发展Wayland色彩管理和高动态范围

Wayland（协议和体系结构）在色彩管理方面仍然缺乏适当的考虑。 Wayland还缺乏对高动态范围（HDR）图像的支持，这种技术在电影和广播行业已经存在了一段时间（例如Netflix HDR UI）。

尽管有完善的工具和工作流程可用于在X11上进行色彩管理，但即使X11也未获得对HDR的支持。有计划（Alex Goins，DeepColor Visuals），但是据我所知，没有真正实现的计划。目前，在Linux中的HDR监视器上观看HDR内容的唯一方法是直接使用DRM KMS API，换句话说，不使用任何窗口系统，这意味着不使用任何桌面环境。 Kodi是极少数可以完全做到这一点的应用程序之一。

Wayland的色彩管理已经被很多人讨论了很多年。对我来说，从一开始就很明显，Wayland上的色彩管理架构必须与X11根本不同。我以为显示服务器必须是颜色管理堆栈的一部分，而不是不受信任的未知实体，必须由相互竞争的应用程序绕过并覆盖该实体，以争夺谁来配置显示。这种观点引起了极大的争议，花了很长时间才阐明我的观点，但是多年来，一些色彩管理专家开始接受新的想法，其他人也加入了该观点。但是，这些新想法是否真的比旧想法更好，还有待观察。我认为让一切都变得更好的承诺实在太大了，以至于无法尝试。

这些年来，讨论开始了数次，但是讨论总是枯竭，没有任何实质性进展。色彩管理是一个广泛，深刻而又困难的主题，直到最近才将所需的技能，知识，兴趣和可用时间融合在一起。人们确实写了协议扩展草案，但是我要说的是，直到塞巴斯蒂安·威克（Sebastian Wick）开始在他们之上构建之后，事情才开始向前发展。但是，即使是出于一个简单的原因，一个人也不能单枪匹马地做出如此巨大的努力，即必须至少有一位审阅者才能将任何内容合并到上游。我很幸运，自2020年夏季以来，我一直能够从事Wayland色彩管理和HDR方面的工作，以改善ChromeOS，让我每天都支持塞巴斯蒂安的工作。 Vitaly Prosyak也于今年加入了这项工作，研究如何将两个看似不同的ICC和HDR世界融合在一起，以及如何实现音色映射。

我还必须指出Harish Krupo的过去所做的努力，他提交了一个重大的Weston合并请求，但是不幸的是，当时Weston上游的审阅者不多。在此之前，VilleSyrjälä进行了实验。目前，所有这些都已被正在进行的工作所取代。

目前，围绕该主题的活跃人士是我（Collabora），Vitaly Prosyak（AMD）和Naveen Kumar（Intel）。塞巴斯蒂安·威克（Sebastian Wick）（未婚）仍然在附近。我们每个人都不是色彩管理或HDR专家，所以我们都在学习。

颜色管理协议的基础是用于描述输出和内容颜色空间的ICC配置文件。目标是针对ICCv4，也允许ICCv2，因为这些众所周知并且得到了很好的支持。将来任何时候都可以添加iccMAX支持或其他功能。

由于色彩管理完全是关于色彩空间和色域的，而高动态范围（HDR）也很重要是关于色彩空间和色域以及扩展的亮度范围，因此Sebastian和我认为Wayland色彩管理扩展应该从一开始就兼顾两者。据我所知，将传统色彩管理和HDR结合起来是一个相当新的事物，而且我不确定我们是否有很多现有技术可作为基础，因此这也是一个有趣的研究过程。分别有很多关于HDR和色彩管理的现有技术，但是它们往往具有根本的差异，因此两者的结合并不明显。

为了帮助我们保持专注并向社区说明我们对Wayland颜色管理和HDR支持的实际意图，我在color.rst（草稿）中撰写了“ Wayland颜色管理和HDR设计目标”部分。我非常建议您阅读它，以便您了解我们（或至少我）想要的目标。

