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HDR贴图在三维场景中的应用流程吴小武HDR贴图含义及在三维动画中的用途HDR是High-Dynamic Range的缩写，即高动态范围。高动态范围是指设备在不损失暗部和高光部分细节的情况下，记录的场景从黑暗到最亮之间的接近真实的亮度范围。普通的图形文件是8位，每个象素只有0 255的灰度范围，图片亮度等级在256个灰度单位以内。比如，一张普通的照片中如果有太阳和白云，那么太阳和白云在照片中呈现的是同样的亮度纯白色，而太阳和白云的实际亮度差别是非常大的。可见，普通的图形文件格式，远远没有纪录到现实场景真实的亮度关系。而HDR图片则是通过对场景的同一角度按一定的曝光差进行多次曝光，得到的各个分段的亮度图像信息，经过合成软件合成后得到的32位宽动态范围图像，它的每一个像素除了普通的RGB信息，还有该点的实际亮度信息，亮度等级是几十亿，需要调整Exposure（曝光）值，才能看到整个图的各个断的细节。所记录的细节信息量接近于人的眼睛所能看到的真实景象，这是普通图像所无法企及的。因此，将其应用于三维动画和三维游戏、影视、广告等领域作为渲染场景环境和光照的贴图，大大的提高了场景的细节真实度，也大大减轻了三维场景设计的工作量，大大缩减了制作成本。如何制作HDR贴图一， 拍摄原始照片素材为了尽可能保留场景中丰富的细节，制作一张HDR贴图最好拍摄5到7张同样场景、不同曝光的照片进行合成。至于调整曝光的方法，如果采用调整光圈的方法，景深就会有变化；如果调整ISO，高ISO又会产生很多噪点。所以应该选择改变快门速度的方法调整曝光。调整快门速度，有两种方法：第一种可以调到快门优先模式下，使用自动包围曝光；第二种是进入手动控制模式，就不必进入菜单进行各种设置，可以更快更准。以1 EV曝光差拍摄5张至7张。最好使用手动对焦，以免焦点改变。将ISO设置到最低，同时将光圈调到最大。最好使用三脚架并且用快门线或无线遥控拍摄。格式用RAW，这样可以保留细节。要制作一张全景的HDR贴图，需要将周围360度分成8个等份，向8个方向用鱼眼镜头分别拍摄5张至7张以1 EV曝光差曝光的RAW照片。二， 合成HDR图片得到不同曝光的图片以后，再用能制作HDR的软件合成，这类软件有十几款，如Artizen HDR、Dynamic-Photo HDR、easyHDR、Essential HDR、HDR Darkroom、HDR PhotoStudio、HDRShop、Photomatix Pro、Photoshop等等，通常流行的是用Photomatix和Photoshop来合成，我经过比较，觉得还是Photoshop的效果最好。下面分别介绍一下这两个软件的合成步骤：Photomatix合成步骤：打开软件后，先点击Generate HDR image导入RAW图片，勾选Align source images(对齐多张图片),一般选择“By matching features(通过匹配特征)”。这样会使多张照片根据特征对齐。 “Reduce chromatic aberrations（减少色差）”与“Reduce Noise（减少噪点）”对于RAW格式，可以不勾选。接下来的部分是“Attempt to reduce ghosting artifacts(尝试减少人造鬼影)”，如果场景中有移动的物体可以勾选这个选项，如果没有，不要勾选，否则图像会过分锐化。剩下的选项保持默认就可以， 然后点击面板上的“OK”， Photomatix就会把RAW文件处理为32位HDR图像。因为一般的显示器并不能显示32位的HDR图像，所以要借助像HDRView这样的专门的HDR浏览器来观看效果。Photoshop合成步骤：打开Photoshop，在“文件”菜单中，点击“自动”“合并到HDR”，导入RAW图片，将左下角“尝试自动对齐源图像”勾选上，点击“确定”即得到32位HDR图像。这样，依次将8个方向的RAW图片合成为8张HDR图像。三， 制作HDR贴图打开HDRshop，在“文件”菜单中打开合成的HDR图像，在“图像”菜单中点击“全景”“全景转化”，在“目标图像”的格式栏，选择“纬度/经度”，设置好宽和高。单击“OK”,这样就得到了一张长方形展开的HDR图像。分别将另外7张HDR图像作同样处理，得到8张8个方向的展开的HDR图像。将这8张HDR图像在photoshop中进行对位拼接，并利用“调整图层”中的“曝光度”和“照片滤镜”对图像进行微调。最终得到一张全景的HDR贴图。三维动画场景制作中如何运用HDR一， 建立HDR贴图照明环境打开Maya,导入模型，在“渲染设置”中切换到mental ray渲染，在Environment中，点击Image Based Lighting后边的Create按钮，在创建的环境球的图像文件夹中导入“全景HDR贴图”。在Final Gathering中勾选Final Gathering。在Render Options中，取消“普通灯光照明”二， 创建材质在Hypershade中创建blinn材质球，将其赋给金属物体。将其Raflectivity值调至最大，Diffuse调为0，此时渲染，可见金属对环境的反射已经很不错。再创建一个blinn材质球，将其赋给塑料物体，将其Raflectivity值调小，渲染可见材质对环境的反射已经基本建立。试着在“渲染设置”面板的Final GatheringQuality中，将Filter值调大为2，渲染可见材质反射增加了不少细节。将Raytrace/Scanline Quality中的Max Sample Level（最高采样级别）值调大为2，这是处理图像时每个像素使用的对象特定的最大采样数。该值不能超过全局最高采样级别值，超过的部分无效。渲染可见材质反射更加细腻。但是反射中的最亮部分和最暗部分的比例太大，亮的部分太亮暗的部分太暗，需要做调整。在mentalry的Lenses中，创建一个mia_exposure_simple节点，使用该节点可以将对比度超大的图像转化为标准图像，以适应