若要检查当前处于活动状态的高级颜色类型，请使用 AdvancedColorInfo：：CurrentAdvancedColorKind 属性。 这是检查最重要的属性，应配置呈现和呈现管道以响应活动类型：

若要检查支持但不一定处于活动状态的高级颜色类型，请调用 AdvancedColorInfo：：IsAdvancedColorKindAvailable 。 例如，你可以使用该信息提示用户导航到 Windows 设置 应用，以便他们可以启用 HDR 或自动颜色管理。

AdvancedColorInfo 的其他成员提供有关面板物理颜色量 (亮度和色度) 的定量信息，对应于 SMPTE ST.2086 静态 HDR 元数据。 尽管 ST.2086 最初是为 HDR 显示器设计的，但该信息很有用，并且可用于 HDR 和 SDR 显示器。 应使用该信息来配置应用的音调映射和色域映射。

若要处理高级颜色功能中的更改，请注册 DisplayInformation：：AdvancedColorInfoChanged 事件。 如果显示器的“高级颜色”功能的任何参数因任何原因而更改，则会引发该事件。

通过获取 AdvancedColorInfo 的新实例并检查哪些值已更改来处理该事件。

IDXGIOutput6

DirectX 图形基础结构 IDXGIOutput6 接口适用于使用 DirectX 的任何应用，无论是桌面还是通用 Windows 平台 (UWP) 。 但是， IDXGIOutput6 不支持 具有高级颜色功能的 SDR 显示器，例如自动颜色管理;它只能识别 HDR 显示器。

如果要编写 Win32 桌面应用并使用 DirectX 进行呈现，请使用 DXGI_OUTPUT_DESC1 获取显示功能。 通过 IDXGIOutput6：：GetDesc1 获取该结构的实例。

若要检查当前处于活动状态的高级颜色类型，请使用 ColorSpace 属性，该属性的类型为 DXGI_COLOR_SPACE_TYPE ，并包含以下值之一：

DXGI 不允许你检查哪些高级颜色类型目前受支持，但不处于活动状态。

DXGI_OUTPUT_DESC1 的大多数其他成员提供有关面板物理颜色量 (亮度和色度) 的定量信息，对应于 SMPTE ST.2086 静态 HDR 元数据。 尽管 ST.2086 最初是为 HDR 显示器设计的，但该信息非常有用，可用于 HDR 和 SDR 显示器。 应使用该信息来配置应用的音调映射和色域映射。

Win32 桌面应用没有响应高级颜色功能更改的本机机制。 相反，如果应用使用呈现循环，则应在每个帧中查询 IDXGIFactory1：：IsCurrent 。 如果报告 FALSE ，则应获取新的 DXGI_OUTPUT_DESC1 ，并检查哪些值已更改。

此外，Win32 消息泵应处理 WM_SIZE 消息，这表示应用可能在不同的显示器之间移动。

若要获取新 DXGI_OUTPUT_DESC1 ，必须获取当前显示。 但是，不应调用 IDXGISwapChain：：GetContainingOutput 。 这是因为交换链在 DXGIFactory：：IsCurrent 为 false 后返回过时的 DXGI 输出;并重新创建交换链以获取当前输出，导致出现暂时黑屏。 相反，我们建议枚举所有 DXGI 输出的边界，并确定哪个输出与应用窗口的边界交集最大。