Elle Stone在他们的文章中解释了色彩管理在X11上应该如何工作。由于我想避免重复在Wayland-Devel邮件列表上使用的大量电子邮件线程，因此我在color.rst（草稿）中或多或少地写了“ Color Pipeline Overview”部分作为对她文章的回应，试图解释一下Wayland与X11有什么不同。我认为，在任何人对我们对Wayland协议扩展所做的努力发表任何评论之前，了解这一部分至关重要。

HDR带来了更多的理由将色彩空间转换放入显示服务器，而不仅仅是所有应用程序都应进行颜色管理（如果不是显式的然后是隐式的）。大多数桌面应用程序（实际上，现在几乎所有）都在使用标准动态范围（SDR）。 SDR是一个模糊概念，涉及所有传统的非HDR图像内容。因此，您的桌面通常为100％SDR。您可以在SDR模式下运行新的HDR监视器，这意味着它看起来就像任何没有花哨的旧监视器。如果您想观看HDR视频怎么办？显示器在SDR模式下不会显示HDR。如果仅将监视器切换为HDR模式，则所有过高亮度的SDR应用程序都会使您蒙蔽。切换显示器模式也可能导致闪烁并花费一些时间。那将是非常糟糕的用户体验，对吗？

一种解决方案是始终将显示器运行在HDR模式下，并使窗口系统合成器将所有SDR应用程序窗口适当地转换为HDR亮度，以使它们在HDR模式下仍能正常显示。总会有一些应用程序根本不支持HDR，因此合成器实际上是唯一的转换方法。

对于协议，我们目前正在探索相对亮度的使用。原因是人们在各种观看环境中（例如在标准办公室照明下）观看显示器。环境和个人喜好会影响所需的显示器亮度。监视器本身的功能也可能完全不同。 HDR上的大多数现有技术使用绝对亮度，但是绝对亮度具有以下问题：它假定特定的观看环境，通常是暗室，类似于电影院。如果显示服务器以绝对的亮度显示电影，那么它在大多数情况下将太暗而看不见。我们将看到，在协议级别使用相对亮度是否是一个好主意。

Wayland颜色管理和HDR协议扩展提议被称为wayland / wayland-protocols！14（MR14）。因为这是一个运行时间很长的合并请求（将新协议放入Wayland协议的门槛很高），并且有人在处理它，所以我们开始使用sub-merge-requests来修改提案。您可以在Sebastian的fork中找到子MR。如果您有更改要提出，那就是如何做。

显然，使用子MR还可以将审阅讨论分为多个地方，但是在这种情况下，我认为这是一件好事，因为Gitlab中的讨论线程已经很大。

即使在活跃的团队中，也有几个尚未解决的大小问题。我认为在提出更广泛的社区评论之前，我们应该有一些初步的答案。也没有固定的时间表，所以不要屏住呼吸。这项工作可能需要几个月的时间才能制定出完整的临时协议，并且可能需要数年才能在您最喜欢的Wayland桌面环境中提供这些功能。

如果您是色彩管理或HDR显示器和内容方面的专家，或者是有兴趣为该项目做出贡献的开发人员，我们将热忱欢迎您加入该开发。

你好 这确实是个好消息，很高兴听到，出于个人原因，我不得不放弃了这个消息，但是很高兴听到你们大家都选择了这个消息。对我来说，这就是阻止我转投Wayland的原因。我曾希望今年能够在某个地方再次捐款，但遗憾的是尚未能够捐款。 问候 欧文

>对于协议，我们目前正在探索相对亮度的使用。 这样会不会导致可能会基于笔记本电脑/手机传感器做出反应的设置？还是相对于其他方面？

嗨，欧文，我们随时欢迎您回来！ 嗨，A，我还没有考虑过，但是，如果传感器通常控制显示亮度，我想为什么不呢？协议文档中有一个有关“ EDR”的草稿，应该可以更好地了解我们目前正在考虑的相对亮度。

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