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OpenGL 照明にガンマ補正を実装したいのですが、ガンマ補正を適用すると、結果がまったく線形に見えません。

また、 OpenGL: ガンマ補正された画像が線形に見えないこともわかりました。これは私の問題と非常によく似ていますが、まだ回答を受け取っておらず、実際の拡散光についても議論していません。

例として、線形空間で定義された次の 4 つの明るい色があります。

glm::vec3 lightColors[] = {
    glm::vec3(0.25),
    glm::vec3(0.50),
    glm::vec3(0.75),
    glm::vec3(1.00)
};

各光源を分離し、基本的な線形減衰を拡散照明方程式に適用すると、次の結果が得られます。

間違ったガンマ

これはフラグメント シェーダーです。

void main()
{           
    vec3 lighting = vec3(0.0);
    for(int i = 0; i < 4; ++i)
        lighting += Diffuse(normalize(fs_in.Normal), fs_in.FragPos, lightPositions[i], lightColors[i]);
    // lighting = pow(lighting, vec3(1.0/2.2));
    FragColor = vec4(lighting, 1.0f);
}

ガンマ補正されたライトとの明るさの違いがほとんど見られないだけでなく、減衰もガンマ補正によって歪んでいます。私の理解によると、すべての計算 (減衰を含む) は線形空間で行われ、ガンマを修正することで、モニターはそれを正しく表示する必要があります (出力として再び修正されないため)。照明の色だけに基づくと、一番右の円は左の円の 4 倍、2 番目の円の 2 倍の明るさになるはずですが、実際にはそうではないようです。

明るさの違いを正しく認識できるほど私の感度が悪いだけなのか、それとも何か問題があるのでしょうか。

私が試した他のことは、ガンマ補正なしとガンマ補正ありで、正確な光の色をデフォルトのフレームバッファに出力することです。

ガンマ出力

左は未補正、右はガンマ補正あり。赤い数字は、Photoshop のカラー ピッカーからの RGB 強度を示します。Photoshop の RGB 値が最終的な出力画像を表していないことはわかっています (Photoshop は RGB 値をモニター出力として読み取らないため)。直感的には左の画像の方が優れているように見えますが、RGB 強度値に基づくと、右端の画像はフラグメント シェーダーによって実際に正しくガンマ補正されていると言えます。これらの強度のそれぞれがモニターを通過し、正しい強度で私の目に入るからです。たとえば、0.88 ガンマ補正された 0.75 強度は、モニターの出力として 0.88^2.2 = 0.75 になります。

右の画像は本当に正しいですか？また、他の画像と比べて実際の照明がこれほどずれているのはなぜですか?

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あなたが得ている結果は期待されるものです。

ディスプレイによって生成される物理的な放射放射輝度と、人間が知覚する明るさを混同しているようです。後者は非線形であり、単純なガンマ モデルはそれを近似する方法です。基本的に、モニターは人間の目の非線形変換を反転させているため、標準 (非線形) RGB 空間が直線的に認識されます。RGB 強度 0.5 を使用すると、1.0 の約半分の明るさで認識されます。

ガンマ補正されたグレースケール レベルを表示するときに比色計または分光光度計をディスプレイに配置すると、実際には、0.73 ステップが白レベルの輝度の約 50% をカンデラ/m^2 で表示することがわかります (は、ガンマ 2.2 を使用していない sRGB モデルからあまり逸脱していませんが、残りのガンマ 2.4 と組み合わせた線形セグメント (2.2 は別の近似値にすぎません)。

ここで問題は、具体的に何を達成したいのかということです。物理的に正確な計算を行う場合は、通常、線形色空間で作業する必要があります。しかし、別の光源の 50% の輝度を持つ光源は、人間には半分の明るさで表示されず、得られた結果は基本的に正しいです。

知覚された明るさで線形の色空間が必要な場合は、ガンマ補正を完全にスキップできます。sRGB は正確にそれを提供しようとしているからです。正確な結果が必要な場合は、ディスプレイによって生じる偏差を修正するために、カラー キャリブレーションまたは小さなガンマ調整が必要な場合があります。

于 2015-04-22T19:12:42.817 に答える