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1、图形学之HDR算法、颜色模型、光照模型_ue5 hdr 算法

ue5 hdr 算法

1、HDR算法介绍

HDR(high dynamic range),什么是动态范围?

颜色的格式介绍
RGB24每个颜色分量占8位,范围在0-255
YUV亮度、色度、浓度,储存空间占用1.5byte

Y值是其中很重要的一个值,它代表着亮度,HDR技术指的是检测当前环境的亮度范围,采取多重曝光采样,得到不同曝光下的图片缓存数据,最后将他们合并成一张亮度均衡的图片。

Tips:曝光:通过多少光线使得感光元件能够得到清晰的图像,图像是在底片成像。曝光量由通光时间(快门速度决定),通光面积(光圈大小)决定。

所以HDR技术核心就是将现实中的亮度查尽量按照显示硬件支持的数值位数压缩映射。因为正常的亮度范围超过了2^8次方的范围。

2、颜色模型

这部分属于真实感图形学

  1. 颜色属于一个人体视觉系统对可见光的感知范围,感知颜色由光波决定,波长范围是380-780nm
  2. 所有的颜色都可由RGB来生成,(0,0,0)指的是黑色,(1, 1, 1)指的白色
  3. YIQ、YIU、Ycbcr主要用于彩色电视,Y代表亮度,其他代表色度、浓度
  4. 颜色视觉模型,亮度(illumination)(反射系数),色度(Hue)(占优势的波长),饱和度(Saturation)(深浅)更否合人体视觉感知,用HSI锥体表示。
    色度用角度值表示,饱和度用百分比表示,亮度用百分比表示

3、光照模型

  1. 模拟物体表面的光照物理现象
  2. 需掌握反射定律、折射定律、能量守恒规律
光的类型介绍
漫反射光线射到物体表面之后,会沿着不同的方向等量的散射出去,漫反射在不同方向光强都是相同的
反射光光照沿着反射方向,反射出去
折射光比如水晶、玻璃,光会折射出去

Phong光照模型

  1. 构成:漫反射、环境光、镜面反射光
  2. 算式:理想漫反射+环境光+镜面反射
    在这里插入图片描述
构成介绍
环境光环境邻近的各物体通过多次反射达到平衡的一种光,用 Iambient = KaIa (Ka指的是系数、Ia指的是光强)
漫反射光光照到比较粗糙的表面,物体的表面的明暗程度不随观测者的位置而变化,它服从Lambert定律,用 Idiff = KdIp(L*N). Ip指的是点光源光强,LN指的是点积, Kd是漫射率
镜面反射光光照到比较光滑的物体表面,在光滑的表面产生高光区域

在这里插入图片描述
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