Transcodificação de mídia compatível

A transcodificação de mídia compatível, introduzida no Android 12, é um recurso que permite que os dispositivos usem formatos de mídia mais modernos de armazenamento eficiente para captura de vídeo, como HEVC, enquanto mantêm a compatibilidade com apps. Com esse recurso, os fabricantes de dispositivos podem usar o formato HEVC em vez do AVC por padrão para melhorar a qualidade do vídeo e reduzir os requisitos de armazenamento e largura de banda. Para dispositivos com transcodificação de mídia compatível ativada, o Android pode converter automaticamente vídeos (de até um minuto de duração) gravados em formatos como HEVC ou HDR quando os vídeos são abertos por um app que não oferece suporte ao formato. Isso permite que os apps funcionem mesmo quando os vídeos são capturados em formatos mais recentes no dispositivo.

O recurso de transcodificação de mídia compatível fica desativado por padrão. Para solicitar a transcodificação de mídia, os apps precisam declarar os próprios recursos de mídia. Para mais informações sobre como declarar recursos de mídia, consulte Transcodificação de mídia compatível no site Desenvolvedores Android.

Como funciona

O recurso de transcodificação de mídia compatível consiste em duas partes principais:

  • Serviços de transcodificação no framework de mídia:esses serviços convertem arquivos de um formato para outro usando hardware para baixa latência e conversões de alta qualidade. Isso inclui a API de transcodificação, o serviço de transcodificação, um plug-in OEM para filtros personalizados e hardware. Para mais detalhes, consulte Visão geral da arquitetura.
  • Recurso de transcodificação de mídia compatível em provedores de mídia:esse componente encontrado em provedores de mídia intercepta apps que acessam arquivos de mídia e serve o arquivo original ou um arquivo transcodificado com base nos recursos declarados do app. Se um app oferece suporte ao formato do arquivo de mídia, não é necessário processamento especial. Se um app não oferecer suporte ao formato, o framework vai converter o arquivo para um formato mais antigo, como AVC, quando o app acessar o arquivo.

A Figura 1 mostra uma visão geral do processo de transcodificação de mídia.

Processo de transcodificação de mídia compatível

Figura 1. Informações gerais sobre a transcodificação de mídia compatível.

Formatos com suporte

O recurso de transcodificação de mídia compatível oferece suporte às seguintes conversões de formato:

  • HEVC (8 bits) para AVC:as conversões de codec são realizadas conectando um decodificador de mediacodec e um codificador de mediacode.
  • HDR10+ (10 bits) para AVC (SDR): as conversões de HDR para SDR são realizadas usando instâncias de mediacodec e um gancho de plug-in do fornecedor nas instâncias do decodificador. Para mais informações, consulte Codificação de HDR para SDR.

Origens de conteúdo compatíveis

O recurso de transcodificação de mídia compatível oferece suporte a mídias no dispositivo geradas pelo app de câmera nativa do OEM, que é armazenado na pasta DCIM/Camera/ no volume externo principal. O recurso não é compatível com mídia no armazenamento secundário. Não é possível transmitir conteúdo para dispositivos por e-mail ou cartões SD.

Os apps acessam os arquivos com base em vários caminhos. Confira a seguir os caminho de arquivos em que a transcodificação está ativada ou ignorada:

  • Transcodificação ativada:

    • Acesso do app por APIs MediaStore
    • Acesso a apps por APIs de caminho de arquivo direto, incluindo Java e código nativo
    • Acesso ao app pelo Framework de acesso ao armazenamento (SAF)
    • Acesso ao app pelas intents da planilha de compartilhamento do SO. (somente URI da MediaStore)
    • Transferência de arquivos MTP/PTP do smartphone para o PC

  • Transcodificação ignorada:

    • Transferir um arquivo de um dispositivo ejetando o cartão SD
    • Transferir arquivos de um dispositivo para outro usando opções como o Compartilhar por proximidade ou a transferência por Bluetooth.

Adicionar caminhos de arquivo personalizados para transcodificação

Os fabricantes de dispositivos podem adicionar caminhos de arquivos para transcodificação de mídia no diretório DCIM/. Todos os caminhos fora do diretório DCIM/ são rejeitados. A adição desses caminhos de arquivo pode ser necessária para atender aos requisitos da operadora ou às regulamentações locais.