以下示例代码来自 GitHub 上的 Direct3D 12 HDR 示例应用 。

// Retrieve the current default adapter.
ComPtr<IDXGIAdapter1> dxgiAdapter;
ThrowIfFailed(m_dxgiFactory->EnumAdapters1(0, &dxgiAdapter));
// Iterate through the DXGI outputs associated with the DXGI adapter,
// and find the output whose bounds have the greatest overlap with the
// app window (i.e. the output for which the intersection area is the
// greatest).
UINT i = 0;
ComPtr<IDXGIOutput> currentOutput;
ComPtr<IDXGIOutput> bestOutput;
float bestIntersectArea = -1;
while (dxgiAdapter->EnumOutputs(i, &currentOutput) != DXGI_ERROR_NOT_FOUND)
    // Get the retangle bounds of the app window
    int ax1 = m_windowBounds.left;
    int ay1 = m_windowBounds.top;
    int ax2 = m_windowBounds.right;
    int ay2 = m_windowBounds.bottom;
    // Get the rectangle bounds of current output
    DXGI_OUTPUT_DESC desc;
    ThrowIfFailed(currentOutput->GetDesc(&desc));
    RECT r = desc.DesktopCoordinates;
    int bx1 = r.left;
    int by1 = r.top;
    int bx2 = r.right;
    int by2 = r.bottom;
    // Compute the intersection
    int intersectArea = ComputeIntersectionArea(ax1, ay1, ax2, ay2, bx1, by1, bx2, by2);
    if (intersectArea > bestIntersectArea)
        bestOutput = currentOutput;
        bestIntersectArea = static_cast<float>(intersectArea);
// Having determined the output (display) upon which the app is primarily being 
// rendered, retrieve the HDR capabilities of that display by checking the color space.
ComPtr<IDXGIOutput6> output6;
ThrowIfFailed(bestOutput.As(&output6));
DXGI_OUTPUT_DESC1 desc1;
ThrowIfFailed(output6->GetDesc1(&desc1));
设置 DirectX 交换链
确定显示器当前支持高级颜色功能后，按如下所示配置交换链。
使用翻转演示文稿模型效果
使用 CreateSwapChainFor 之一创建交换链时[Hwnd|合成 |CoreWindow] 方法中，必须通过选择 “DXGI_SWAP_EFFECT_FLIP_SEQUENTIAL ”或“ DXGI_SWAP_EFFECT_FLIP_DISCARD ”选项来使用 DXGI 翻转模型，这使交换链有资格从 DWM 和各种全屏优化进行高级颜色处理。 有关详细信息，请参阅 为获得最佳性能，请使用 DXGI 翻转模型。
选项 1. 使用 FP16 像素格式和 scRGB 颜色空间
Windows 10支持像素格式和高级颜色空间的两种main组合。 根据应用的特定要求选择一个。
建议常规用途应用使用选项 1。 这是适用于所有高级颜色显示、内容和呈现 API 类型的唯一选项。 创建交换链时，请在 DXGI_SWAP_CHAIN_DESC1 中指定 DXGI_FORMAT_R16G16B16A16_FLOAT。 默认情况下，使用浮点像素格式创建的交换链被视为使用 DXGI_COLOR_SPACE_RGB_FULL_G10_NONE_P709 颜色空间。 这与 DWM 使用的像素格式和颜色空间相同。
该组合提供数值范围和精度，用于指定任何物理上可能的颜色，并执行任意处理，包括混合。
但是，与传统的 UINT8 像素格式相比，该选项每像素消耗 64 位，GPU 带宽和内存消耗量增加了一倍。 此外，scRGB 使用规范化 [0， 1] 范围之外的数值来表示超出 sRGB 色域和/或大于 80 尼特亮度的颜色。 例如，scRGB (1.0、1.0、1.0) 将标准 D65 白色编码为 80 尼特;但 scRGB (12.5、12.5、12.5) 以更亮的 1000 尼特编码相同的 D65 白色。 某些图形操作需要规范化数值范围，必须修改操作或重新规范化颜色值。
使用该选项解释亮度值的方式在 SDR 和 HDR 显示之间有所不同;请参阅下文。
选项 2：使用 UINT10/RGB10 像素格式和 HDR10/BT.2100 颜色空间
选项 2 是一种性能优化，仅在应用满足以下所有条件时可用：
面向 HDR 显示器
使用 Direct3D 12 或 Direct3D 11
交换链不需要与 alpha/transparency 混合
如果你的应用不符合所有这些条件，则必须使用选项 1。
