Что такое гамма в играх

Что такое гамма в играх

, не забудьте включить «консоль разработчика» в настройках игры):

Также можете ввести такой бинд для переключения гаммы на кнопку «L»:

Для того, чтобы эти команды не пришлось вводить при каждом входе в игру сделаем так:

1) Создаём файл gamma.cfg в папке с конфигами и вводим в него нужные команды

На скриншоте виден путь до файла и 4 команды, написанные до этого в гайде.

2) Заходим в настройки игры (Правый клик по названию игры в библиотеке → Свойства), нажимаем кнопку «Установить параметры запуска» и вводим:

Теперь эти настройки будут автоматически применяться при входе в игру, и нам не пришлось редактировать config.cfg.

Вот так выглядит игра на дефолтных настройках, и так её захватывают все программы:

А вот так она выглядит с настройкой гаммы (я не смог заскринить никакой программой, т.к. это настройка ЭКРАНА, так что вот вам хреновенькое фото с телефона)

Оценивай гайд, добавляй в избранное, если хочешь ещё полезных гайдов по Insurgency!

Источник

Урок №31. Гамма-коррекция в OpenGL

Обновл. 30 Окт 2021 |

На этом уроке мы рассмотрим, что такое гамма и гамма-коррекция в OpenGL.

Гамма

Верхняя строка выглядит как корректная, с точки зрения восприятия человеческим глазом, шкала яркости. Удвоение яркости (например, от 0.1 до 0.2 ) действительно представляется так, как будто оно в два раза ярче, с хорошо видимыми последовательными различиями. Однако, когда мы говорим о физической яркости света, например, о количестве фотонов, испускаемых источником света, то физически правильную яркость отображает именно нижняя шкала. Но поскольку наши органы зрения воспринимают яркость по-разному (более восприимчивы к изменениям темных цветов), то это выглядит странно.

Так как человеческие глаза предпочитают воспринимать цвета яркости в соответствии с верхней шкалой, то мониторы (до сих пор) используют определенное соотношение мощности для отображения выходных цветов так, что яркость исходных физических цветов сопоставляется с нелинейными цветами яркости в верхней шкале.

Данное нелинейное сопоставление действительно дает более приятные результаты яркости для нас, но когда дело доходит до рендеринга графики, появляется одна проблема: все параметры цвета и яркости, которые мы настраиваем в наших приложениях, зависят от того, что мы видим на экране монитора, и поэтому все параметры яркости/цвета на самом деле являются нелинейными. Взгляните на следующий график:

До этого урока мы предполагали, что находимся в линейном пространстве, но на самом деле мы работали в отображаемом пространстве монитора, поэтому все переменные цвета и освещения, которые мы настроили, не были физически корректными, а просто выглядели таковыми именно на нашем мониторе. По этой причине мы (и художники в том числе) обычно устанавливаем значения освещения намного ярче, чем они должны быть (так как монитор затемняет их), что в результате делает большинство линейных пространственных вычислений некорректными. Обратите внимание, что монитор (ЭЛТ) и линейный график начинаются и заканчиваются в идентичных позициях; промежуточные значения между ними затемняются.

Поскольку настройка цветов происходит в зависимости от того, какая картинка отображается на экране монитора, то все промежуточные вычисления (освещения) в линейном пространстве не являются физически корректными. Это становится все более очевидным при использовании более продвинутых алгоритмов освещения — пример этого вы можете видеть на следующем рисунке:

Вы можете видеть, что с гамма-коррекцией (обновленные) значения цвета куда лучше сочетаются друг с другом, а более темные области теперь отображают гораздо больше деталей. В итоге, при помощи нескольких небольших модификаций, мы получаем улучшенное качество изображения.

Без грамотной коррекции гаммы монитора освещение будет выглядеть неправильно, и художникам будет трудно получить реалистичные и красивые результаты. Решение заключается в применении гамма-коррекции.

Гамма-коррекция

Идея гамма-коррекции состоит в том, чтобы применить инверсию гаммы монитора к конечному выходному цвету картинки перед её отображением на экране. Оглядываясь на предыдущий график гамма-кривой, мы видим еще одну пунктирную линию, обратную относительно гамма-кривой монитора. Мы умножаем каждый из линейных выходных цветов на эту обратную гамма-кривую (делая их ярче), и, как только цвета картинки будут отображены на экране компьютера, к ним применится гамма-кривая монитора, в результате чего итоговые цвета становятся линейными. Т.е. по факту мы осветляем промежуточные цвета для того, чтобы, как только монитор затемнит их, они сразу вернулись бы к нормальным значениям.

Примечание: Значение гаммы равное 2.2 является заданным по умолчанию значением, которое приблизительно оценивает среднюю гамму большинства мониторов. Цветовое пространство в результате применения данной гаммы называется цветовым sRGB-пространством (не 100% точным, но близким к нему). Каждый монитор имеет свои собственные гамма-кривые, но гамма-значение 2.2 дает хорошие результаты на большинстве используемых мониторов. По этой причине игры часто позволяют игрокам изменять настройки своей гаммы, поскольку для каждого отдельно взятого монитора она может немного варьироваться.