Para adicionar um caminho de arquivo, use o caminho de transcodificação sobreposição de recursos de execução (RRO, na sigla em inglês), config_supported_transcoding_relative_paths. Confira abaixo um exemplo de como adicionar um caminho do arquivo:

<string-array name="config_supported_transcoding_relative_paths" translatable="false">
    <item>DCIM/JCF/</item>
</string-array>

Para verificar os caminhos de arquivo configurados, use:

adb shell dumpsys activity provider com.google.android.providers.media.module/com.android.providers.media.MediaProvider | head -n 20

Visão geral da arquitetura

Esta seção descreve a arquitetura do recurso de transcodificação de mídia.

arquitetura-de-transcodificação-de-mídia

Figura 2. Arquitetura de transcodificação de mídia.

A arquitetura de transcodificação de mídia consiste nos seguintes componentes:

  • API do sistema MediaTranscodingManager:interface que permite que o cliente se comunique com o serviço MediaTranscoding. O módulo MediaProvider usa essa API.
  • MediaTranscodingService:serviço nativo que gerencia conexões de clientes, programa solicitações de transcodificação e gerencia a contabilidade de TranscodingSessions.
  • MediaTranscoder:biblioteca nativa que realiza a transcodificação. Essa biblioteca é criada com base no NDK do framework de mídia para ser compatível com módulos.

O recurso de transcodificação de mídia compatível registra as métricas de transcodificação no serviço e no transcodificador de mídia. O código do lado do cliente e do serviço está no módulo MediaProvider para permitir correções de bugs e atualizações em tempo hábil.

Acesso a arquivos

A transcodificação de mídia compatível é criada com base no sistema de arquivos no espaço do usuário (FUSE), que é usado para armazenamento com escopo. O FUSE permite que o módulo MediaProvider examine operações de arquivo no espaço do usuário e restrinja o acesso a arquivos com base na política para permitir, negar ou editar o acesso.

Quando um app tenta acessar um arquivo, o daemon FUSE intercepta o acesso de leitura do arquivo pelo app. Se o app oferece suporte a um formato mais recente (como HEVC), o arquivo original é retornado. Se o app não oferecer suporte ao formato, o arquivo será transcodificado para um formato mais antigo (como AVC) ou retornado do cache, se uma versão transcodificada estiver disponível.

Solicitar arquivos transcodificados

O recurso de transcodificação de mídia compatível é desativado por padrão, o que significa que, se o dispositivo oferecer suporte a HEVC, o Android não vai transcodificar arquivos, a menos que especificado por um app em um arquivo de manifesto ou na lista de transcodificação forçada.

Os apps podem solicitar recursos transcodificados usando as seguintes opções:

  • Declare formatos não compatíveis no arquivo de manifesto. Para mais detalhes, consulte Declarar recursos em um recurso e Declarar recursos no código.
  • Adicione apps à lista de transcodificação forçada incluída no módulo MediaProvider. Isso ativa a transcodificação para apps que não atualizaram o arquivo de manifesto. Quando um app atualiza o arquivo de manifesto com formatos não compatíveis, ele precisa ser removido da lista de transcodificação forçada. Os fabricantes de dispositivos podem indicar os apps para serem adicionados ou removidos da lista de transcodificação forçada enviando um patch ou denunciando um bug. A equipe do Android analisa a lista periodicamente e pode remover apps dela.
  • Desative os formatos compatíveis com o framework de compatibilidade de apps no momento da execução. Os usuários também podem desativar esse recurso para cada app nas Configurações.
  • Abra um arquivo com MediaStore especificando explicitamente os formatos sem suporte com a API openTypedAssetFileDescriptor.

Para transferências USB (dispositivo para PC), a transcodificação é desativada por padrão, mas os usuários podem ativá-la usando o botão Convert videos to AVC na tela de configurações USB Preferences, conforme mostrado na Figura 3.

Alternar para ativar a transcodificação de mídia

Figura 3. Alterne para ativar a transcodificação de mídia na tela "Preferências USB".