但是，如果你的应用符合选项 2 的资格，那么如果你的应用使用 HDR10 编码的内容（例如视频播放器），或者它主要用于全屏场景（如游戏），则可能会提供更好的性能。 创建交换链时，应考虑在 DXGI_SWAP_CHAIN_DESC1 中指定 DXGI_FORMAT_R10G10B10A2_UNORM。 默认情况下，它被视为使用 sRGB 颜色空间;因此，必须显式调用 IDXGISwapChain3：：SetColorSpace1，并将其设置为 颜色空间DXGI_COLOR_SPACE_RGB_FULL_G2084_NONE_P2020，也称为 HDR10/BT.2100。
此选项使用与传统 UINT8 SDR 像素格式相同的每像素 32 位。 此外，在某些 GPU 上，这消除了将内容转换为 HDR10 有线格式所需的一些处理。
当显示器处于 SDR 模式时，使用高级颜色交换链
即使显示器不支持所有高级颜色功能，也可以使用高级颜色交换链。 在这些情况下，桌面窗口管理器 (DWM) 将通过执行数字剪裁来降级内容，以适应显示器的功能。 例如，如果呈现为 FP16 scRGB 交换链，并面向标准显示器，则会裁剪 [0， 1] 数值范围之外的所有内容。
如果应用窗口跨两个或更多个具有不同高级颜色功能的显示器，也会发生这种下调行为。 AdvancedColorInfo 和 IDXGIOutput6 被抽象化为仅报告main显示器的特征， (main定义为包含窗口中心) 的显示器。
将应用的引用白色与 OS SDR 参考白级别匹配
白色引用仅适用于 HDR 显示器;对于 SDR 高级颜色显示器， (1.0、1.0、1.0) 始终表示显示器可以重现的最大白色亮度。
在许多情况下，你的应用需要同时呈现 SDR 和 HDR 内容;例如，通过 HDR 视频或 UI 将字幕或传输控件呈现到游戏场景中。 请务必了解 SDR 参考白级别 的概念，以确保 SDR 内容在 HDR 显示器上看起来正确。 引用白色表示漫射白色对象 (（如一张纸）或有时 UI) 在 HDR 场景中出现的亮度。 由于 HDR 颜色值具有 场景引用的亮度，因此特定颜色值应以绝对亮度级别显示，而不是相对于可能的最大面板值。 例如，scRGB (1.0、1.0、1.0) 和 HDR10 (497、497、497) 均以 80 尼特亮度完全编码 D65 白色。 Windows 允许用户根据自己的偏好调整 SDR 引用白级别 ;这是 Windows 将呈现 sRGB (1.0、1.0、1.0) 的亮度。 在桌面 HDR 监视器上，SDR 参考白级别通常设置为大约 200 尼特。
HDR 应用必须允许用户设置其所需的引用白级别，或读取系统配置的值。 必须将场景中的漫射白色值映射到 SDR 引用白色级别。 这需要在线性伽玛空间中将应用 framebuffer 相乘。
在支持亮度控件的显示器上（例如在笔记本电脑上），Windows 还会调整 HDR (场景引用) 内容的亮度，以匹配用户所需的亮度级别，但这对应用不可见。 除非尝试保证 HDR 信号的位准确再现，否则通常可以忽略这一点。
如果你的应用始终将 SDR 和 HDR 呈现到单独的图面，并且依赖于操作系统组合，则 Windows 将自动执行正确的调整，以将 SDR 内容提升到所需的白色级别。 例如，如果你的应用使用 XAML，并将 HDR 内容呈现到其自己的 SwapChainPanel 中。
但是，如果你的应用将自己的 SDR 和 HDR 内容组合到单个图面中，则你负责自行执行 SDR 参考白级别调整。 否则，在典型的桌面查看条件下，SDR 内容可能显得太暗。 首先，必须获取当前 SDR 引用白级别，然后必须调整要呈现的任何 SDR 内容的颜色值。
步骤 1。 获取当前 SDR 参考白级别
可以通过以下方法之一获取当前 SDR 引用白级别：
在桌面应用中。 DISPLAYCONFIG_SDR_WHITE_LEVEL 和 QueryDisplayConfig。
在 UWP 应用中。 AdvancedColorInfo.SdrWhiteLevelInNits 使用 CoreWindow)  (。
步骤 2. 调整 SDR 内容的颜色值
Windows 将标称或默认的引用白级别定义为 80 尼特。 因此，如果要将标准 sRGB (1.0、1.0、1.0) 白色呈现到 FP16 交换链上，则它将以 80 尼特亮度重现。 为了匹配实际的用户定义的引用白级别，必须将 SDR 内容从 80 nits 调整到通过 AdvancedColorInfo.SdrWhiteLevelInNits 指定的级别。
如果使用 FP16 和 scRGB 进行渲染，或者使用线性 (1.0) 伽玛的任何颜色空间，则只需将 SDR 颜色值 AdvancedColorInfo.SdrWhiteLevelInNits / 80乘以 。 如果使用 Direct2D，则有一个预定义的常 量D2D1_SCENE_REFERRED_SDR_WHITE_LEVEL，其值为 80。
D2D1_VECTOR_4F inputColor; // Input SDR color value.
D2D1_VECTOR_4F outputColor; // Output color adjusted for SDR white level.
auto acInfo = ...; // Obtain an AdvancedColorInfo.
float sdrAdjust = acInfo->SdrWhiteLevelInNits / D2D1_SCENE_REFERRED_SDR_WHITE_LEVEL;
// Normally in DirectX, color values are manipulated in shaders on GPU textures.
// This example performs scaling on a CPU color value.
outputColor.r = inputColor.r * sdrAdjust; // Assumes linear gamma color values.
outputColor.g = inputColor.g * sdrAdjust;
outputColor.b = inputColor.b * sdrAdjust;
outputColor.a = inputColor.a;
