l 高級(jí)效果之偽 HDR/Blow
所謂HDR就是高動(dòng)態(tài)范圍的意思。在普通的顯示器和位圖里，每通道都是8-bit，也就是說(shuō)RGB分量的范圍都是0-255，這用來(lái)表示現(xiàn)實(shí)中的顏色顯然是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。現(xiàn)實(shí)中的圖像的動(dòng)態(tài)范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大的多，那么如何在現(xiàn)有的顯示設(shè)備里盡可能的保持更大的動(dòng)態(tài)范圍，而且讓它能更符合人眼的習(xí)慣就成了圖形學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。通常真正的HDR的做法都是采用浮點(diǎn)紋理，把渲染運(yùn)算的過(guò)程中，我們使用16bit的動(dòng)態(tài)范圍來(lái)保存運(yùn)算結(jié)果，然后對(duì)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行分析，求出這個(gè)圖像的中間灰度值，然后對(duì)圖像進(jìn)行調(diào)整映射到LDR的設(shè)備中。但是這樣的算法有兩個(gè)非常耗資源的過(guò)程，其中一個(gè)是浮點(diǎn)紋理，另外一個(gè)就是求圖像中間灰度（通常情況是把圖像不停的渲染到RenderTarget，每渲染一次，圖像大小縮小一半，直到縮小到1x1大，一個(gè)1024 x1024的圖像需要渲染10次！）。因此雖然HDR的效果非常漂亮，但是目前還是只有為數(shù)不多的產(chǎn)品采用了這樣的算法，大部分都是采用的偽HDR+blow效果。
偽HDR效果通常是重新調(diào)整圖像的亮度曲線，讓亮的更亮，暗的更暗一些，而Blow效果則是圖像的亮度擴(kuò)散開(kāi)來(lái)，產(chǎn)生柔和的效果。
在這里采用一個(gè)二次曲線來(lái)重新調(diào)整圖像的亮度，這個(gè)曲線的方程是
x [ (2-4k) x + 4k-1 ).
K的取值范圍為0.5 – 2.0
經(jīng)過(guò)這個(gè)公式調(diào)整以后，圖像上亮的區(qū)域?qū)⒏拥牧粒⑶艺w亮度會(huì)提高。那么接下來(lái)，如何使圖像的亮度擴(kuò)散開(kāi)來(lái)呢？一種可行的方法就是對(duì)場(chǎng)景圖像做一次downsample。把它變成原來(lái)的1/4次大小，那樣就等于亮度往外擴(kuò)散了4x4個(gè)象素的區(qū)域。
技術(shù)方案已經(jīng)基本有了。接下來(lái)將要在RenderMonkey里實(shí)現(xiàn)它，和前面的例子不同，這里需要使用RenderMonkey的多pass渲染：
第一個(gè)pass我們先對(duì)圖像進(jìn)行downsample操作。首先在原來(lái)的pass前增加一個(gè)新的pass，并命名為downsample pass。然后建立一個(gè)render to texture的紋理節(jié)點(diǎn)，設(shè)定它的大小（原圖像大小的1/4），并在新建立的pass里建立一個(gè)render target的節(jié)點(diǎn)指向它。這樣，這個(gè)pass的渲染結(jié)果就會(huì)保存到這個(gè)render to texture中。這個(gè)pass的pixel shader只要使用前面模糊效果的shader就可以了。
接下來(lái)，將另外一個(gè)pass命名為render pass，并增加一個(gè)新的紋理對(duì)象。并把紋理對(duì)象指向剛才增加的render to texture，以便能在該pass中使用這個(gè)downsample過(guò)的圖像。然后增加一個(gè)float類型的變量，用來(lái)表示上面公式中提到的k值；最終工作區(qū)的結(jié)構(gòu)如下圖：
接下來(lái)編輯render pass的pixel shader。代碼如下：
下面是原圖像和經(jīng)過(guò)處理后圖像的對(duì)比：
原圖 k = 1.1 k = 1.6
圖：經(jīng)過(guò)偽HDR+Blow處理過(guò)的圖像和原圖的對(duì)比