Restrições ao solicitar arquivos transcodificados

Para evitar que as solicitações de transcodificação travem os recursos do sistema por períodos estendidos, os apps que solicitam sessões de transcodificação são limitados a:

  • 10 sessões consecutivas
  • um tempo de execução total de três minutos

Se um app exceder todas essas restrições, o framework vai retornar o descritor de arquivo original.

Requisitos do dispositivo

Para oferecer suporte ao recurso de transcodificação de mídia compatível, os dispositivos precisam atender aos seguintes requisitos:

  • A codificação HEVC está ativada por padrão no app de câmera nativo do dispositivo
  • (Dispositivos com suporte à transcodificação de HDR para SDR) O dispositivo oferece suporte à captura de vídeo HDR.

Para garantir o desempenho do dispositivo para transcodificação de mídia, a performance de acesso de leitura/gravação de hardware de vídeo e armazenamento precisa ser otimizada. Quando os codecs de mídia são configurados com prioridade igual a 1, eles precisam operar com a maior capacidade possível. Recomendamos que a performance de transcodificação alcance um mínimo de 200 QPS. Para testar o desempenho do hardware, execute o comparativo de mercado do transcodificador de mídia em frameworks/av/media/libmediatranscoding/transcoder/benchmark.

Validação

Para validar o recurso de transcodificação de mídia compatível, execute os seguintes testes CTS:

  • android.media.mediatranscoding.cts
  • android.mediaprovidertranscode.cts

Ativar a transcodificação de mídia globalmente

Para testar o framework de transcodificação de mídia ou o comportamento do app com a transcodificação, ative ou desative o recurso de transcodificação de mídia compatível globalmente. Na página Configurações > Sistema > Desenvolvedor > Transcodificação de mídia, ative a opção Substituir padrões de transcodificação ativada e ative a opção Ativar transcodificação ativada ou desativada. Se essa configuração estiver ativada, a transcodificação de mídia poderá ocorrer em segundo plano para apps que não sejam o que você está desenvolvendo.

Verificar o status da transcodificação

Durante o teste, use o comando de shell ADB a seguir para verificar o status da transcodificação, incluindo as sessões atuais e anteriores:

adb shell dumpsys media.transcoding

Estender a limitação de duração do vídeo

Para fins de teste, você pode estender a limitação de duração de um minuto do vídeo para transcodificação usando o comando abaixo. Talvez seja necessário reiniciar o dispositivo depois de executar esse comando.

adb shell device_config put storage_native_boot transcode_max_duration_ms <LARGE_NUMBER_IN_MS>

Referências e origem do AOSP

Confira abaixo o código-fonte do AOSP relacionado à transcodificação de mídia compatível.

Codificação de HDR para SDR

Para oferecer suporte à codificação HDR para SDR, os fabricantes de dispositivos podem usar o plug-in de filtro Codec 2.0 de amostra do AOSP localizado em /platform/frameworks/av/media/codec2/hidl/plugin/. Esta seção descreve como o plug-in de filtro funciona, como implementá-lo e como testá-lo.

Se um dispositivo não incluir um plug-in compatível com a codificação HDR para SDR, um app que acessar um vídeo HDR vai receber o descritor de arquivo original, independentemente dos recursos de mídia do app declarados no manifesto.

Como funciona

Esta seção descreve o comportamento geral do plug-in de filtro do Codec 2.0.

Contexto

O Android oferece uma implementação de camada de adaptação entre a interface Codec 2.0 e a interface HAL android.hardware.media.c2 em android::hardware::media::c2. Para plug-ins de filtro, o AOSP inclui um mecanismo que agrupa decodificadores com plug-ins de filtro. MediaCodec reconhece esses componentes agrupados como decodificadores com recursos de filtragem.

Visão geral

A classe FilterWrapper usa codecs do fornecedor e retorna codecs agrupados de volta à camada de adaptação media.c2. A classe FilterWrapper carrega libc2filterplugin.so pela API FilterWrapper::Plugin e registra os filtros disponíveis do plug-in. Na criação, FilterWrapper instancia todos os filtros disponíveis. Somente os filtros que alteram o buffer são iniciados no início.

