Добрый день. Я занимаюсь web-разработкой и почти всем, что с этим связано.

Tone Mapping

Во время визуализации LuxRender вычисляет яркость изображения с помощью физических величин. Как правило, контраст между яркими и тёмными участками рассчитанного изображения больше, чем может отобразить монитор. Поэтому рассчитанные значения должны быть преобразованы. Это и есть тональное отображение.

В LuxRender настройки тонального отображения могут меняться во время визуализации.

Движки тонального отображения

На время написания в LuxRender 1.3 есть следующие движки: Reinhard/non-Linear, Linear, Contrast, MaxWhite, Auto Linear, False Colors.

Reinhard/non-Linear

Оператор тонального отображения (дальше — тонмаппер) Reinhard был разработан Эриком Райнхартом (Erik Reinhard), Майком Старком (Mike Stark), Питером Ширли (Peter Shirley) и Джеймсом Ферверда (James Ferwerda). Этот алгоритм создан для преобразования большого диапазона яркостей в небольшой диапазон для отображения на мониторах или печати.

Он основан на зонной теории Адамса. Если вкратце, то светлые части изображения делаются темнее, тёмные — светлее, пока не будет достигнут баланс.

Prescale

Эта настройка управляет яркостью тёмных областей (теней) изображения. Увеличение её значения осветляет тени. Как только она достигает определённой точки, она начинает сжимать динамический диапазон в середине всего диапазона, что может влиять на контрастность сцены, то есть установка на 8.0 сильно сжимает динамический диапазон, поэтому изображение пожет получиться очень серым и размытым. Prescale связан с параметром «burn». Один влияет на другой.

Postscale

Этот параметр работает отдельно от остальных двух и управляет яркостью сцены масштабированием яркости изображения (перемещение гистограммы влево или вправо). Например, значение параметра в 8 даст очень яркое изображение, 0.1 — очень тёмное.

Burn

Эта настройка влияет на яркость светлых областей изображения относительно темных областей. Увеличение делает их более тусклыми. Она делает это путём масштабирования изображения (прокрутка гистограммы влево). Тем не менее, в отличие от «postscale», когда гистограмма достигает той же точки, где гистограмма начинает сжимать его сжимает к темной стороне гистограммы, а не к середине. Тем не менее, в отличие от «Postscale», когда гистограмма достигает той же точки, где гистограмма начинает сжиматься, она сжимается к тёмной стороне гистограммы, а не к середине.

Параметры «Prescale» и «Burn» взаимосвязаны; области, на которые они влияют, перекрываются. Вы можете использовать «Postscale» для получения хорошего, даже выдержанного, изображения. Здесь может помочь гистограмма, просто проверьте, что главная кривая в основном находится между двумя вертикальными линиями. После центрирования вы можете использовать «prescale» и «burn» для получения приемлемой выдержки.

Примеры
Two balanced ИС using the linear tonemapper with the following settings: Sensitivity = 100, Exposure = 0.0625, F/stop = 2.8, Gamma = 1.0
Two light sources, shelf light at 10x gain, using the linear tonemapper with the following settings: Sensitivity = 100, Exposure = 0.0625, F/stop = 2.8, Gamma = 1.0
Two balanced light sources. Reinhard tonemapper using default settings: Prescale = 1.0, Postscale = 1.2, Burn = 6.0
Два ИС, shelf light at 10x gain, используется Reinhard с настройками по умолчанию: Prescale = 1.0, Postscale = 1.2, Burn = 6.0. Note how the highlight from the other light source on the teapot is muted to compensate for the overly bright shelf light while using the default settings.
Linear

Настройки тонмаппера «Linear» основаны на реальной камере и настройках плёнки. Этот тонмаппер не является адаптивным к яркости (brightness-adaptive), что может быть использовано в анимации для избежания мерцания. Такой же эффект был бы при отключенной автоэкспозиции.