如果使用非线性伽玛颜色空间（如 HDR10）进行渲染，则执行 SDR 白级别调整会更加复杂。 如果要编写自己的像素着色器，请考虑转换为线性伽玛以应用调整。
使用色调映射将 HDR 内容调整为显示器的功能
HDR 和高级颜色显示器在功能方面差异很大。 例如，在最小和最大亮度以及它们能够重现的色域中。 在许多情况下，HDR 内容将包含超出显示器功能的颜色。 为了获得最佳图像质量，必须执行 HDR 色调映射，实质上压缩颜色范围以适应显示器，同时最好地保留内容的视觉意图。
要适应的最重要单一参数是最大亮度，也称为 MaxCLL (内容光级) ;更复杂的色调映射器还将调整 min 亮度 (MinCLL) 和/或颜色主色。
步骤 1。 获取显示器的颜色音量功能
通用 Windows 平台 (UWP) 应用
使用 AdvancedColorInfo 获取显示器的颜色音量。
Win32 (桌面) DirectX 应用
使用 DXGI_OUTPUT_DESC1 获取显示器的颜色音量。
步骤 2. 获取内容的颜色量信息
根据 HDR 内容来自何处，有多种可能的方法可以确定其亮度和色域信息。 某些 HDR 视频和图像文件包含 SMPTE ST.2086 元数据。 如果内容是动态呈现的，则你可能能够从内部呈现阶段中提取场景信息，例如，场景中最亮的光源。
更常规但计算成本较高的解决方案是在呈现的帧上运行直方图或其他分析传递。 GitHub 上的 Direct2D 高级彩色图像呈现示例应用 演示了如何使用 Direct2D 执行此操作;下面包含最相关的代码片段：
// Perform histogram pipeline setup; this should occur as part of image resource creation.
// Histogram results in no visual output but is used to calculate HDR metadata for the image.
void D2DAdvancedColorImagesRenderer::CreateHistogramResources()
    auto context = m_deviceResources->GetD2DDeviceContext();
    // We need to preprocess the image data before running the histogram.
    // 1. Spatial downscale to reduce the amount of processing needed.
    DX::ThrowIfFailed(
        context->CreateEffect(CLSID_D2D1Scale, &m_histogramPrescale)
    DX::ThrowIfFailed(
        m_histogramPrescale->SetValue(D2D1_SCALE_PROP_SCALE, D2D1::Vector2F(0.5f, 0.5f))
    // The right place to compute HDR metadata is after color management to the
    // image's native colorspace but before any tonemapping or adjustments for the display.
    m_histogramPrescale->SetInputEffect(0, m_colorManagementEffect.Get());
    // 2. Convert scRGB data into luminance (nits).
    // 3. Normalize color values. Histogram operates on [0-1] numeric range,
    //    while FP16 can go up to 65504 (5+ million nits).
    // Both steps are performed in the same color matrix.
    ComPtr<ID2D1Effect> histogramMatrix;
    DX::ThrowIfFailed(
        context->CreateEffect(CLSID_D2D1ColorMatrix, &histogramMatrix)
    histogramMatrix->SetInputEffect(0, m_histogramPrescale.Get());
    float scale = sc_histMaxNits / sc_nominalRefWhite;
    D2D1_MATRIX_5X4_F rgbtoYnorm = D2D1::Matrix5x4F(
        0.2126f / scale, 0, 0, 0,
        0.7152f / scale, 0, 0, 0,
        0.0722f / scale, 0, 0, 0,
        0              , 0, 0, 1,
        0              , 0, 0, 0);
    // 1st column: [R] output, contains normalized Y (CIEXYZ).
    // 2nd column: [G] output, unused.
    // 3rd column: [B] output, unused.
    // 4th column: [A] output, alpha passthrough.
    // We explicitly calculate Y; this deviates from the CEA 861.3 definition of MaxCLL
    // which approximates luminance with max(R, G, B).
