TA百人计划学习笔记 2.7LDR与HDR

HDR相关设置和应用

yoi啃码磕了牙

879人浏览 · 2024-01-16 17:14:52

yoi啃码磕了牙 · 2024-01-16 17:14:52 发布

资料
- 源视频　【技术美术百人计划】图形 2.7 LDR与HDR_哔哩哔哩_bilibili
- PPT　2700ldr与hdr
- 参考笔记　
  - 2.7 LDR和HDR · 语雀
- 任务
  - 【技术美术百人计划先行】基础渲染光照介绍(一)_哔哩哔哩_bilibili
相关概念
- HDR
  - HDR= High Dynamic Range
    - 远高于8位精度
    - 单通道可以超过1
    - 常用HDR图片存储的格式有hdr/tif/exr/raw等（其中很多是相机常用格式）
    - HDRI、真实世界
  - 下载HDR图的网址
    - http://www.hdrlabs.com/sibl/archive.html
    - 360° Hdri Panorama Overview | Openfootage
- LDR
  - LDR = Low Dynamic Range
    - 8位精度
      - 对于8位精度的补充：8位 = 28= 256（0~255）
    - 单通道0-1
    - 常用LDR图片存储的格式有jpg/png等
    - 常用DCC工具中的拾色器、一般的图片、电脑屏幕都是LDR
      - 例如拾色器中0-255（256）
    - 因为不同的厂家生产的屏幕亮度（物理）实际上是不统一的，那么我们在说LDR时，它是一个0到1范围的值，对应到不同的屏幕上就是匹配当前屏幕的最低亮度（0）和最高亮度（1）
- 动态范围
  - Dynamic Range（动态范围）=最高亮度/最低亮度
- ToneMapping
  - 将超高的动态范围（HDR）转换到我们日常显示的屏幕上的低动态范围（LDR）的过程
HDR的作用
- LDR只能将现实中的颜色压缩再呈现出来，HDR可以有更好的色彩，更高的动态范围和更丰富的细节。
- 可以有效防止画面过曝，超过1的亮度值的色彩也能很好地表现，像素光亮度变得很正常，视觉传达更真实
- HDR才有超过1的数值，才会有光晕（bloom）效果，高质量的bloom效果能体现出画面的渲染品质
Unity中的HDR
- 1.Camera中的HDR设置
  - 开启的话，会将场景渲染为HDR图像缓冲区
  - 下一步进行屏幕后处理：
  - Bloom和ToneMapping
    - 在ToneMapping过程中，会把HDR转换为LDR
    - LDR的图像会发送给显示器
- 2.Lightmap的HDR设置
  - - 选择High Quality将启用HDR光照贴图的支持，选择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
- 3.拾色器的HDR设置
  - - 如果将Property的颜色参数的前边加上[HDR]就会将其标识为HDR
  - - 颜色设置为HDR，那么拾色器中就会出现一个Intensity的滑条用来调整强度
    - 滑条每增加1，提供的光强度增加一倍。
- 4.HDR的优点、缺点
  - 优点
    - 画面中亮度超过1的部分不会被截掉，增加了亮部的细节，减少了曝光
    - 减少画面暗部的色阶感
    - 更好的支持bloom效果
  - 缺点
    - 渲染速度慢，需要更多显存
    - 不支持硬件抗锯齿
    - 部分低端手机不支持
HDR与Bloom
- Bloom的作用
  - Bloom用来表现光晕的效果
- Bloom实现过程
  - 渲染出原图
  - 计算超过某个阈值的高光像素
  - 对高光的像素进行高斯模糊
  - 然后叠加光晕、成图
- Unity中的Bloom
  - 在第一步down sample处计算高光的像素，然后不停的做down sample并存在rt里，到达一定次数后（由参数控制），再一步步up scale回去，在这个过程中会将之前的rt加入，一步步up sample回到原来。
  - 参考链接：
    - Bloom
    - Unity通用渲染管线（URP）系列（十一）——后处理（Bloom） - 知乎
HDR与ToneMapping
- ToneMapping的概念：
  - 想要在显示器上表现更高动态范围的颜色，就要把HDR转换为LDR（这个过程就是ToneMapping），这种映射关系就是色调映射。
  - - 但这并不符合我们对真实世界的理解，因此，基本上所有的映射最后都是通过一个s曲线来实现。
  - ACES曲线
    - 定义
      - Academy Color Encording System学院颜色编码系统是最流行、最被广泛使用的ToneMapping映射曲线
      - 效果：对比度提高，能很好的保留暗部和亮部的细节
    - 其他类型的ToneMapping曲线
LUT（Lookup Table）
- 定义
  - 滤镜，通过LUT，你可以将一组RGB值输出为另一组RGB值，从而改变画面的曝光与色彩
  - 和ToneMapping不同，LUT是在LDR之间做变化。而ToneMapping是对HDR做变换的。
- 格式有如下几种
  - - 调整RGB三通道的LUT被称为3D LUT