Есть два способа применить гамма-коррекцию к сцене:

Использовать встроенную в OpenGL поддержку sRGB-фреймбуфера.

Включить опцию GL_FRAMEBUFFER_SRGB так же просто, как и вызвать функцию glEnable():

С этого момента ваши визуализированные изображения будут иметь скорректированную гамму. Единственный момент, который мы должны иметь в виду, используя описываемый подход (и другие подходы тоже), заключается в том, что гамма-коррекция (также) преобразует цвета из линейного пространства в нелинейное пространство, поэтому очень важно выполнять гамма-коррекцию только на последнем (заключительном) этапе. Если мы произведем гамма-коррекцию наших цветов перед окончательным выводом картинки на экран, то все последующие операции с данными цветами будут работать с неверными значениями. Например, если мы используем несколько фреймбуферов, то есть смысл, чтобы промежуточные результаты, передаваемые между фреймбуферами, оставались в линейном пространстве, и только последний фреймбуфер применял гамма-коррекцию перед отправкой изображения на экран монитора.

Второй подход требует немного большей работы (в отличие от первого), но при этом дает нам полный контроль над операциями гамма-коррекции. Мы применяем гамма-коррекцию в конце каждого запуска соответствующего фрагментного шейдера, в результате чего итоговые цвета перед отправкой на монитор будут иметь скорректированную гамму:

Источник

«Занимательные гаммы» некоторые важные моменты в игре гамм

Разделы: Музыка

В моей педагогической практике часто встречаются дети с небольшими музыкальными способностями и возможностями. Развивать и направлять их помогает мне ряд упражнений, применяемых мною (опираясь на опыт лучших педагогов и их рекомендации) в усвоении гамм. Данным опытом хочу поделиться.

И еще важный момент. Необходимо, чтобы ученик осознавал, что в зависимости от характера звучат различные и пианистические движения, что качество звука связано с соответствующим движением корпуса, руки, палацев. У ученика постепенно должна выработаться автоматическая связь между желаемым звучанием и пианистическим движением, то есть сформироваться так называемое мышечное чувство. Добиваясь необходимого звукового результата, ученик будет совершенствовать свои пианистические движения, физически приспосабливаясь к выполнению постоянной цели. Поэтому, играя гаммы, мы должны стоять перед учащимся конкретные звуковые задачи, учить гаммы различными способами, направляя слуховое внимание на звуковой результат.

Звуковые задачи при игре гамм

2. Играть гаммы с различной артикуляцией (различными штрихами).

3. Развивая методическую точность, играть гаммы с акцентами и в разных ритмах.

4. Играть гаммы с различной нюансировкой, тембровыми и динамическими красками.

5. Во время игры гамм можно развивать полифонический и ансамблевый слух.

Начальный период игры гамм

В начальный период обучения закладывается фундамент пианистической техники, происходит привитие и закрепление навыков. Вот почему так важно их качество. И поэтому сразу нужно прививать только целесообразные движения, не допускать неверных и лишних. Необходимо постоянно следить за свободой пианистического аппарата, предупреждать всякого рода зажатости и скованности.

Художественной задачей этого периода является игра гамм ритмически и динамически ровным, глубоким и мягким звуком. Учиться слышать в гамме мелодическую линию, добиваться линеарности звучания, текучести, чтобы не было ощущения «точечности» звучания. Играть певучим, выразительным legato. При этом вслушиваться в каждый звук и доводить его слухом до конца длительности.

Техническое освоение гамм

По формуле мажора (чередование тонов и полутонов) строим мажорную гамму. Удобнее начинать изучение мажорной гаммы с Си мажора для правой руки и Ре бемоль мажора для левой руки, так как в их звукоряде есть так называемая Формула Шопена. Эту формулу Шопена Г.Нейгауз называл «гениальной по своей дальнобойности» фортепианной формулой. Играя эти гаммы, ученик сразу учиться придерживаться середины клавиатуры, а не спускаться к краям клавиш. Располагая длинные пальцы на четырех клавишах, кисть приобретает естественную, непринужденную форму, исключающую зажим мышц.

Разбиваем данные гаммы на аппликатурные позиции. Первый палец «сохраняет» верность белым клавишам. Остальные пальцы располагаются на черных клавишах.

Для закрепления аппликатурных позиций и удобных мышечных ощущений играем эти позиции интервалами и кластерами.

Ровность при игре гамм зависит от legato внутри позиции и подкладывания первого пальца. Часто при игре гамм приходится сталкиваться с так называемой тряской. Чтобы этого избежать, усвоения приема legato у моих учеников проходит постепенно, начиная с двух нот с дальнейшим добавлением. Так доходим до пяти пальцевой позиции. Основные технические требования к игре legato предъявляются следующие: погружение веса всей руки от плеча через палец в клавишу (контакт с клавиатурой). Нажим пальца в клавишу происходит без толчка, следует плавное переступание с палаца на палец (передача веса). Кисть движется за звуком. При этом необходимо следить, чтобы неиграющие пальцы не напрягались, не оттопыривались, а двигались за играющими. Кисть должна быть все время собранной. Таким образом, кисть и предплечье при игре звуков одной гаммовой позиции делают как бы вспомогательное объединяющее движение.