    DX::ThrowIfFailed(histogramMatrix->SetValue(D2D1_COLORMATRIX_PROP_COLOR_MATRIX, rgbtoYnorm));
    // 4. Apply a gamma to allocate more histogram bins to lower luminance levels.
    ComPtr<ID2D1Effect> histogramGamma;
    DX::ThrowIfFailed(
        context->CreateEffect(CLSID_D2D1GammaTransfer, &histogramGamma)
    histogramGamma->SetInputEffect(0, histogramMatrix.Get());
    // Gamma function offers an acceptable tradeoff between simplicity and efficient bin allocation.
    // A more sophisticated pipeline would use a more perceptually linear function than gamma.
    DX::ThrowIfFailed(histogramGamma->SetValue(D2D1_GAMMATRANSFER_PROP_RED_EXPONENT, sc_histGamma));
    // All other channels are passthrough.
    DX::ThrowIfFailed(histogramGamma->SetValue(D2D1_GAMMATRANSFER_PROP_GREEN_DISABLE, TRUE));
    DX::ThrowIfFailed(histogramGamma->SetValue(D2D1_GAMMATRANSFER_PROP_BLUE_DISABLE, TRUE));
    DX::ThrowIfFailed(histogramGamma->SetValue(D2D1_GAMMATRANSFER_PROP_ALPHA_DISABLE, TRUE));
    // 5. Finally, the histogram itself.
    HRESULT hr = context->CreateEffect(CLSID_D2D1Histogram, &m_histogramEffect);
    if (hr == D2DERR_INSUFFICIENT_DEVICE_CAPABILITIES)
        // The GPU doesn't support compute shaders and we can't run histogram on it.
        m_isComputeSupported = false;
        DX::ThrowIfFailed(hr);
        m_isComputeSupported = true;
        DX::ThrowIfFailed(m_histogramEffect->SetValue(D2D1_HISTOGRAM_PROP_NUM_BINS, sc_histNumBins));
        m_histogramEffect->SetInputEffect(0, histogramGamma.Get());
// Uses a histogram to compute a modified version of MaxCLL (ST.2086 max content light level).
// Performs Begin/EndDraw on the D2D context.
void D2DAdvancedColorImagesRenderer::ComputeHdrMetadata()
    // Initialize with a sentinel value.
    m_maxCLL = -1.0f;
    // MaxCLL is not meaningful for SDR or WCG images.
    if ((!m_isComputeSupported) ||
        (m_imageInfo.imageKind != AdvancedColorKind::HighDynamicRange))
        return;
    // MaxCLL is nominally calculated for the single brightest pixel in a frame.
    // But we take a slightly more conservative definition that takes the 99.99th percentile
    // to account for extreme outliers in the image.
    float maxCLLPercent = 0.9999f;
    auto ctx = m_deviceResources->GetD2DDeviceContext();
    ctx->BeginDraw();
    ctx->DrawImage(m_histogramEffect.Get());
    // We ignore D2DERR_RECREATE_TARGET here. This error indicates that the device
    // is lost. It will be handled during the next call to Present.
    HRESULT hr = ctx->EndDraw();
    if (hr != D2DERR_RECREATE_TARGET)
        DX::ThrowIfFailed(hr);
    float *histogramData = new float[sc_histNumBins];
    DX::ThrowIfFailed(
        m_histogramEffect->GetValue(D2D1_HISTOGRAM_PROP_HISTOGRAM_OUTPUT,
