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中国动态dr是什么图形学基础——HDR与LDR

百人计划学习视频连接:HDR与LDR


什么是动态范围 (Dynamic Range)?

简称DR,就是指最高的和最低的亮度之间的比值

因此有以下两种

  • LDR = Low Dynamic Range 低动态范围
  • HDR = High Dynamic Range 高动态范围

LDR

定义如下:

  • 8位精度,2的八次方0-255
  • 单通道0-1
  • 常用LDR图片储存格式:jpg/png等
  • 应用:拾色器、一般的图片、电脑屏幕

在这里插入图片描述

HDR

定义如下:

  • 远高于8位的精度
  • 单通道可超过1
  • 常用的HDR图片储存格式:hdr/tif/exr/raw等
  • 应用:HDRI、真实世界
    在这里插入图片描述
    HDR与LDR的关系:HDR可以使得我们表示超过0~1内的亮度值,从而可以更加精确地反映真实的光照环境,但是我们最后还是需要把信息转换到显示设备使用的LDR内,不过中间的计却可以让我们得到更加真实可信的效果,这个过程也叫色调映射ToneMapping,下文会介绍
  1. 为了更好的色彩和更高的动态范围和更丰富的细节,并有效的防止画面过曝;在这里插入图片描述

  2. 只有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
    在这里插入图片描述
    HDR图的来源:http://www.hdrlabs.com/sibl/archive.html
    https://www.openfootage.net/hdri-panorama/

如何打开HDR
在这里插入图片描述
HDR的设置
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使用了HDR后,拾色器会有一个Intensity的值来调整颜色强度
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Unity3d使用HDR的优缺点

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Bloom的实现过程

先渲染出原图——>算超出某阈值的高光像素(获取较亮的部分)——>对这些像素进行高斯模糊——>叠加光晕效果

Unity的Bloom流程
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ToneMapping是什么?

就是把HDR压缩为LDR的过程,也叫色调映射,能让我们最大限度的保留需要的亮度细节
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ACES曲线

被运用的最广泛的ToneMapping曲线
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其他ToneMapping曲线
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LUT

定义: Look Up Table,效果类似于滤镜,但是算法不一样

与ToneMapping不同的之处在于:LUT是在LDR之间做变换,ToneMapping是在HDR做变化

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试试IBL在HDR和LDR的区别

因为还不会写真正的IBL光照,用了之前传统光照模型的作业那套模型做测试

左侧为使用了HDR的图,右侧为LDR的图
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调整Mipmap层级后的对比
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参考学习:
《Unity+Shader入门精要》——冯乐乐著

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