Sensitivity (ISO)

Чувствительность напрямую связана с настройкой ISO или светочувствительностью фотоматериалов. Значения чувствительности напрямую кореллируют с настройками ISO. With relation to film speed, ISO 25 film is very slow due to it's low sensitivity to light and will require higher exposure times, where as a faster/more sensitive ISO 800 film will require a much shorter exposure time. ISO or sensitivity stops are easy to remember, they are 25, 50, 100, 200, 400, 800, 1600, etc. Thus, 200 is twice as much light as 100 and 50 is half as much as 100. The linear tone mapping presets in LuxRender are broken into "third-stops", hence 100, 125, 160, 200 etc. Each one of these is one third of one stop. It is important to understand that in LuxRender the sensitivity setting is extraneous because the amount of noise in the final image is determined entirely by the number of samples per pixel. In the real world, photographers shoot at the lowest possible ISO to reduce noise, unless noise is a desired quality for the image.

Exposure

Настройка экспозиции напрямую относится к скорости затвора камеры или её времени затвора. The shutter-speed stops are easy to calculate and remember. 1/2 second is going to yield half as much light as 1 second. Likewise, 2 seconds will yield twice as much light as 1 second. One stop of sensitivity can be exchanged for one stop of shutter speed and achieve the same exposure. For example ISO 100 @ 1/125 of a second will achieve the same exposure as ISO 200 for 1/250 of a second. When lighting your scene with a sun lamp, you can consider using the Sunny 16 rule. This rule states that on a sunny day you can use ISO 100 film with an f/stop of 16 (f/16) and an exposure time of 1/100th of a second or the reciprocal if the ISO speed (ISO 400 and 1/400th of a second). The numeric value for exposure in the luxrender scene file (lxs file) is a decimal representation of the shutter speed. ex. To set a shutter speed of 1/125th of a second you would divide 1 by 125 which equals 0.008.

f/stop

The f/stop, или F-number. f/stops are dimensionless numbers, so they don't directly reveal the diameter of the aperture. Rather, f/stop is a function of the focal length of the lens over the aperture diameter. f/stops simply have to be memorized. They are 1.4, 2, 2.8, 4, 5.6, 8, 11, 16, 22, 32, etc. Just like for shutter speed and ISO, there are third stops in between these full stops. f/2 will yield twice as much light as f/2.8, and f/4 will yield half as much light as f/2.8. The smaller the f-number the wider the aperature, and the more light is transmitted to the film.

Depth of Field (Глубина резкости)

Though Depth of field is not a setting inside of the Tone Mapping panel, f/stop is related to aperture diameter, and aperture diameter determines depth of field, so it is important to understand how one effects the other. As f/stop is focal length over aperture, if the calculation is reversed the aperture diameter will be revealed. Shooting with a 100 mm lens at an f/stop of 2.8 will give an aperture of 35.7 mm. If shooting with a 50 mm lens at 2.8, the aperture diameter will be 17.8 mm, and thus a deeper depth of field as the aperture is smaller. Both lenses are at an f/stop of 2.8 so they are allowing the same amount of light to reach the film plane. If the photographer wanted identical depths of field on the 50 mm lens as was achieve on the 100 mm lens @ f/2.8, the 50 mm lens would have to have a 35.7 mm aperture, which would be an f/stop of 1.4. The lens is now letting in two stops, or four times more light than when shooting @ f/2.8, so either ISO or shutter speed, or both, would need to be adjusted down two stops, to allow 1/4 as much light to the film plane, achieving the same exposure. Focus distance (different than focal length) is very important in determining depth of field. In the above example, the focus distance to the subject for both the 100 mm and 50 mm lenses would have to be identical. Changing the F/stop setting inside the Tone Mapping panel in LuxRender will only effect overall exposure, and will not change the actual depth of field of the rendered image. To affect the depth of field in the render, the f/stop setting must be set inside of your exporter. If you built your scene to scale, and have set a camera preset, you can use a DOF calculator to determine depth of field before rendering.

Gamma

This setting scales the final result to match the specified camera settings at the gamma setting specified in the Gamma and Film Response panel.

Фотографы обычно устанавливают скорость затвора для нужного количества размытия в движении, диафрагму для нужного количества глубиной резкости, а затем либо использовать нейтральные фильтры, свет, стробоскопы, и / или настроить ISO для достижения правильной экспозиции. If they fail to achieve desired expose by these means, they make concessions with shutter speed and f/stop.

Auto Linear

Auto Linear работает так же, как и Linear, но настраивается только автоматически. Хорошо подходит для тестовой визуализации, когда свет ещё не настроен.

Contrast

The "contrast" tone mapping process maps visible differences in calculated luminance into visible contrast in the resulting image. Just like the "maximum to white" tone mapper, this process is applied to the image as a whole. Therefore, this process will be less successful if the brightness varies a lot on different parts of the image.

