解码器 vdec_set_output_bitdepth(10)；
  – Gralloc 格式 HAL_PIXEL_FORMAT_YCBCR_P010 对应 bpp=10。

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1. HDR→SDR 色调映射 Tone Mapping / Gamut Mapping

• 人话版：在“老电视”上也能看 HDR 片，不会过曝或发灰。

• 技术版：把 0–10000 nits 的 PQ 码值压缩到 0–100 nits，同时把 BT.2020 映射到 BT.709，保持肤色。

• 落点：
  – Hi3798MV200 内置 HDR2SDR 硬件模块，驱动 vdp_hdr_lut.c 提供 3 组 LUT：
  – PQ→SDR（亮度裁剪 1000→100 nits）；
  – HLG→SDR（系统 gamma 1.2）；
  – SDR 直通。
  – 寄存器 0x2c00 的 enable 位写 1 即生效，延迟 1 帧。

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一条“端到端”HDR/SDR 链路在 Hi3798MV200 上的时间序举例

1. 解码器拿到 HE