dmax建筑表现线性流.docVIP

Linear Work Flow 线性工作流 作者：凡子 序 Gamma的概念在我们的CG工作中很少得到重视和深入的认识，而实际上这个环节又极具意义，因为我们的工作结果总是有太多的不一样，得不到标准化的统一，所以这是我写这篇文章的主要原因，为此，我也放下了Vray全面详解的写作进度，转而把精力放在了LWF的研究中来，意在和大家共同探讨在线性工作空间进行制作的可行性和其意义，文中谈到Gamma的概念是比较抽象和相对化的，有很多相对的理论，需要读者仔细思考，当然，由于本人水平有限，错误之处在所难免，欢迎批评指正。 第一节? 颜色的真实性 我们应该感谢上帝给予了我们生活的世界众多美丽的色彩，并让我们可以用自己的肉眼以极其真实的体验来感觉它们，当然，我们并不满足于此，对于从事CG工作的我们而言，把这些丰富的色彩真实地还原到计算机图像中才是我们关心的。然而，把世界中尽乎无穷的颜色表现在计算机世界中却并不简单。 首先，物质世界的颜色是无穷连续变化的，是一个线性量，但人的眼睛对亮度的感觉却并非呈线性分布，而是呈指数分布的。人眼只是对亮度的比率敏感，而并非对亮度本身敏感，我们观察到的亮度从0.10到0.11之间的差别与0.50到0.55之间的差别是一样的。这种非线性在日常生活中很容易感觉，比如你把灯泡功率从20W调到80W再调到140W,你会发现20W到80W之 间亮度的增加比后一次调节来得更大。所以，当真实世界中线性无穷的颜色量到达人眼时，它们实际上被人眼感觉的非线性做了一次“校正”，只是这种“校正”从 某种意义上说是错误的背离真实的，但我们自身无法避免，这是人类眼睛的特质，没有办法，所以我们只能对源色彩向相反的方向进行指数校正（也就是让颜色不呈 线性分布，而呈指数分布），来让我们觉得亮度分布均匀。 上面的论述所提出的校正，基于这样一个事实，我们真实的源是真实世界中的颜色，这是标准，我们所做的校正，是让眼睛看到的东西尽可能贴尽真实世界。 然而，把情况放到实际CG应用中来，就有更多变化： 一、没有人关心也没有人知道源世界真实颜色到底应该是什么样，我们所提及的真实颜色，都是在眼睛看到以后的结果，所以，我们在CG制作中，真实的标准是眼睛看到真实世界后的结果。 二、CG制作中颜色的变化和失真发生在多个环节： 1.? 从真实世界采样信息到计算机过程中的失真 2.? 从计算机软件中制作生成的格式转换中的失真 3.? 从计算机数字化图像到物理显示设备转换中的失真 所以我们的校正也要针对不同情况，考虑的问题更多。 在一般情况下，CG制 作主要分为两种情况，一种是完全的数字化从无到有的创作过程（比如你在三维软件中从无到有建模，打灯光，渲染输出），另一种需要对现实世界采集信息并加工 处理（比如你用一台单反胶片或数码相机拍下一张照片并导入到计算机中来进行处理，此后有可能拿到三维软件中作为一张贴图来使用），就第一种情况而言，因为 不需要从现实环境中采样数据，所以我只需考虑失真的后两种情况，即制作生成的格式转换中的失真和数字化图像和物理显示设备之间的转换失真。 ?第二节? Gamma和Gamma的问题 设想一下，当我们开始用电脑制作某CG内容时，我们首先是通过电脑显示器来与应用程序之间发生交互和信息交换的，如果显示器本身不能很好的还原数字化内容本身的真实颜色，也不能准确显示标准的颜色，那么这就意味着，只要你开始选择一个颜色，就是错误的。然后接下来不管怎么样都会是错误的。 这样，我们就得明白一个问题，显示器为什么会失真，我们如何校正？ 拿CRT显示器来说，显示器的亮度变化是因为其输入电压发生变化，但是由于输入电压的变化函数和亮度的变化关系是不成正比的，这就存在了失真。 说 得通俗点就是，当显示器要表现一数字化图像内容时，假如我们这时把这个内容看成是一个线性连续量，这时显示器的电压变化就不能很好的表现这个连续量，就出 现了失真。换句话说，我们可以这样理解，显示器在显示那个数字化内容时，做了一个不正确的校正，非常巧合的，这个校正的函数关系也是指数关系。工业上我们 一般把显示器的这种错误校正或者说失真度，用一个参数来衡量，那就是Gamma。 如果我们把显示设备要显示的原始数据称之为输入(Input)，把原始数据通过显示设备后显示出来的结果称之为(Output)，那么它们之间的关系实际就是： Output=InputGamma 不难发现，这就是一个指数关系，而输出的结果，实际上就是给输入做了一个gamma值大小的指数级映射变化，Gamma，也就是衡量了这个指数变化的程度，当Gamma为1时，也就是Output=Input，因此，如果Gamma值为1就意味着不发生改变，或不校正，不失真，输入和输出相等，而Gamma值越大时，失真也就越大。 事实上，不同的CRT显示器其失真度都