HDRI探索

图片发自App

最近，游戏引擎要添加hdr效果，以前一直听说hdr，渲染时候也会用hdr环境贴图。就是对hdr具体是什么不了解，感觉是环境光，或者是一些高光的光晕的感觉就是hdr了。今天我特意查找了些资料，科学解释hdr。

首先是中文全名：hdr高动态范围，hdri高动态范围图像

从中文名字中我们可以看到i这个英文字母就是图像的意思。所以hdri是图片，hdr是现象；hdri是用来形容这种现象所用的图片。

这样一来，我们就比较明白这两个词的关系了。下一步我就通俗的从图像角度来解释它们。

动态是对于静态来说的，静态可以被形容为静止的图像，图片这一类的词语，因为我们认识的图片是由像素点的色值而确定的，比如8位色的rgb值为255，255，255那么就是白色，这是说的颜色信息，其中将颜色和亮度混合放入了rgb的色值当中。我们常用的图像就是8位rgb，一些更高需求的会用到16位32位等等，不过显示器中给我们显示的时候加入了gamma校正，以32位显示方式展现给我们了。

高动态图像将图像的像素色值分成了rgb颜色和亮度值，这样可以更好的表现画面的色彩空间，在不同的亮度中表现出正确的色值。比如：我们在拍摄一张蓝天白云的天空，照片中我们看到的白云和太阳都是白色的，而我们用眼睛直视天空时，白云却并没有太阳亮，亮度之间是有区别的。我们从黑暗走向光明的区域会觉得到处都是白色的，一段时间后才能看清周围的景物，景物没有变化，而是进入我们眼中光的强度降低了。这就是高动态范围的效果。普通照片是做不到这种动态处理的。游戏中表现为我们从室外进入室内先是一片黑，几秒钟后就能看到室内场景，并且很清晰。在过去的游戏中是靠调节游戏整体的亮度来表现，现在则是使用高动态范围的方式调整光线的亮度，而不需要调整整体的画面亮度，这样显得更真实。

动态范围：是说场景中最亮部分和最暗部分的相对比值，一个室外场景就是最暗的阴影处与阳光之间做从黑到白的渐变亮度，使画面不会太暗也不会太亮。室内的话就是灯光和暗部间的渐变亮度。这些亮度值远远超出了rgb图像中能够记录的内容，细节难以满足需求。如果使用hdr来记录，我们将室外照片调暗，云和阳光间的区别就会变得清晰，而不是同时降低明度。反之亦然。

高动态范围图像原理就是这样。具体应用场景我再慢慢收集整理。