Blender форум

Галерея

3d модели пользователей

Альбомы пользователей

3d модели

Чертежи

Рендеринг

О Blender

Уроки Blender

Видео уроки

Текстуры

Ссылки

HDRI

Учебники

Скриншоты


Yafaray (рендер)

Luxrender (рендер)



Администраторы
3dRend 

рендеры, модели, направлении, производится, диапазону, положительных, кодирование, файла, вариант, алгоритм, касаться, Dynamic, открывает, образом, сути, описания, Hrdi, треть, файл, бита, Ранее, обычное, всех, Pov-ray, предел
Расскажи другу


Рекламный блок

HDRI
Опубликовано: 3dRend , Включено: 13/1/2009

HDRI.

Как же обойти возникшие проблемы? Определим сразу, что с техникой мы
ничего не сделаем. Да, рано или поздно возможно найдутся
технологические методы решения, но не на сегодняшний день. Смотрите
сами: что мы можем сделать? Увеличиваем нижний диапазон и погружаемся в
абсолютную тьму, увеличиваем верхний – получаем такую
яркость, что мы не сможем на неё даже смотреть.

Теперь мы подходим к сути. Не можем отказаться от мониторов, тогда
откажемся от существующей технологии! Зачем нам эти фиктивные числа
RGB, если технология HDRI предлагает нам совершено реальные физические
величины. В них мы укажем цвет, интенсивность, вообще всё, что может
касаться такого понятия как изображение. Всё переворачиваем: теперь нам
8 бит никак не хватит, числа у нас вещественные, то есть, у нас нет
ограничений по целым числам, мы разом сняли все ограничения по
диапазону, по градациям, да и охвату цветов. Понятие дискретность
больше нам не грозит.

Ранее технология RGB предполагала, что описание и отображение описания
два тесно связанных процесса, зависимых друг от друга, технология HRDI
навсегда разделила эти понятия. High Dynamic Range Image аппаратно
независима. И здесь мы говорим о самых больших планах на будущее.
Безусловно, что ряд всех перечисленных положительных качеств возносит
технологии на новый уровень, если говорит о сроках, то это и 20, 40,
100 лет и более. Нынешний стандарт описания сменится на описание
принципа HRDI, и можно говорит с определённой долей уверенности, что
какие бы технологические усовершенствования не готовили нам потомки,
они всё равно будут использовать данную технологию описания.
Изобразительное искусство, перенесённое в цифровые копии, будет
передавать всю свою изначальную информацию, благодаря простоте HRD. Это
открывает широкие возможности архивации для того же изобразительного
искусства. Перенос описания изображений с одного устройства на другое
теперь будет выполняться с минимум потерь, или вовсе исключать их.
Нанесение эффектов при использовании данной технологии будет давать
качественный конечный результат, который был запланирован изначально.
Но обо всем этом мы расскажем позже, а здесь лишь приведём примеры
таких эффектов:


Здесь представлены примеры увеличения и снижения яркости оригинала
(верхняя картинка). В правом столбике представлено HDRI (после
обработки RGB в tone mapping), а в левом обычное RGB изображение.


Слева-направо: RGB с эффектом motion blur, изображение с подобным
эффектом в HDRI, и размытие вызванное смещением фотоаппарата. На
примере отчётливо ясно, что технология HDRI максимально приближена к
реальности.

В настоящее время получать преобразования изображений без потерь
невозможно. Существует такое понятие, как tone mapping, то есть сам
процесс преобразования. Введён он для вполне конкретной цели
– уменьшения подобных потерь в процессе. Чтобы вывести
изображение HDR на устройство отображения, к примеру CMYK - для печати,
или же обычных RGB мониторов, необходимо подстроить цветовой охват и
диапазон HDRI под динамический диапазон и охват самого устройства. Так
как модель человеческого зрения изучена далеко не полностью, то и в
tone mapping не удаётся максимально снизить ущерб. Но мы уже видели на
изображениях выше, что работа в этом направлении ведётся очень активно
и результаты достигли высокого качества. Но давайте на деле рассмотрим
оператора, который совместно работает с программой HDRShop:

1. Portable Floatmap (.pfm)

На пиксели отображения даётся 12 байт, то есть по 4 байта на каждый их
трёх каналов R, G и В. Если раскладывать 96 бит (12 байт), то 23 из них
отводятся для мантиссы, показатель экспоненты требует 8 бит и 1 бит
приходится под знак. Остальные 76 и составляют динамический диапазон
формата .pfm. Однако стоит заметить, что размеры подобного файла в 4
раза больше, в сравнении со стандартом, а алгоритмы для сжатия ни к
чему не приводят.

