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線性渲染概述

2020-06-18 00:45 作者:unity_某某師_高錦錦  | 我要投稿

Unity Editor 允許您使用傳統(tǒng)的伽馬顏色空間以及線性顏色空間。伽馬顏色空間是歷史悠久的標(biāo)準(zhǔn)格式,但線性顏色空間渲染可提供更精確的結(jié)果。

如需進一步閱讀這方面的信息,請參閱以下相關(guān)文檔:

  • 線性或伽馬工作流程,介紹應(yīng)該選用線性顏色空間還是伽馬顏色空間。

  • 采用線性渲染的伽馬紋理,介紹線性工作流程中的伽馬紋理。

  • 線性紋理,介紹如何使用線性紋理。

線性和伽馬顏色空間

人眼對光強的反應(yīng)不呈線性。我們在觀察光時會發(fā)現(xiàn)一些亮度比另一些亮度更容易看到,即從黑到白的線性漸變在我們?nèi)搜壑胁皇蔷€性漸變的。

左:線性漸變。右:人眼對該漸變的感知情況。注意每種情況下界限(正好是中灰色)與漸變相融合的位置

由于歷史原因,監(jiān)視器和顯示器具有相同的特性。向監(jiān)視器發(fā)送線性信號會導(dǎo)致看起來像上圖右側(cè)的漸變,人眼觀察感覺是錯誤的。為了彌補這一點,需要發(fā)送經(jīng)校正的信號來確保監(jiān)視器能夠呈現(xiàn)出看起來自然的圖像。這種校正稱為伽馬校正。

伽馬和線性顏色空間同時存在的原因是,光照計算應(yīng)該在線性空間中進行,以便確保數(shù)學(xué)上的正確性,但結(jié)果應(yīng)該在伽馬空間中呈現(xiàn)以便讓人眼看起來正確。

在幀緩沖格式限制為每通道 8 位的舊硬件上,計算光照時使用伽馬曲線可在人類可感知的范圍內(nèi)提供更高的精度。在人眼最敏感的范圍內(nèi),使用的位數(shù)最多。

即使當(dāng)今的監(jiān)視器是數(shù)字顯示器,它們?nèi)匀徊捎觅ゑR編碼信號作為輸入信號。圖像文件和視頻文件顯式編碼到伽馬空間(這意味著它們帶有伽馬編碼值,而不是線性強度)。這便是標(biāo)準(zhǔn);一切數(shù)值都在伽馬空間內(nèi)。

伽馬空間的公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)稱為 sRGB(請參閱?Wikipedia)。該標(biāo)準(zhǔn)定義了它與線性空間之間的一個映射,使得人眼能充分利用 8 位/通道的精度。下面是此映射的圖表。

圖像由 Wikimedia 提供。許可證:公共領(lǐng)域

線性渲染指的是渲染場景的過程,此情況下的所有輸入都是線性的,也就是說,沒有經(jīng)過伽馬校正以適合人眼觀察或輸出到顯示器。


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