unity色盘的制作

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mob64ca13fe62db 2024-09-13 06:45:04

文章标签 unity色盘的制作 unity 贴图游戏引擎颜色空间 文章分类 游戏开发

Unity的gamma矫正、颜色空间及其转换的问题

1，伽马矫正
2，unity的颜色空间

2.1两种颜色空间流程
2.2pbr贴图格式
2.3手动完成空间切换
2.4升级URP后亮度不一致问题的问题

3，Linear使用gamma空间素材的透明混合问题及解决办法

3.1 使用在线性空间下制作的资源
3.2 linear空间全部取消sRGB+后处理
3.3 在gamma空间中手动实现linear的变换
3.4 直接对alpha对一个矫正
3.5 定制化管线

参考资料

做PBR时涉及到线性空间的计算，发现这里有些坑，记录一下：

1，伽马矫正

简单说下原理：

在线性空间里，伽马值是1.0；但人眼对光的感知不是线性的（对暗色调的感知度强于亮色调），如下图，颜色编码的亮度分级与人眼主观亮度感受线性对应，人们对物理线性的颜色编码做0.45次方的gamma校正，即sRGB颜色空间。「校正完成后，相当于使用了0-128的范围来表达原来与物理强度保持线性时0-55的亮度变化。」
为了让便于保存和传输的颜色编码变回物理线性的形式，以便人眼观察显示器时能得到与观察现实世界时相近的感受，因此显视器这端做了gamma2.2的变换，与gamma0.45平衡后回到了Gamma1.0的线性空间。

2，unity的颜色空间

2.1两种颜色空间流程

unity提供了两种颜色空间，Gamma Space和Linear Space

Gamma Space：不做任何gamma变换，输入sRGB即Gamma0.45空间就在Gamma0.45空间计算，输入线性就在线性计算。
Linear Space：先对sRGB格式的输入进行gamma2.2变换，将颜色数值变为线性，并在线性空间计算，输出时再进行gamma0.45变换，返回sRGB格式。「输入的color也变换，但所有alpha通道都不会变换」

Linear空间实际流程：

unity色盘的制作_游戏引擎

unity在内置管线中默认是Gamma Space，这是因为线性空间需要支持OpenGL ES 3.0，而部分手机和苹果机不支持；但在URP管线中默认是Linear Space（坑！）。
UE4默认是线性空间，2017以后maya默认线性空间，贴图软件比如sp，sd都是线性空间。

2.2pbr贴图格式

pbr固有色贴图、有颜色的贴图如自发光是sRGB的，即gamma空间
法线贴图是是线性的
其他lut和sss贴图、mask贴图、arm贴图等，如果是近年在相关dcc软件中制作的，就是线性的

2.3手动完成空间切换

由于各种问题不方便切换时，可以用Unity自带的拟合函数内部切换，能比pow快一点：

half3 LinearToGammaSpace (half3 linRGB)----拟合pow(x, 0.45)
half3 GammaToLinearSpace (half3 sRGB)----拟合pow(x, 2.2)

2.4升级URP后亮度不一致问题的问题

内置管线默认是Gamma Space，在gamma0.45空间上完成计算的，但计算球谐光照时却是线性的，见ShadeSH9函数；因此他加了一句如果是gamma颜色空间，就把数据再转到gamma0.45上，这样就导致间接光这块的光照强度部分的计算在gamma1.0空间上了。而线性空间全部在1.0空间完成，相当于
$unity色盘的制作_游戏引擎_02$