HDR格式的编码与解码

HDR的全称是High Dynamic Range，即高动态范围，比如所谓的高动态范围图象（HDRI）或者高动态范围渲染（HDRR）。动态范围是指信号最高和最低值的相对比值。目前的16位整型格式使用从“0”（黑）到“1”（白）的颜色值，但是不允许所谓的“过范围”值，比如说金属表面比白色还要白的高光处的颜色值。

在HDR的帮助下，我们可以使用超出普通范围的颜色值，因而能渲染出更加真实的3D场景。也许我们都有过这样的体验：开车经过一条黑暗的隧道，而出口是耀眼的阳光，由于亮度的巨大反差，我们可能会突然眼前一片白光看不清周围的东西了，HDR在这样的场景就能大展身手了。

下面是由OpenEXR网站提供的HDR的一个简单例子。OpenEXR是由工业光魔（Industrial Light & Magic）开发的一种HDR标准。工业光魔则是一家世界闻名的加州工作室，该工作室创造过许多惊人的CG和视觉效果，比如1977年版的电影《星球大战》中的总多特效。

最左边的是原始图片，树木非常暗因为整体曝光受到远处高亮光的影响；中间图片的亮度提高了3级；而右边图片的亮度提高了7级，树木的细节很容易辨别，而背景极度明亮。

总之简单来说，HDR可以概括为：
亮的地方可以非常亮,暗的地方可以非常暗
亮暗部的细节都很明显

原文出处:
http://www.graphixer.com.cn/ShowWorks.asp?Type=3&From=HomePage&ID=20

RGBE格式的图象是浮点数据的一种压缩形式。其中RGB指定该像素的颜色，E指定像素的暴光度。不同的暴光度决定了像素不同的亮度。RGBE的编码和解码方式如下。

编码：

maxComponent = max(FloatSource.R,
FloatSource.G,
FloatSource.B );
fExp = ceil( ln(maxComponent)/ln(2) );
Encoded.R = (unsigned byte) (FloatSource.R / Power(2,fExp)*255);
Encoded.G = (unsigned byte) (FloatSource.G / Power(2,fExp)*255);
Encoded.B = (unsigned byte) (FloatSource.B/ Power(2,fExp)*255);
Encoded.E = (unsigned byte) (fExp + 128);

解码：

unsigned char Encoded[4];
fExp = Encoded.E - 128;
Decoded.R = Encoded.R/255 * power(2,fExp);
Decoded.G = Encoded.G/255 * power(2,fExp);
Decoded.B = Encoded.B/255 * power(2,fExp);

效果图如下: