高动态范围 (High Dynamic Range)

介绍

通常，艺术家制作所有的3D模型，然后是所有的贴图，在3D DCC中查看他/她的令人惊叹的模型，说"看起来很不错，可以使用了!",然后导入到游戏中，设置灯光，游戏运行。

那么，HDR是从哪来的？这是用来代替处理颜色的，值从黑到白(0到1),我们使用比还白的颜色（如，0到8倍的白)

更实际些，想像一下，在一个普通的场景中，光的强度（通常为1.0)设置为5.0,整个场景会变得非常亮（相对白色而言)，看起来有点恐怖。

之后，场景的亮度是通过所的有像素的平无均值计算的，这个值用来使场景回到普通的亮度范围。最后的操作是tone-mapping.最后，我得到和起始差不多的场景:

除非场景需要更高的对比度，因为在游戏中高光范围。这个有哪些有用的用途呢？用途是当你在世界场景中移动时，场景的亮度会改变，允许像下面这样的情况：

特别的，可以设置一个阀值传递给发光缓冲区，它取决于像素的亮度。这可以获得更加真实的灯光渗色效果。

线性颜色空间 （Linear Color Space)

这个技术的问题是显示器使用了gamma曲线来调整使之更符合人眼和习惯。艺术家也在屏幕上创造他们的作品，所以他们的作品会受到隐含的gamma曲线的影响。 显示器上的图片的颜色空间叫作"sRGB".每个可视化的内容，在电脑上的，或者从网上下载的(如图片，视频，色情照片等)都属于这个空间。

线性颜色空间 & 资产管线 (Linear Color Space & Asset Pipeline)

工作于HDR模式不只是点下开关这么简单。首先，导入图片资产必须在导入时转化为线性空间。有两种方式:

SRGB->Linear图片导入时转化 (SRGB->Linear conversion on image import)

这是使用线性资产兼容性最好的方式，它在任何平台都会正常工作，包括mobile设置。最大的问题是质量的丢失，因为sRGB的出现也是为了避免同样的问题。使用8bits通道表示线性颜色从人眼的角度看是没有效率的。这些纹理随后会被压缩，问题会更明显。 但，在任何情况下，这都是最简单的解决方法.

硬件sRGB->Linear转化 (Hardware sRGB -> Linear conversion)

这是最正确的使用线性空间的方式，因为基于GPU的纹理采样在使用浮点读取纹理后会做转化。这种方式在PC和consoles上都正常工作，但许多mobile设备都不支持，或者不支持压缩的纹理格式(如ios)

最后转化Linear -> sRGB (Linear -> sRGB at the end)

在所有的渲染完毕后，线性空间渲染的图片会被转化回sRGB模式。要做到这点，只要在当前的环境Environment中简单开启sRGB转化即可(下面会详细讲述)

记住 sRGB -> Linear和Linear -> sRGB转化两个都要同时开启.如果没有开启其中的一项会导致可怕的视觉效果，这种效果只适合于实验性的前卫独立游戏。

HDR参数 (Parameters of HDR)

在Environment资源中可以找到HDR选项。这些大部分时候可以在WorldEnvironment节点或camera设置中找到。HDR有许多参数:

ToneMapper

ToneMapper是核心的算法。它提供了很多选项:

• Linear:最简单的tonemapper.它的主要工作是调节场景亮度，但如果亮度差异太大，它会导致颜色过饱和。
• Log:和linear类似,但没有那么极端。
• Reinhardt:传统的tonemapper(调节此项不会太降低饱和度)
• ReinhardtAutoWhite:和上面的一样，但是使用场景的最大亮度来调节白色值。

Exposure

和真实相机一样的曝光参数。控制进度相机的光量。大的数值会使场景更亮，低的数值会导致暗的场景。

White

白色的最大值。

Glow Threshold

决定超过哪个值（0到1,场景被色调调节之后），灯光开始渗色。

Glow Scale

决定灯光渗色多少.

Min Luminance

场景灯光的最小值，此时tonemapper停止工作。这使得黑暗的场景一直保持黑暗。

Max Luminance

场景灯光的最大值，此时tonemapper停止工作，这使得明亮的场景一直处于饱和状态。

Exposure Adjustment Speed

自动曝光会慢慢的改变，有一个调整的过程(像真实的相机一样)。大的值意味着调整速度快。