Arquitetura do plug-in de filtro

Figura 4. Arquitetura do plug-in de filtro.

Interface do plug-in de filtro

A interface FilterPlugin.h define as seguintes APIs para expor os filtros:

  • std::shared_ptr<C2ComponentStore>getComponentStore()

    Retorna um objeto C2ComponentStore que contém filtros. Isso é separado do que a implementação do codec 2.0 do fornecedor expõe. Normalmente, essa armazenagem contém apenas os filtros usados pela classe FilterWrapper.

  • bool describe(C2String name, Descriptor *desc)

    Descreve os filtros além do que está disponível em C2ComponentStore. As descrições a seguir são definidas:

    • controlParam: parâmetros que controlam o comportamento dos filtros. Por exemplo, para o mapeador de tons HDR para SDR, o parâmetro de controle é a função de transferência de destino.
    • affectedParams: parâmetros que são afetados pelas operações de filtragem. Por exemplo, para o mapeador de tons HDR para SDR, os parâmetros afetados são os aspectos de cor.

  • bool isFilteringEnabled(const std::shared_ptr<C2ComponentInterface> &intf)

    Retorna true se o componente do filtro alterar o buffer. Por exemplo, o filtro de mapeamento de tons retorna true se a função de transferência de destino for SDR e a função de transferência de entrada for HDR (HLG ou PQ).

Detalhes do FilterWrapper

A seção descreve detalhes da classe FilterWrapper.

Criação

O componente encapsulado instancia o decodificador e todos os filtros definidos na criação.

Consulta e configuração

O componente agrupado separa os parâmetros de entrada de consultas ou solicitações de configuração de acordo com a descrição do filtro. Por exemplo, a configuração do parâmetro de controle de filtro é roteada para o filtro correspondente, e os parâmetros afetados dos filtros estão presentes nas consultas, em vez de serem lidos do decodificador que tem parâmetros não afetados.

Consulta e configuração

Figura 5. Consulta e configuração.

Iniciar

No início, o componente encapsulado inicia o decodificador e todos os filtros que alteram os buffers. Se nenhum filtro estiver ativado, o componente encapsulado vai iniciar o decodificador e os buffers de passagem e enviar comandos para o decodificador.

Processamento de buffer

Processamento de buffer

Figura 6. Processamento de buffer.

Os buffers enfileirados para o decodificador encapsulado vão para o decodificador subjacente. O componente encapsulado extrai o buffer de saída do decodificador por um callback onWorkDone_nb() e, em seguida, o enfileira nos filtros. O buffer de saída final do último filtro é informado ao cliente.

Para que esse processamento de buffer funcione, o componente encapsulado precisa configurar C2PortBlockPoolsTuning para o último filtro, para que a saída do framework seja armazenada em buffer do pool de blocos esperado.

Parar, redefinir e liberar

Na parada, o componente envolvido interrompe o decodificador e todos os filtros ativados que foram iniciados. Na redefinição e liberação, todos os componentes são redefinidos ou liberados, independente de estarem ativados ou não.

Implementar o plug-in de filtro de exemplo

Para ativar o plug-in, faça o seguinte:

  1. Implemente a interface FilterPlugin em uma biblioteca e solte-a em /vendor/lib[64]/libc2filterplugin.so..
  2. Adicione outras permissões a mediacodec.te, se necessário.
  3. Atualize a camada de adaptação para o Android 12 e reconstrua o serviço media.c2.

Testar o plug-in

Para testar o plug-in de exemplo, faça o seguinte:

  1. Recrie e faça o flash do dispositivo.

  2. Crie o plug-in de exemplo usando o seguinte comando:

    m sample-codec2-filter-plugin

  3. Remontar o dispositivo e renomear o plug-in do fornecedor para que ele seja reconhecido pelo serviço de codec.

    adb root
adb remount
adb reboot
adb wait-for-device
adb root
adb remount
adb
push /out/target/<...>/lib64/sample-codec2-filter-plugin.so \

/vendor/lib64/libc2filterplugin.so
adb push
/out/target/<...>/lib/sample-codec2-filter-plugin.so \

/vendor/lib/libc2filterplugin.so
adb reboot