            reinterpret_cast<BYTE*>(histogramData),
            sc_histNumBins * sizeof(float)
    unsigned int maxCLLbin = 0;
    float runningSum = 0.0f; // Cumulative sum of values in histogram is 1.0.
    for (int i = sc_histNumBins - 1; i >= 0; i--)
        runningSum += histogramData[i];
        maxCLLbin = i;
        if (runningSum >= 1.0f - maxCLLPercent)
            break;
    float binNorm = static_cast<float>(maxCLLbin) / static_cast<float>(sc_histNumBins);
    m_maxCLL = powf(binNorm, 1 / sc_histGamma) * sc_histMaxNits;
    // Some drivers have a bug where histogram will always return 0. Treat this as unknown.
    m_maxCLL = (m_maxCLL == 0.0f) ? -1.0f : m_maxCLL;
步骤 3. 执行 HDR 色调映射操作
色调映射本质上是一个有损过程，可以针对许多感知或客观指标进行优化，因此没有单一的标准算法。 Windows 在 Direct2D 以及媒体基础 HDR 视频播放管道中提供内置的 HDR 音调映射器效果 。 其他一些常用的算法包括 ACES Filmic、Reinhard 和ITU-R BT.2390-3 EETF (电-电传输函数) 。
简化的 Reinhard tonemapper 运算符将在此下一个代码示例中显示。
// This example uses C++. A typical DirectX implementation would port this to HLSL.
D2D1_VECTOR_4F simpleReinhardTonemapper(
    float inputMax, // Content's maximum luminance in scRGB values, e.g. 1.0 = 80 nits.
    float outputMax, // Display's maximum luminance in scRGB values, e.g. 1.0 = 80 nits.
    D2D1_VECTOR_4F input // scRGB color.
    D2D1_VECTOR_4F output = input;
    // Vanilla Reinhard normalizes color values to [0, 1].
    // This modification scales to the luminance range of the display.
    output.r /= inputMax;
    output.g /= inputMax;
    output.b /= inputMax;
    output.r = output.r / (1 + output.r);
    output.g = output.g / (1 + output.g);
    output.b = output.b / (1 + output.b);
    output.r *= outputMax;
    output.g *= outputMax;
    output.b *= outputMax;
    return output;
捕获 HDR 和 WCG 屏幕内容
支持指定像素格式的 API（例如 Windows.Graphics.Capture 命名空间中的 API 和 IDXGIOutput5：:D uplicateOutput1 方法）提供在不丢失像素信息的情况下捕获 HDR 和 WCG 内容的功能。 请注意，获取内容帧后，需要进行其他处理。 例如，HDR 到 SDR 的色调映射 (例如，用于 Internet 共享) 和内容保存的 SDR 屏幕截图副本 (例如 JPEG XR) 。
对旧版颜色管理和 ICC 配置文件行为的更改
高级颜色和自动颜色管理可确保所有应用（旧版和新式应用）的一致和颜色测量准确。 但是，某些应用可能会使用国际颜色联盟 (ICC) 颜色配置文件执行自己的显式颜色管理。
当高级颜色在 SDR 或 HDR 显示器上处于活动状态时，显示 ICC 配置文件的行为会以非向后兼容的方式更改。 如果你的应用使用显示 ICC 配置文件，Windows 会提供兼容性帮助程序，以确保你的应用继续获得正确的行为。
有关对 ICC 配置文件行为的更改以及如何调整应用以最大程度地与高级颜色的兼容性的详细信息，请参阅 使用高级颜色的 ICC 配置文件行为。
在 GitHub 上， 将 HDR 渲染与 DirectX11 / DirectX 12 的 DirectX 工具包配合使用。 演练如何使用 DirectX 工具包 (DirectXTK) 向 DirectX 应用添加 HDR 支持。
Direct2D 高级彩色图像呈现示例应用。 使用 Direct2D 实现高级颜色感知 HDR 和 WCG 图像查看器的 UWP SDK 示例应用。 演示 UWP 应用的完整最佳做法，包括响应显示功能更改和针对 SDR 白级别进行调整。
Direct3D 12 HDR 桌面示例应用。 实现基本 Direct3D 12 HDR 场景的桌面 SDK 示例。
Direct3D 12 HDR UWP 示例应用。 与上述示例等效的 UWP。
SimpleHDR_PC。  (实现基本 Direct3D 11 HDR 场景的桌面示例应用的 Xbox ATG SimpleHDR 电脑示例应用) 。