iOS播放与编辑HDR视频

在iPhone12发布后，支持使用Dolby Vision来录制HDR视频。至此，升级到iOS14.1系统后，已经支持录制、播放、编辑和导出HDR视频。接下来，让我们一起探索HDR视频的各种操作。

一、HDR视频边编辑边预览

1、Profile与Level

HDR视频中，Dolby Vision的Profile档次是8，同时兼容HLG格式。关于Dolby Vision的完整档次如下表所示：

默认的Dolby Vision是8.4，其中4代表Level等级，对应是1920x1080@30。完整的等级如下表所示：

2、编码器类型

编码器类型是HEVC，位深是10bit(HDR+对应的是12bit)，像素格式为420YpCbCr10BiPlanarVideoRange 。

3、自定义Composition

我们可以使用AVVideoComposition来编辑HDR视频，也可以自定义Composition。其中，需要设置supportsHDRSourceFrames=true，supportsWideColorSourceFrames=true。具体代码如下：

4、传递函数

在Video Composition中，我们需要设置colorPrimaries、colorTransferFunction、colorYCbCrMatrix。对应如下：

videoComposition.colorPrimaries = AVVideoColorPrimaries_ITU_R_2020
videoComposition.colorYCbCrMatrix = AVVideoYCbCrMatrix_ITU_R_2020
videoComposition.colorTransferFunction = AVVideoTransferFunction_ITU_R_2100_HLG

5、预览播放

在AVPlayer中，使用eligibleForHDRPlayback()判断是否支持HDR播放。

二、HDR视频导出

我们有两种方法导出HDR视频，第一种用AVAssetExportSession，第二种用AVAssetWriter。

1、AVAssetExportSession

从Asset读入视频，经过AVVideoComposition处理，使用AVAssetExportSession导出HDR视频，同时支持用AVPlayer来播放预览。示意图如下：

2、AVAssetWriter

如果不需要预览视频，可以直接用AVAssetWriter来导出HDR视频。来源可以是Asset，也可以是AVCaptureVideoDataOutput。示意图如下：

三、HDR转SDR

HDR转SDR需要tonemapping色调映射，同时把10bit转为8bit，一般是BT.2020转为BT.709。有多种方式进行转换，具体如下：

1、AVVideoComposition

使用AVVideoComposition对应的配置代码如下：

videoComposition.colorPrimaries = AVVideoColorPrimaries_ITU_R_709_2
videoComposition.colorYCbCrMatrix = AVVideoYCbCrMatrix_ITU_R_709_2
videoComposition.colorTransferFunction = AVVideoTransferFunction_ITU_R_709_2

2、AVAssetWriter

使用AVAssetWriter对应的配置代码如下：

videoOutputSettings[AVVideoColorPropertiesKey]
 = [AVVideoColorPrimariesKey:
      AVVideoColorPrimaries_ITU_R_709_2,
    AVVideoTransferFunctionKey:
      AVVideoTransferFunction_ITU_R_709_2,
    AVVideoYCbCrMatrixKey:
      AVVideoYCbCrMatrix_ITU_R_709_2]

3、VTDecompressionSession

如果直接用VTDecompressionSession来解码，对应代码如下：

let pixelTransferProperties
= [kVTPixelTransferPropertyKey_DestinationColorPrimaries:
            kCVImageBufferColorPrimaries_ITU_R_709_2,
      kVTPixelTransferPropertyKey_DestinationTransferFunction:
            kCVImageBufferTransferFunction_ITU_R_709_2,
      kVTPixelTransferPropertyKey_DestinationYCbCrMatrix:
            kCVImageBufferYCbCrMatrix_ITU_R_709_2]

4、AVPlayerItemVideoOutput

如果使用AVPlayer来播放，可以用AVPlayerItemVideoOutput来配置相关属性：

let attributes
= [kCVImageBufferYCbCrMatrixKey:
      CVImageBufferYCbCrMatrix_ITU_R_709_2,
   kCVImageBufferColorPrimariesKey:
      kCVImageBufferColorPrimaries_ITU_R_709_2,
   kCVImageBufferTransferFunctionKey:
kCVImageBufferTransferFunction_ITU_R_709_2]
let videoOutput = AVPlayerItemVideoOutput(pixelBufferAttributes:
attributes as [String: Any])

参考链接：

Edit and play back HDR video with AVFoundation

Export HDR media in your app with AVFoundation

Incorporating HDR video with Dolby Vision