Il rendering HDR ha qualche vantaggio se la fioritura non verrà applicata?


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Al momento utilizzo una luce basata sull'immagine nel mio gioco per l'illuminazione dell'ambiente. Campione una mappa cubica del cielo per ottenere un'illuminazione diffusa e speculare. Al momento utilizzo una pipeline di rendering HDR: lo skybox utilizza 16 bit di memoria. Disegno a un rendertarget a 16 bit, quindi alla fine uso un operatore di tonemapping per ridimensionare i valori nell'intervallo 0,0 - 1,0 da disegnare sul backbuffer.

Di recente ho notato che la maggior parte della mia pipeline di rendering è stata praticamente inutile quando ho rimosso il postprocessore di bloom. In realtà non viene fatto nulla con i valori dell'intervallo dinamico più elevato: vengono elaborati fino a valori dell'intervallo dinamico più basso nella fase finale della post elaborazione.

Avrei ragione nel dire che potrei anche solo usare una pipeline a bassa gamma dinamica e mappare manualmente i miei skybox in Photoshop? Ciò renderebbe la pipeline molto più semplice. Esiste un motivo diverso da bloom per cui potrei voler avere dati HDR?


Si noti che la pipeline HDR richiede dati HDR. È possibile utilizzare le tradizionali trame a 8 bit per canale ma beneficiare comunque della pipeline HDR.
msell,

Risposte:


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Esistono molti luoghi in cui l'HDR fa la differenza oltre a fornire i dati di origine su cui basare un filtro bloom. In sostanza, qualsiasi luogo in cui i valori di illuminazione vengono ridimensionati o aggiunti insieme avrà un aspetto diverso e sarà più realistico / fisicamente corretto quando eseguito in HDR.

Uno dei luoghi più ovvi in ​​cui è importante è con i riflessi sull'ambiente . Come forse saprai, la maggior parte dei materiali non metallici ha una riflessione speculare molto bassa all'incidenza normale, dal 2% al 5%. Quindi il riflesso sarà solo dal 2% al 5% più luminoso dell'ambiente che sta riflettendo. Se non si dispone di un ambiente HDR (incluso cielo, sorgenti luminose, ecc. Con livelli di luminosità realistici), ciò porterà a riflessi innaturalmente scuri e sbiaditi. Con un ambiente HDR, il riflesso appare naturale e mantiene il contrasto nonostante il basso livello speculare generale.

Ecco un esempio che ho reso usando una sfera grigia con una specifica del 5% e una mappa ambientale da una delle sonde di luce HDR di Paul Debevec . Non c'è mappatura dei toni o fioritura in questa immagine.

Confronto di riflessione LDR e HDR

Questo problema si presenta con qualsiasi superficie lucida; automobili, vetri e acqua sono casi comuni. Puoi aggirare un po 'questo ridimensionando o alterando in altro modo una cubemap LDR, ma il vantaggio di una cubemap HDR è che "funziona" indipendentemente dal materiale o dall'ambiente di illuminazione.


A parte i riflessi, l'HDR è importante solo perché l'accumulo di luce funzioni correttamente. Quando hai una scena con più fonti di luce, forse ambientale e direzionale, o più faretti convergenti, ecc., Ci possono essere luoghi in cui la quantità totale di luce supera 1,0, anche se nessuna delle singole luci ha una luminosità superiore a 1,0 . Migliora la grafica se usi la mappatura dei toni per regnare uniformemente la luminosità in eccesso, piuttosto che semplicemente saturare a 1.0 e ritagliare qualsiasi cosa su di essa.

Confronto di tonemapping o no, da Uncharted 2

Ecco un esempio di Uncharted 2 (questa immagine può essere trovata nella diapositiva 126 del discorso GDC di John Hable ). Come puoi vedere, senza mappatura dei toni, le aree sulla guancia e sulla fronte del personaggio in cui l'illuminazione diventa troppo luminosa mostrano una sgradevole sfumatura gialla (a causa dei canali rosso e verde che si saturano prima del blu) e una completa perdita di dettagli nella regione satura.


Infine, un altro posto in cui viene visualizzato l'HDR sono gli effetti di postelaborazione come motion blur e profondità di campo . Sebbene possa essere costoso, l'intera catena di postprocesso in HDR porta a risultati molto più realistici. Ecco un esempio di ciò che accade con il motion blur:

Confronto tra motion blur LDR e HDR

Quando si fa una sfocatura, le aree luminose di un'immagine HDR rimarranno chiare e dure, mentre in un'immagine LDR si ammorbidiranno e si attenueranno. Come mostrato sopra, il postelaborazione HDR è una migliore simulazione di ciò che accadrebbe in una vera fotocamera, quindi sembra più "filmico".

Quindi c'è molto, molto di più nell'illuminazione e nel rendering HDR oltre alla semplice fioritura.

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