Gamma校正详解
Gamma校正详解
首先，物理上灰度的变化是平滑的，两倍的光子就产生两倍的灰度变化，是线性的，但是在人眼中就不同了，人眼对暗部更加敏感，是非线性的
打个比方就是在暗处 0.5 倍的物理光子变化，在人眼中可能变化了 2-3 倍，而在亮处，要让人感到 2 倍的亮度变化，光子可能需要增加 3-4 倍
如上图，线性空间（物理空间）中的 0.2 在人看来就是美术意义上的中灰
简易的一个例子
假设自然界中一个 0.218 的灰度，在人眼中就是 0.5
用相机等光学元件记录时，记录的就是 0.218（大多数数码相机以线性方式记录光线）
经过 gamma 校正（gamma 编码），0.218 通过传递函数以 0.5 存储在硬盘中（这一步在现实中，由绘图软件本身做了，存储在 jpg 等格式的文件中）
显示时经 gamma2.2 压暗，以 0.218 的光显示，人眼中就是 0.5，和最开始直接观察一致
- 如果不校正直接存储在硬盘中，经过 gamma2.2 的压暗输出 0.035，人眼中就是 0.218，结果我们直接看到了线性空间，就是图一的第二行，导致图片的视觉效果非常亮，而且在人眼中的黑到灰被压缩到了 0.0-0.2，图片的暗部没有细节，而且从黑到白的过度非常生硬有跳跃感，下面是在 unity 中做的效果
左图Gamma校正，右图无Gamma校正，灰色过度几乎没了，由于只是简单的光照模型没用贴图，所以不能直观感受暗部的细节缺失
sRGB 贴图过曝问题
sRGB空间 在内存中就是 1/2.2的伽马编码，非线性的编码
当我们在渲染器中使用gamma校正后，就是对原图又进行了一次亮度提升，特别明显的是超出 1.0 的部分被截断在 1 导致大量的纯白
另一个就是混合操作时，直接拿非线性编码混合就出问题了，需要转换到线性空间下再参与计算
1 | float gamma = 2.2; |
并非所有纹理实际上都在 sRGB 空间中。用于为对象着色的纹理（如漫反射纹理）几乎总是在 sRGB 空间中。用于检索光照参数的纹理（如镜面反射贴图和法线贴图）几乎总是在线性空间中
光照衰减
由于 gamma 校正的影响
一句话总结：线性空间用线性，伽马空间用物理方程
线性空间中用经验方程
$$
线性空间中的变化\frac{1}{D}
$$
$$
经过显示gamma后，显示亮度为\left(\frac{1}{D}\right)^{2.2}=\frac{1}{D^{2.2}}，差不多2次幂
$$
unity对sRGB图像的处理
贴图选项勾选 sRGB 在采样时就将伽马空间中的数值转到线性空间中了（重校），经过着色器操作，最后输出到屏幕之前通过 sRGB Frame Buffer 进行 gamma 校正以平衡显示器的显示gamma