2. Pixar Log Format

Формат использует log-кодирование для значений RGB. Описание
производится 33-мя пикселями. Динамический диапазон покрывается в 3.5
порядка, что для HDRI никак недостаточно, однако данный формат был
разработан Pixar для кинопродукции, а для киноплёнки такого покрытия
кодировки достаточно.

3. Radiance RGBE (.pic, .hdr)

Смысл этого формата в том, чтобы из трёх данных нам основных цветов
выделить общую экспоненту. 32 байта потребуется на описание каждого
пикселя изображения и по 1 байту на описание экспоненты и мантиссы для
каждого из цветов. HDRI файл по размеру сопоставим с CMYK, то есть
примерно на треть больше обычного изображения RGB. Алгоритм кодирования
будет иметь вид:



(R,G,B)=(r*2^n,g*2^n,b*2^n)=(r,g,b,n);

n = n + 128



Числа, описывающие основные цвета (r,g,b) в реально-существующих
значениях представляются в виде 2^n (где n – некоторый
множитель, который должен в обязательном порядке попадать в предел
0,5-1). В процессе кодировки показатель степени кодируется в байт
экспоненты, а множители записываются в байты мантисс цветов с помощью
кодировки двоичного представления. Так как место для представления
знака отсутствует, для кодирования экспоненты с отрицательными
степенями ввели число 128. Таким образом, все степени от 128 до 256
будут положительными, от 1 до 128, соответственно, отрицательными.
Например:



(0.3, 0.02, 0.1) = (0.6, 0.04, 0.2)*2^-1 = (153, 10, 51, 127)



Итого, динамический диапазон в формате Radiance составляет от 10^-38 до
10^38 (76 порядков), что является его плюсом. Также положительными
сторонами является и возможность сжатия данного формата, а также ошибка
представления лишь в 1%. Однако минус формата имеется в мантиссе.
Во-первых, её нормализация приводит к обнулению основных цветов,
во-вторых, сама мантисса представлена всего тремя значащими цифрами.

4. LogLuv TIFF (.tif)

Формат представляет собой расширенную библиотеку TIFF, и является
новым, прогрессирующим и подающим большие надежды на будущее. Формат
основан на модели CIE XYZ (модель восприятия цвета человеком), а на 1
пиксель приходится 32 бита. Для описания хроматической составляющей
формат использует улучшенный CIE XYZ, который составляется в виде
координат цветового пространства. Также формат использует 16 бит на
кодирование интенсивности цвета. Охват цветов составляет весь видимый
человеком спектр, а динамический диапазон составляет 38 порядков.
Погрешность представления здесь до 0,27%.

Более старая версия кодировки включает в себя всего 5 порядков и более
сложный алгоритм, ведь за свободное пространство необходимо платить. Из
24 бит кодировки по 7 бит приходится на хроматические координаты и 10
на интенсивность.

5. OpenEXR

Для интенсивности цвета и хроматической составляющей используется
логарифмическое кодирование. Существует в 16 битном и 32-х битном
вариантах. 16-и битный вариант интересен тем, что использует формат
half для предоставления значения цветов, созданном для языка CgFX.
Формат разработан компанией Nvidia и поддерживает аппаратно все
видеокарты FX серии, что позволяет использовать в свою очередь HDRI в
аппаратных шейдерах. Динамический диапазон составляет от 6.14*10^-5 до
6.41*10^4 (или 9 порядков величины). Десять бит отводиться мантиссам
хроматических координат цвета (u,v), итого по 5 бит на координату. Ещё
пять бит отводиться для показателя экспоненты и 1 бит под знак этого
показателя. Формат разработан Industrial Light and Magic.


[ Вернуться в раздел HDRI технология | Вернуться в главный раздел ] Страница для печати Послать эту статью другу

Партнёры


Счётчики



- ScarPoX Copyright 2002 - 2017 - - Русская локализация от RunCms.ru --