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难道当初是骗局?HDR技术早在十年前的显卡上就实现了!

2023-5-6 09:37| 发布者: 开心| 查看: 10| 评论: 0

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摘要:   现在随着越来越多HDR电视的发售,再加上PS4pro和XBOX等新一代游戏机的影响力,HDR效果成为一个越来越热的词汇出现在人们眼前。但可能很多对计算机图形技术发展有点了 ...
      现在随着越来越多HDR电视的发售,再加上PS4pro和XBOX等新一代游戏机的影响力,HDR效果成为一个越来越热的词汇出现在人们眼前。但可能很多对计算机图形技术发展有点了解的人可能会有印象,十来年前好像也有这么个玩意儿啊。
  比如以下半条命2和孤岛惊魂1这两个十多年前的游戏,当时一出都是以支持HDR技术为卖点的,只要运用完整支持DX9C的显卡就可以开启。

半条命2的高动态范围(HDR)特效

开启HDR后的效果

这是2005年的孤岛惊魂1升级HDR效果后的版本截图
  这么说的话难道当年游戏里所用的HDR是骗人的?还是说现在新电视上宣传的HDR是在炒作老概念?还有相机早就用上HDR技术了,就算在手机普通屏幕上都能看出开不开HDR拍出的照片的分别,那为啥还要买新电视才能用所谓的HDR?
  其实不然,我们可以先做以下比喻:游戏HDR模拟的是瞳孔,电视HDR模拟的是自然光源,相机HDR模拟的是脑内合成。  先说说游戏HDR。在DX9.0C出现的时候,游戏界新出现了一个HDR特效,在当年那个Demo里,美人鱼Nalu藉着2004年的NVIDIA Geforce 6800Ultra显卡,用它美丽绝伦的身姿惊爆了所有人的眼球。那么这个HDR到底是不是真的呢,答案:是

Geforce 6800Ultra显卡发布时的美人鱼演示动画
  在这之前,由于游戏显卡的运算能力不够,游戏一直都是SDR的。也就是说,超过显示设备显示能力的那部分亮度空间,根本就不包括在显卡渲染游戏时的预算内。而随着显卡浮点运算能力的提升,显卡开始有能力计算0-1000nit的整个亮度空间了,虽然因为显示设备的显示能力限制(当年可没有支持HDR的显示器),还是不能完整地展示出来,但是起码能把所有亮度细节都保留下来。于是伴随着DX9.0C的出台,HDR特效出现了。
  这个时代的HDR特效,通常多见于车开出隧道(极品9)、忽然看天或看地(老滚5)等整体环境亮度突变的场景,主要就是模拟人眼在突变的环境光下瞳孔收缩扩张的变化。但是这种HDR并没有提升屏幕显示的亮度空间,这种模仿,就好像你在用一个4:3的方显示屏在看一个21:9的带鱼图片,你需要看哪部分就把图片拽到屏幕显示的范围内。


当年第一款支持sm3.0和HDR技术的显卡——6800Ultra
当年游戏的HDR动态3D渲染有4种:

  1.FP16 HDR 即16位半精度浮点HDR,每通道16bit,速度最快,效果较差,早期支持HDR的游戏都是FP16HDR,例如上古卷轴4,孤岛惊魂1.3,英雄萨姆2等。
  2.FP24 HDR 即24位浮点HDR,每通道采用24bit。速度较快,效果比较好。比下面的FP32 HDR效果差点。
  3.FP32 HDR 即32位单精度浮点HDR,每通道32bit,速度较慢,效果比FP16和24 HDR好,对显卡运算性能要求很高,被当年大多数新游戏采用。还有一种说法是128bit HDR(32的4次方 bit)。
  5.INT HDR 即整数HDR,计算过程采用32位单精度浮点,储存采用整数。效果优于FP16 HDR和FP24HDR,但逊于FP32 HDR,速度在四者中最慢。编程很困难,只有2005年的半条命2:失落的海岸线这一款演示用的游戏采用,早就已经被淘汰了。

3Dmark 06中的HDR效果  说完了DX9.0C的HDR,下面说现在的电视HDR,随着技术的进步,现在的电视已经可以完整的支持0-1000nit亮度显示甚至更高了。要知道人眼接收光线的能力和大脑的脑内合成能力是相当牛逼的,之前区区0-300nit的显示设备完全是委屈了这套牛逼的接收设备,毫无疑问,电视的显示能力提升到0-1000nit能更接近自然光的亮度范围和人眼人脑能接收处理的亮度范围(虽然依然差得远)。

HDR电视
  所以说呢,当年游戏和硬件领域的HDR并不是骗人的,只是受限于当时的软硬件环境无法发挥出比较好的效果,真正的HDR就是从源头到显示都要是HDR的,就像十年前你游戏渲染时候是HDR效果,但你的显示不行,效果就会大打折扣。随着现在的显卡、电视的性能提升,还有游戏和片源本身的效果提升和HDR优化,HDR技术带来的效果会呈现的越来越好。

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