Version: 2020.2
Projector
HDR 拾色器

高动态范围

高动态范围 (HDR) 技术能够产生比标准动态范围 (SDR) 图像更高的亮度动态范围的图像,可以对颜色和亮度进行逼真的描绘。

HDR 的工作原理

在标准渲染中,像素的红色、绿色和蓝色值均使用一个 0 到 1 范围内的 8 位值进行存储,其中 0 表示零强度,1 表示显示设备的最大强度。这一有限的数值范围无法准确反映我们在现实生活中对光的感知方式,并且当存在非常亮或非常暗的元素时,会导致图像不真实。

在 HDR 渲染中,像素值使用浮点数进行存储。这种情况下允许更大范围的值,可以更准确地表示人眼感知颜色和亮度的方式。

Unity 中的 HDR

在 Unity 中,可以将 HDR 图像用于内部渲染计算。此功能称为 HDR 渲染。启用 HDR 渲染后,Unity 会将场景渲染到 HDR 图像缓冲区,并使用该 HDR 图像执行渲染操作,例如后期处理效果。这意味着使用实际值执行计算,因此可能会产生更逼真的效果。

在某些兼容平台上,Unity 支持将该 HDR 图像发送到显示设备。此功能称为 HDR 输出。

使用 HDR 的优点

  • 在高强度区域不会丢失颜色
  • 更好地支持泛光和发光效果
  • 减少低频光照区域的条带

使用 HDR 的缺点

  • VRAM 使用量增加
  • 色调映射(如果使用)产生额外的计算开销
  • 硬件抗锯齿不兼容 HDR 渲染

渲染管线兼容性

渲染管线 HDR 渲染 HDR 输出
内置渲染管线

在 Inspector 中或使用 Camera.allowHDR API 来启用每个摄像机的 HDR 渲染。

Graphics 设置窗口中为每个启用 HDR 渲染并配置 HDR 缓冲区的格式。
Yes

Use the HDROutputSettings API to configure HDR output options.

See platform-specific documentation for further details.
通用渲染管线 (URP)

在 Inspector 中或使用 Camera.allowHDR API 来启用每个摄像机的 HDR 渲染。

使用通用渲染管线资源 (Universal Render Pipeline Asset) 为所有摄像机启用 HDR 渲染。
正在研究中

开发团队正在研究如何实现此功能。尚无计划的发布日期。
高清渲染管线 (HDRP)

默认情况下,所有摄像机都启用 HDR 渲染。无法禁用。
正在研究中

开发团队正在研究如何实现此功能。尚无计划的发布日期。

色调映射

色调映射是指将颜色值从一个范围映射到另一个范围的过程。使用 HDR 时,必须使用色调映射来转换 HDR 图像缓冲区中的颜色,以使这些值位于显示设备可以处理的范围内。如果不使用色调映射,则可能会丢失图像中的许多细节和颜色信息,尤其是在非常明亮的区域。

在 HDR 中渲染了异常明亮的场景并输出到 SDR。如果不执行色调映射,大部分像素会看起来超出范围。
在 HDR 中渲染了异常明亮的场景并输出到 SDR。如果不执行色调映射,大部分像素会看起来超出范围。
与上面相同的场景。但这一次,色调映射将大多数强度映射到了更合理的区间内。请注意,自适应色调映射甚至可以在上图和此图之间进行混合,从而模拟捕获介质(例如眼睛、摄像机)的自适应特性。
与上面相同的场景。但这一次,色调映射将大多数强度映射到了更合理的区间内。请注意,自适应色调映射甚至可以在上图和此图之间进行混合,从而模拟捕获介质(例如眼睛、摄像机)的自适应特性。

将 HDR 渲染与 SDR 输出结合使用时,必须使用色调映射将 HDR 图像缓冲区转换为 SDR 图像以进行显示。Unity 提供了可以执行此操作的色调映射后期处理效果:Post-Processing Stack V2 包URP 集成后期处理解决方案HDRP 集成后期处理解决方案均包含色调映射效果。

When using HDR rendering with HDR output, you can either:

  • Create your own tonemapping solution that converts the HDR image buffer directly to a compatible HDR format for display
  • Use Unity’s tonemapping post-processing effects to convert the HDR buffer to an SDR image (as above), and then use Unity’s automatic output tonemapping to convert that SDR image to a suitable output format. For more details of Unity’s automatic output tonemapping, see the documentation for HDROutputSettings.automaticHDRTonemapping.

在内置渲染管线中使用 HDR 渲染

在前向渲染路径中,仅当摄像机上设置了后期处理效果时摄像机才支持 HDR。这是出于性能考虑的原因。如果摄像机没有后期处理效果,则场景将直接渲染到不支持 HDR 的后缓冲区。

在延迟着色渲染路径中,为摄像机启用 HDR 时,光照缓冲区也被指定为浮点缓冲区。这样可减少光照缓冲区中的条带。

  • HDROutputSettings API added in 2020.1 NewIn20201
Projector
HDR 拾色器