HDR 与后期处理：让画面“发光”的秘密

在屏幕上，最亮的颜色就是纯白 #ffffff。可是恒星比一张白纸亮了不知多少个数量级——如果只能用 0 到 1 表示亮度，恒星和白纸就没有区别了。这就是高动态范围（HDR）渲染要解决的问题。

在浮点缓冲里渲染

这个博客把场景渲染到一张半精度浮点的帧缓冲里。在这里，颜色值可以远大于 1：恒星表面可能是 8，吸积盘最亮处可能是 20。

<EffectComposer multisampling={8} frameBufferType={HalfFloatType}>
  {/* ... 各种后期效果 ... */}
</EffectComposer>

亮度超过阈值的像素，会被提取出来、逐级降采样模糊、再叠加回原图。于是亮的东西周围会“溢出”一圈光晕，就像相机镜头和人眼真实的表现一样。

因为是在 HDR 空间里做的，越亮的东西光晕越大——恒星的光晕远大于行星的高光，这是在 LDR 空间里做不到的。

最终显示器只能显示 0 到 1，所以需要一条曲线把 HDR 的亮度“压”回去。常见的有 Reinhard、ACES，以及这里使用的 AgX：

L_{\text{out}} = f(L_{\text{in}} \cdot \text{exposure})

AgX 的优点是在极亮处会自然地“褪色”到白色，而不是像 ACES 那样让饱和的颜色变得刺眼。蓝巨星的核心是白的，边缘才是蓝的——这正是我们想要的效果。

后期效果的顺序会显著影响结果。一个基本原则是：需要 HDR 信息的效果（泛光、体积光）放在色调映射之前，纯粹风格化的效果（颗粒、暗角）放在之后。

好的后期处理像调味料：放对了你不会注意到它，没放你会觉得少了点什么。