opengl - sRGB纹理。这样对吗？

Question

最近，我一直在阅读有关sRGB格式的信息，以及它们如何使硬件自动对典型显示器进行色彩校正。作为阅读的一部分，我看到您可以使用普通纹理和返回结果上的pow函数来模拟此步骤。

无论如何，我想问两个问题，因为我以前从未使用过此功能。首先，任何人都可以从我的屏幕快照中确认这是您期望看到的吗？左图为普通RGBA，右图为sRGB目标。场景中没有环境照明，并且模型是沼泽标准Phong（灯光是聚光灯）。



我想问的第二个问题是，硬件实际上在什么时候进行了校正？例如，我正在将帧写入FBO，然后稍后使用FBO颜色缓冲区将屏幕大小的四边形渲染到后缓冲区（我打算很快切换到延迟着色）。我应该使用附加到FBO的sRGB纹理，还是只需要指定sRGB纹理作为后缓冲目标？如果您使用的是sRGB，则所有纹理资源都应该是sRGB吗？

Answer 1

注意：以下讨论假定您了解sRGB颜色空间是什么，伽玛校正是什么，线性RGB颜色空间是什么，等等。这主要集中在该技术的OpenGL实现上。

如果您想深入讨论这些主题，建议您参考我的HDR/Gamma correction教程（以了解线性色彩空间和伽玛）以及sRGB images and how they handle gamma correction的教程。


首先，任何人都可以从我的屏幕快照中确认这是您期望看到的吗？


我不确定我是否理解您的意思。如果您应用适当的伽玛校正（这是sRGB或多或少的功能），通常会在图像的较暗区域获得更多细节，并获得“较亮”的结果。

但是，正确的思考方法是，在进行正确的伽玛校正之前，所有图像都是错误的。您的图像太暗了，伽马校正现在使它们具有适当的亮度。您对事物应该是什么颜色以及应该如何发出明亮的灯光的每一个决定都是错误的。


我想问的第二个问题是，硬件实际上在什么时候进行了校正？


与您继续介绍封面的“例如”部分相比，这是一个非常不同的问题。

sRGB图像（请记住：纹理包含图像，但是帧缓冲区也可以包含图像）可以在以下上下文中使用：


将数据从用户直接传输到图像（例如，使用glTexSubImage2D等）。 OpenGL假定您提供的数据已经在sRGB色彩空间中。因此，上传数据时不会翻译数据。这样做是因为这是最有意义的：通常，从艺术家那里获得的任何图像都将位于sRGB色彩空间中，除非该艺术家竭尽全力将其置于其他色彩空间中。实际上，每个图像编辑器都可以直接在sRGB中工作。
通过采样器读取着色器中的值（即：访问纹理）。这也很简单。 OpenGL知道图像中的纹理元素数据位于sRGB色彩空间中。 OpenGL假定着色器需要线性RGB颜色数据。因此，所有使用sRGB image format从纹理采样的尝试都会导致sRGB-> lRGB转换。顺便说一句，这是免费的。

从好的方面来说，如果您拥有支持GL 3.x +的硬件，则几乎可以肯定会在有意义的线性色彩空间中进行过滤。 sRGB是非线性色彩空间，因此sRGB值的线性插值始终是错误的。
将片段着色器输出的值存储到帧缓冲区图像。这是有点复杂的地方。即使您要渲染的帧缓冲图像位于sRGB色彩空间中，也不足以强制转换。您必须明确glEnable(GL_FRAMEBUFFER_SRGB);这告诉OpenGL，您从片段着色器写入的值是线性色彩空间值。因此，OpenGL将它们存储在图像中时需要将它们转换为sRGB。

同样，如果您拥有GL 3.x +硬件，则几乎可以肯定会在线性色彩空间中进行混合。也就是说，OpenGL将从帧缓冲区读取sRGB值，将其转换为线性RGB值，将其与传入的线性RGB值（您从着色器写入的值）混合，将混合后的值转换为sRGB色彩空间并存储它。再次，这就是您想要的；在sRGB色彩空间中混合总是不好的。


现在我们已经了解了，让我们来看您的示例。


例如，我正在将帧写入FBO，然后稍后使用FBO颜色缓冲区将屏幕大小的四边形渲染到后缓冲区（我打算很快切换到延迟着色）。


问题在于您没有问正确的问题。您需要牢记的是这个问题，尤其是在进入延迟渲染时：

这是线性RGB吗？

通常，您应该尽可能避免将任何中间数据存储在伽马正确的空间中。因此，任何中间缓冲区（即，您在其中积累灯光的位置）都不应是sRGB。

这与转换的成本无关；这真的是关于你在做什么。如果要进行延迟渲染，则可能还要进行HDR照明等等。因此，您的光累积缓冲区需要为浮点数。浮动缓冲区始终是线性的；没有任何理由使它们不线性。

如果要利用免费的伽玛校正（并且可以这样做），则最终图像（默认帧缓冲区）必须为sRGB。如果您在HDR浮动缓冲区中进行所有工作，然后将结果色调映射为最终显示，则应将其写入sRGB图像。