Значение «world adaption luminance» влияет на общую яркость конечного изображения.

Maximum to White (max white)

The "maximum to white" tone mapping process is the most simple tone mapping process available: it will check for the brightest pixel in the image and consider this white. All other pixels are scaled relative to this pixel.

This process works well on images with limited contrast, but if the view contains a very bright object, the rest of the image will appear too dark.

Clamp Method

Отвечает за то, что LuxRender будет делать со значениями, которые не могут быть отображены на итоговом изображении с низким диапазоном.

Preserve Luminosity (lum)

In this mode, LuxRender will attempt to keep general light intensity the same by making bright areas to clip to white, regardless of actual color.

Preserve Hue (hue)

In this mode, LuxRender will attempt to preserve the color of bright objects. Once one channel of a pixel clips (reaches RGB 255) the other 2 channels will be locked for that pixel so that they are unable to change proportionately to the clipped channel. This will prevent bright areas from clipping to white or starting to change hue, which is what is usually done in drawings, and often what we see due to the high dynamic range of the human eye. However, this can also give highlights a strange "compressed" appearance.

Clip Individually (cut)

This will allow each channel to clip indepently of the others. This will cause colors to change hue or desaturate as their brightness approaches the maximum the image will allow. This is not a visually pleasant effect, however, it is how digital cameras behave, so this can be desireable from a realism standpoint.

White Point

The white point setting serves to define the color "white" in a given render. This gives you the ability to adapt to different lighting situations.

For instance, outdoor (sunlight) shots typically need the white point set to 6500 deg. kelvin (blackbody temperature). This is often referred to as D6500, the D stands for daylight.

With a properly lit indoor scene that uses incandescent lights. The white point should be set to approximately 2700–3300 deg. kelvin. Now if you want to simulate a camera set to the wrong white point then set it to D6500. Изображение будет выглядеть немного оранжевой, but it will be accurate.

False Colors

Он просто преобразует изображение в псевдоцвета, соответствующие интенсивности светового потока

Color Space

Когда LuxRender рассчитывает изображение, он записывает последовательность линейных значений для цвета каждого пикселя. К сожалению, эти линейные значения не могут быть отображены «как есть» на мониторе. И для конвертирования этих значений в RGB-цвета LuxRender должен использовать один из нескольких цветовых пространств. Каждое цветовое пространство по-разному преобразует линейные значения в RGB, поэтому результат тоже разный. Для компьютеров самым реалистичным считается sRGB-HDTV.

Adobe RGB 1998 color space
Apple RGB color space
CIE E color space
NTSC 1953 color space
NTSC 1979 color space
PAL/SECAM color space
ROMM RGB color space
sRGB-HDTV color space
Gamma и Film Response (Гамма и симуляция фотоплёнки)

Gamma используется для коррекции вашего экрана во время просмотра изображения на вашем мониторе в LuxRender. Это важная часть linear workflow (линейного порядка). Этот слайдер всегда должен быть меньше, чем 2.2, если у вас нет особых причин для использования большего значения.

Film Response загружает цветовые профили с различными настройками камеры и плёнки. Плёночные и цифровые камеры в основном не имеют линейной чувствительности к свету, что сказывается на изображении — оно кажется скучным и стерильно-чистым. Профили Film response будут компенсировать чувствительность к свету во время тонального отображения, чтобы получить более приятное и контрастное изображение. Это поможет уменьшить стерильность и скучность.

Histogram (Гистограмма)

Гистограмма — это инструмент для анализа результата тонального отображения. На ней схематически изображено, как пиксели различной яркости распределены по изображению.

Гистограмма разделена на три части двумя вертикальными линиями. Внизу есть чёрно-белый градиент. Высота диаграммы показывает, сколько пикселей имеют яркость, соответствующую яркости градиента.

Любое значение слева от первой линии показывает распределение полностью чёрных пикселей, справа от второй линии — полностью белых. Обычно, чтобы получить изображение с правильным значением экспозиции, диаграмма должна быть между обоими разделительными линиями. Вовсе не обязательно, чтобы изображение было именно между двумя линиями. Если в сцене есть очень яркий объект, например, лампа, она может выглядеть тускло.

Гистограмма
Гистограмма

Комментарии