纯色上的 OpenGL 着色器伽玛答案

【问题标题】：OpenGL shader gamma on solid color纯色上的 OpenGL 着色器伽玛
【发布时间】：2017-11-10 14:14:28
【问题描述】：

我想在我的 OpenGL 3D 渲染器上实现 gamma 校正，我知道它与 sRGB 中加载的纹理绝对相关，所以我这样做：

vec4 texColor;
texColor = texture(src_tex_unit0, texCoordVarying);
texColor = vec4(pow(texColor.rgb,vec3(2.2)),1.0);
vec4 colorPreGamma = texColor * (vec4(ambient,1.0) + vec4(diffuse,1.0));
fragColor =  vec4(pow(colorPreGamma.rgb, vec3(1.0/gamma)),1.0);

但我的问题是关于纯色的，当我想要照亮的 3D 对象的表面没有纹理，而只是由每个顶点的 RGB 值着色时。在这种情况下，我是否必须在线性空间中转换我的颜色，然后在光照操作之后，像我对纹理所做的那样转换回伽马空间？

这适用于我的灯是彩色的吗？

【问题讨论】：

如果您使用的是非古代硬件，硬件可以为您进行转换（从纹理读取和写入帧缓冲区）。它不仅更快，而且更正确（纹理过滤将正确完成。另外，sRGB 转换比 pow 稍微复杂一点）。关于您的问题：这取决于您的颜色所在的颜色空间。如果它们是 sRGB，那么您必须进行转换。

标签： c++ opengl shader fragment-shader

【解决方案1】：

在这种情况下，我是否必须在线性空间中转换我的颜色，然后在光照操作之后，像我对纹理一样转换回伽马空间？

这取决于：您的颜色在哪个色彩空间中？

您没有进行此更正，因为它们来自哪里；你这样做是因为颜色实际上是什么。如果该值不是线性的，那么无论它来自何处，都必须在使用之前对其进行线性化。

你最终要负责把那个颜色放在那里。因此，您必须知道该颜色是在线性 RGB 还是 sRGB 颜色空间中。如果颜色不是线性的，那么您必须先对其进行线性化，然后才能从中获得有意义的数字。

【讨论】：

尼科尔，感谢您的回复。老实说，我真的不知道我发送到着色器的颜色是在 sRGB 还是 RGB 颜色空间中，对我来说，我只是发送用 0.0 到 1.0 之间的三个浮点数编码的颜色。你能解释一下如何知道我在什么颜色空间工作吗？
@Poulp：你的颜色的起源是什么？它们来自某些 3D 建模器吗？或者你只是在代码中设置它们？
@Poulp：你为什么选择那个特别的颜色？这些颜色值是从哪里来的？这就是问题所在。
尼科尔，你这个问题是对的。事实上，这些颜色来自我屏幕上的颜色选择......所以我的颜色在伽马空间中。我做了一个小测试来检查：纹理一半的盒子带有来自 128 灰色的 photoshop 的 jpg 纹理，一半的立方体用 vec3(0.5,0.5,0.5) 着色，立方体的两半是渲染时颜色完全相同。

【解决方案2】：

在 OpenGL 中，颜色数据和其他类型的数据之间没有太大区别：如果您有 vec3，您可以使用 .xyz 或 .rgb 访问组件。都是数据。

所以问问自己这个问题：“我是否必须对顶点着色器中的顶点位置进行伽玛校正？”

当然不是，因为您的顶点位置已经在线性空间中。因此，如果您在线性空间中同样设置顶点颜色，则无需进行 gamma 校正。

换句话说，您是否将vec3(0.5, 0.5, 0.5) 想象为介于黑白之间视觉上的灰色？然后你需要伽玛校正。

您是否认为它是数学上介于黑白之间的（就可测量的光强度而言）？那么它已经是线性的了。

【讨论】：

Max，谢谢你的回复，我开始明白你的意思了！实际上，当我想将颜色设置为 vec3(0.5, 0.5, 0.5) 时，我的意思是我想要一种在视觉上介于黑白之间的灰色。这也适用于光吗？例如，如果我想要红色和深色之间的光，我是否必须将颜色设置为 vec3(0.5,0.0,0.0)，然后在进行着色计算之前对其进行线性化？
你不必“必须”做任何一个。这是你的选择，只要你保持一致。将所有颜色设为线性将使您的着色器代码更简单，但可能更难从数字中看到颜色/光线的强度。如果您选择非线性颜色，反之亦然。
@Poulp：“例如，如果我想要红色和黑暗之间的光”没有这样的事情。这将预设一个最大的光强度（即最大的“红色”），这在现实世界中并不存在。
再次，非常感谢您的帮助，很抱歉这对我来说很难理解（我已经阅读了很多文章）。我不明白如何使我的所有颜色都为线性或所有颜色为非线性，对我来说，当它为 0.0 时它只是一个 vec3，没有颜色（或没有光），0.5 它介于全黑和全彩之间（或在无光和全光之间），1.0 它是全彩色（或全光）。如果你有一些例子，它可能真的很棒！
@Poulp 检查这篇维基百科文章en.wikipedia.org/wiki/… 只有一条规则：在片段着色器中使用之前，所有颜色都应该是线性的。你可以控制颜色的来源（从纹理采样，直接加载到顶点属性等），因此你可以控制颜色是否经过伽马校正与否。