リニア色空間とガンマ色空間の違い

リニアレンダリングを使用する場合、ライティング方程式への入力値はガンマ空間の入力値とは異なります。これは、色空間によって結果が異なることを意味します。例えば、ライトが当たるサーフェスの応答曲線が異なり、イメージエフェクトの挙動が異なります。

ライトの減衰

距離による減衰と法線ベースの減衰は 2 つの点で異なります。

• リニアモードでレンダリングする場合、ガンマ補正を加えるとライトの半径が大きく描画されます。

• ライトのエッジが、よりはっきりと描画されます。これにより、サーフェス上のライティング強度の減衰がより正確に表現されます。

リニアでの強度応答

ガンマレンダリングを使用する場合、シェーダーに供給される色とテクスチャにはすでにガンマ補正が適用されています。シェーダーで使用する場合、高輝度の色は、リニアのライティングと比べると、あるべき状態より実際には明るくなります。つまり、リニアでない方法では、ライトの強度が増加すると、サーフェスがますます明るくなるということです。これは、多くの場所でライトが明るくなりすぎる原因となります。また、モデルやシーンに色あせた感じを与えます。リニアレンダリングを使用すると、ライトの強度が増してもサーフェスからの応答はリニアのまま残ります。これによって、より現実的なサーフェスシェーディングと、より良いサーフェスの色応答が実現できます。

下の Infinite 3D Head Scan 画像では、人間の頭部モデルに異なる強度のライトを当て、リニアとガンマのライティングを比較しています。

リニアとガンマのブレンド

フレームバッファにブレンドする場合、ブレンドはフレームバッファの色空間で行われます。

ガンマ空間レンダリングを使用すると、リニアでない色が混ざり合います。これは、数学的に正しくない色のブレンドで、予期しない結果をもたらす可能性があります。ただし、一部のグラフィックスハードウェアではこれが唯一のブレンド方法です。

リニア空間レンダリングを使用すると、リニア色空間でブレンドが発生します。これは数学的に正しく、正確な結果が得られます。

下の画像は、異なるタイプのブレンドを示しています。