¿El renderizado HDR tiene algún beneficio si no se aplica la floración?

Por el momento, utilizo una luz basada en imágenes en mi juego para la iluminación ambiental. Muestro un mapa de cubo del cielo para obtener una iluminación difusa y especular. En este momento uso una canalización de renderizado HDR: el skybox usa 16 bits de almacenamiento. Dibujo un objetivo de rendertarget de 16 bits, luego, al final, uso un operador de mapeo de tonos para escalar los valores en el rango de 0.0 - 1.0 que se dibujará en el backbuffer.

Recientemente noté que la mayor parte de mi canalización de renderización básicamente no tenía sentido cuando quité el postprocesador de floración. En realidad, no se hace nada con los valores de rango dinámico más altos: simplemente se procesan a valores de rango dinámico más bajos en la etapa final del postprocesamiento.

¿Tendría razón al decir que también podría usar una tubería de bajo rango dinámico y mapear manualmente mis skyboxes en Photoshop? Esto haría la tubería mucho más simple. ¿Hay alguna otra razón que no sea bloom por la que podría querer tener datos HDR?

Hay muchos lugares donde HDR marca la diferencia además de proporcionar datos de origen para basar un filtro de floración. Esencialmente, cualquier lugar donde los valores de iluminación se escalen o se sumen se verá diferente, y será más realista / físicamente correcto cuando se haga en HDR.

Uno de los lugares más obvios donde importa es con las reflexiones del entorno . Como sabrán, la mayoría de los materiales no metálicos tienen una reflexión especular muy baja con una incidencia normal, como del 2% al 5%. Por lo tanto, la reflexión solo será del 2% al 5% tan brillante como el entorno que está reflejando. Si no tiene un entorno HDR (incluyendo cielo, fuentes de luz, etc., con niveles de brillo realistas), esto dará lugar a reflejos poco naturales, oscuros y deslucidos. Con un entorno HDR, el reflejo se ve natural y mantiene el contraste a pesar del bajo nivel especular general.

Aquí hay un ejemplo que rendericé usando una esfera gris con una especificación del 5% y un mapa del entorno de una de las sondas de luz HDR de Paul Debevec . No hay mapeo de tonos o floración en esta imagen.

Este problema aparece con cualquier superficie brillante; carros, ventanas de vidrio y agua son casos comunes. Puede hackear esto un poco escalando o alterando un mapa de cubos LDR, pero la ventaja de un mapa de cubos HDR es que "simplemente funciona" independientemente del material o del entorno de iluminación.

Además de los reflejos, HDR es importante solo para que la acumulación de luz funcione correctamente. Cuando tiene una escena con múltiples fuentes de luz, quizás ambientales y direccionales, o varios focos convergentes, etc., puede haber lugares donde la cantidad total de luz supera 1.0, incluso si ninguna de las luces individuales tiene un brillo superior a 1.0 . Mejora las imágenes si usa el mapeo de tonos para controlar el exceso de brillo sin problemas, en lugar de simplemente saturar a 1.0 y recortar cualquier cosa sobre eso.

Aquí hay un ejemplo de Uncharted 2 (esta imagen se puede encontrar en la diapositiva 126 de la charla de GDC de John Hable ). Como puede ver, sin mapeo de tonos, las áreas en la mejilla y la frente del personaje donde la iluminación se vuelve demasiado brillante muestran un tinte amarillo desagradable (debido a que los canales rojo y verde se saturan antes que el azul), así como la pérdida completa de detalles en el región saturada

Finalmente, un lugar más donde aparece HDR son los efectos posteriores al procesamiento, como el desenfoque de movimiento y la profundidad de campo . Aunque puede ser costoso, hacer toda su cadena de postproceso en HDR conduce a resultados mucho más realistas. Aquí hay un ejemplo de lo que sucede con el desenfoque de movimiento:

Al desenfocar, las áreas brillantes de una imagen HDR permanecerán brillantes y duras, mientras que en una imagen LDR se suavizarán y se atenuarán. Como se muestra arriba, el posprocesamiento HDR es una mejor simulación de lo que sucedería en una cámara real, por lo que se ve más "fílmico".

Entonces, hay mucho, mucho más en la iluminación y el renderizado HDR que solo florecer.