Le rendu HDR présente-t-il des avantages si la floraison n'est pas appliquée?

À l'heure actuelle, j'utilise une lumière basée sur l'image dans mon jeu pour l'éclairage de l'environnement. J'échantillonne une carte du ciel pour obtenir un éclairage diffus et spéculaire. Pour le moment, j'utilise un pipeline de rendu HDR - la skybox utilise 16 bits de stockage. Je dessine sur une cible de rendu de 16 bits, puis à la fin, j'utilise un opérateur de mappage de ton pour mettre à l'échelle les valeurs dans la plage de 0,0 à 1,0 à dessiner vers le backbuffer.

Récemment, j'ai remarqué que la majeure partie de mon pipeline de rendu était pratiquement inutile lorsque j'ai retiré le post-processeur Bloom. Rien n'est réellement fait avec les valeurs de plage dynamique plus élevées - elles sont simplement traitées pour des valeurs de plage dynamique plus faibles au stade final du post-traitement.

Aurais-je raison de dire que je pourrais tout aussi bien utiliser un pipeline à faible plage dynamique et mapper manuellement mes skyboxes dans Photoshop? Cela rendrait le pipeline beaucoup plus simple. Y a-t-il une raison autre que la floraison pour laquelle je voudrais avoir des données HDR?

Il existe de nombreux endroits où le HDR fait une différence en plus de fournir des données sources sur lesquelles baser un filtre de bloom. Essentiellement, tout endroit où les valeurs d'éclairage sont mises à l'échelle ou ajoutées ensemble aura un aspect différent et sera plus réaliste / physiquement correct lorsqu'il sera fait en HDR.

L'un des endroits les plus évidents où cela compte est les réflexions sur l'environnement . Comme vous le savez peut-être, la plupart des matériaux non métalliques ont une réflexion spéculaire très faible à une incidence normale - comme 2% à 5%. Ainsi, la réflexion ne sera que de 2% à 5% aussi lumineuse que l'environnement qu'elle reflète. Si vous ne disposez pas d'un environnement HDR (y compris le ciel, les sources de lumière, etc. avec des niveaux de luminosité réalistes), cela conduira à des réflexions anormalement sombres et délavées. Avec un environnement HDR, la réflexion semble naturelle et maintient le contraste malgré le faible niveau spéculaire global.

Voici un exemple que j'ai rendu en utilisant une sphère grise avec une spécification de 5% et une carte d'environnement à partir d'une des sondes de lumière HDR de Paul Debevec . Il n'y a pas de mappage de ton ou de floraison dans cette image.

Ce problème apparaît avec toute surface brillante; les voitures, les fenêtres en verre et l'eau sont des cas courants. Vous pouvez contourner cela un peu en mettant à l'échelle ou en modifiant d'une autre manière un cubemap LDR, mais l'avantage d'un cubemap HDR est qu'il "fonctionne" indépendamment du matériau ou de l'environnement d'éclairage.

Outre les réflexions, le HDR est important uniquement pour que l'accumulation de lumière fonctionne correctement. Lorsque vous avez une scène avec plusieurs sources de lumière, peut-être ambiantes et directionnelles, ou plusieurs projecteurs convergents, etc., il peut y avoir des endroits où la quantité totale de lumière dépasse 1,0, même si aucune des lumières individuelles n'a une luminosité supérieure à 1,0 . Il améliore les visuels si vous utilisez le mappage de tons pour régner en douceur la luminosité excessive, plutôt que de simplement saturer à 1.0 et de couper quoi que ce soit par-dessus.

Voici un exemple d'Uncharted 2 (cette image se trouve sur la diapositive 126 de la conférence GDC de John Hable ). Comme vous pouvez le voir, sans mappage de tons, les zones sur la joue et le front du personnage où l'éclairage devient trop lumineux montrent une teinte jaune désagréable (en raison des canaux rouges et verts saturant avant le bleu) ainsi qu'une perte totale de détails dans le région saturée.

Enfin, un autre endroit où le HDR apparaît est les effets de post-traitement comme le flou de mouvement et la profondeur de champ . Bien que cela puisse être coûteux, faire toute votre chaîne de post-traitement en HDR conduit à des résultats beaucoup plus réalistes. Voici un exemple de ce qui se passe avec le flou de mouvement:

Lorsque vous effectuez un flou, les zones claires d'une image HDR resteront lumineuses et dures, tandis que dans une image LDR, elles se ramolliront et s'assombriront. Comme indiqué ci-dessus, le post-traitement HDR est une meilleure simulation de ce qui se passerait dans un vrai appareil photo, donc il semble plus "filmique".

L'éclairage et le rendu HDR offrent bien plus que la simple floraison.