笔记12-图形 2.7 LDR与HDR

基本概念

HDR = High Dynamic Range
LDR = Low Dynamic Range
动态范围 = 最高亮度／最低亮度

LDR:

• 8位精度
• 单通道0-1
• 常用LDR图片储存格式
• 有jpg/png等。
• 拾色器、一般的图片、电脑屏幕

HDR:

• 远高于8位的精度
• 单通道可超过1
• 常用HDR图片储存格式有
• hdr/tif/exr/raw等。
• HDRI、真实世界

为什么需要 HDR

1. 更好的色彩，更高的动态范围和更丰富的细节，并且有效的防止画面过曝，超过亮度值1的色彩也能很好的表现，像素光亮度变得正常，视觉传达更加真实。
2. HDR才有超过1的数值，才有光晕（bloom）的效果高质量的bloom能体现画面的渲染品质。

HDR 图可以从 http://www.hdrlabs.com/sibl/archive.html https://www.openfootage.net/hdri-panorama/ 等网站下载。

Unity中的HDR

Camera-HDR设置

• 场景将渲染为HDR图像缓冲区
• 屏幕后处理：Bloom& Tonemapping
• 完成转化：HDR->LDR
• LDR图像发送给显示器

Lightmap HDR 设置

• 选择 High Quality 将启用HDR 光照贴图支持，而 Normal Quality将切换为使用 RGBM编码。
• RGBM编码：将颜色存储在 RGB 通道中，将乘数 (M) 存储在 Alpha 通道中

拾色器HDR设置

• 使用Intensity滑动条可以调整颜色的强度
• 滑动条每增加1，则提供的光量增加一倍

优点、缺点

• 画面中亮度超过1的部分不会被截为1，增加亮部的细节并且减少曝光
• 减少画面较暗部分的色阶感
• 更好地支持Bloom效果

• 渲染速度较慢，需要更多显存
• 不支持硬件抗锯齿
• 部分手机不支持

HDR与Bloom

后续视频 图形 4.1 Bloom算法 游戏中的辉光效果实现 中有讲

HDR与ToneMapping

ToneMapping（色调映射），可以把HDR转化为LDR。

ACES

• Academy Color Encording System 学院颜色编码系统
• 最流行、最被广泛使用的 ToneMapping 映射曲线
• 效果：对比度提高，很好地保留暗处和亮处的细节
  其他ToneMapping曲线还有 Reinhard, CE, Filmic curve。

LUT

Look Up Table。滤镜。在LDR之间做变化
3D LUT: 调整 RGB 三个通道的 LUT。

-作业-

结合先行版基础渲染光照介绍（一)试试 IBL 在 HDR 和 LDR 的区别

IBL相关文章： https://zhuanlan.zhihu.com/p/66518450