HDRI探索

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。

1、首先我们打开3Dmax软件，通过建模功能，先建好一个画框模型。

2、鼠标点击选中画纸部分，点击【材质编辑器】，d出材质编辑器对话框。

3、选中一个新材质球，类型选择VRayMlt，点击【确定】。

4、得到一个VRay材质球后，点击漫反射旁边的小方框，找到并点击【位图】。

5、d出选择位图对话框，选择我们要贴的图片，点击【打开】。

6、点击【将材质指定给选定对象】并点击【视口显示】查看效果。

7、点击【修改】选项下的【UVW贴图】选项。

8、按图示参数设置好，此时模型贴图便已完成，敲击键盘【C】，切换为摄像机模式。

9、最后，点击【渲染】选项。

10、渲染完成后，点击【保存】，保存好我们的图片即可。

什么是HDR？

计算机在表示图象的时候是用8bit(256)级或16bit(65536)级来区分图象的亮度的，但这区区几百或几万无法再现真实自然的光照情况。HDR文件是一种特殊图形文件格式，它的每一个像素除了普通的RGB信息，还有该点的实际亮度信息。普通的图形文件每个象素只有0

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255的灰度范围，这实际上是不够的。想象一下太阳的发光强度和一个纯黑的物体之间的灰度范围或者说亮度范围的差别，远远超过了256个级别。因此，一张普通的白天风景图片，看上去白云和太阳可能都呈现是同样的灰度/亮度，都是纯白色，但实际上白云和太阳之间实际的亮度不可能一样，他们之间的亮度差别是巨大的。因此，普通的图形文件格式是很不精确的，远远没有纪录到现实世界的实际状况。所以，现在我们就要介绍一下高动态范围图像（简称HDRI）。

什么是HDRI？

HDRI是High-Dynamic

Range

(HDR)

image的缩写，就是为了解决这个问题而发明出来的，简单说，HDRI是一种亮度范围非常广的图象，它比其它格式的图像有着更大亮度的数据贮存，而且它记录亮度的方式与传统的图片不同，不是用非线性的方式将亮度信息压缩到8bit或16bit的颜色空间内，而是用直接对应的方式记录亮度信息，它可以说记录了图片环境中的照明信息，因此我们可以使用这种图象来“照亮”场景。有很多HDRI文件是以全景图的形式提供的，我们也可以用它做环境背景来产生反射与折射。这里强调一下HDRI与全景图有本质的区别，全景图指的是包含了360度范围场景的普通图象，可以是JPG格式，BMP格式，TGA格式等等，它并不带有光照信息。

什么是HDRI文件？

HDRI文件是一种文件，扩展名是hdr或tif格式，有足够的能力保存光照信息，但不一定是全景图。Dynamic

Range（动态范围）是指一个场景的最亮和最暗部分之间的相对比值。一张HDR图片，它记录了远远超出256个级别的实际场景的亮度值，超出的部分在屏幕上是显示不出来的。可以这样想象：在photoshop里打开一张从室内往窗外外拍的图片，窗外的部分处在强烈的阳光下，曝光过度，呈现的是一片白色，没有多少细节。你将毫无办法，调暗只会把变成灰色而已，并不会呈现更多的细节。但如果同一场景是由hdr纪录的话，你减低曝光度，原来纯白的部分将会呈现更多的细节。

HDRI格式图片作用范围很广，包括三维影视、三维静帧中的应用。在三维建模的后期渲染中，HDRI就是环境贴图，起到建模物体表面反射、照亮场景的作用。我们先来看几张.JPG格式的HDRI

全景图（即：不包含光照信息的图片）欣赏下。

以上全景图片不是在网络中获取的，而是来自360c私人收藏，转贴请注明出处

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