Кистевые вспомогательные движения

при котором производится «рессорный», упругий нажим, приводящий к некоторой временной фиксации в запястном суставе. Руки движутся друг от друга в разные стороны.

Тренировка гибкости и подвижности первого пальца

Большое значение при игре гамм имеет подкладывание первого пальца и перекладывания через него других пальцев кисти. Первый палец должен быть легким, гибким, подвижным и самостоятельным. Помещать его нужно на край белой клавиши утлом «подушечки» и следить, чтобы не было прогиба первого сустава (закруглен под ладонь). Первый палец должен быть как «опорная свая» всего кистевого «купола», как «ножка циркуля». При таком положении первого пальца кисть не будет терять своей куполообразной формы, и запястье чрезмерно не прогнется вниз.

Для тренировки первого пальца и приобретения им требуемых качеств можно использовать следующие упражнения (см. приложение)

При игре гамм надо следить и сразу предупреждать следующие недостатки учащихся:

1. Пальцы не должны «вязнуть» в клавишах. Взятие и снятие пальцем клавиши должно быть активным и точным. Для этого кончики пальцев нужно слегка фиксировать и нацеливать на взятие клавиш, но высоко их не поднимать.

2. Не прогибать последние фаланги пальцев. Это тоже зависит от фиксации кончиков. Надо зацепить и закрепить кончик пальца на клавише.

3. Не прогибать запястные косточки, ощущать в них опору паяцев, иначе сила от плеча не дойдет до их кончиков.

4. Не «выколачивать» первым пальцем при смене позиций, вслушиваться в ровность звучания гаммы, чтобы не была нарушена звуковая линия.

Осваивать гаммы двумя руками удобно начинать с Ми мажора. Большое количество черных клавиш роднят ее с позицией Шопена. (приложение 24) Остается то же расположение руки на средней линии клавиатуры и ощущение того же мышечного удобства. Ученик знакомится с симметричной,»зеркальной» аппликатурой, запоминая положение 4 пальца: на VII ступени в правой руке и на II ступени в левой.

Для закрепления видов минора и умения свободно переходить из одного в другой, играем по совету Корыхаловой Н. следующее упражнения (приложение 25).

В этот период продолжается закрепление игровых навыков, идет поиск ощущения удобства в игре, отрабатывается пластика пианистических движений. В это время я ставлю перед учеником уже больше художественных задач: динамические и артикуляционные, а также задачи на координацию движений обеих рук в различных динамических и артикуляционных соотношениях. Играя и выполняя данные задачи, учащиеся, учатся связывать качество звука с определенными пианистическими движением: продолжает закрепляться звуко-двигательная связь.

ХУДОЖЕСТВЕННЫЕ ЗАДАЧИ В ИГРЕ ГАММ

1 Сыграть гамму форте (f)

Но кроме объяснения технической стороны извлечения звука f, педагог должен обратиться к музыкально-слуховым представлениям учащихся. Ведь не двигательно-моторный фактор стоит на первом месте в исполнении музыки, а прежде всего мысленное представление звукового образа, осознание художественной цели. А уже слуховые представления помогают ученику найти необходимое пианистическое движение для воплощения на инструменте своего звукового «прообраза». Поиски звука нужного количества и характера приведут учащегося к нахождению целесообразного приема, удобного ощущения. «Что» определяет «как» (Цит. по: 7). У него постепенно будет закрепляться между слуховыми представлениями и необходимыми движениями.

Играя гамму f, маленький ученик будет представлять, как «шагает большой, грузный слон», но «надев мягкие тапочки». Звук получится сильным, но не грубым, глубоким, но не резким, а мягким, благородным. Особенно это будет слышно в низком регистре, в начале движения гаммы.

2. Сыграть гамму пиано (р)

Играя гамму piano, Важно не «шептать», не «прятаться». Звук должен быть опертый, пронизывающий. По выражению Перельмана Н. «пиано должно быть слышно и в сотом ряду зала» (Цит. по: 9). Чтобы добиться нужного качества звука ученику подсказывается пианистический прием: мышцы верхней части руки удерживают ее в подвешенном состоянии, рука легкая, воздушная. Вся нагрузка приходится на пальцы. Возрастает роль цепких, активных, точных, собранных пальцев с упругими, покалывающими клавиши кончиками. Играем легко, прозрачно, с точным «прицелом» пальцев.

Ученики представляют образ «росинок на цветах на утреней заре». Тихое звучание соответствует образу

3. Совершать волнообразное движение

В гамме необходимо слышать постепенное усиление и ослабление звучания. Савинский С. писал, что «над сгеscendo и diminuendo надо работать, как над технически трудными пассажами» (Цит. по: 11).

Ученик должен научится четко соотносить свои физические ощущения (разумное регулирование веса руки с чувством мышечной свободы) со слышимым звуковым результатом. Осознав поставленную звуковую задачу, ученик может сам найти технический прием, который приведет к нужному качеству и характеру звука. Но сначала педагог подсказывает ученику нужное движение, настраивает его слуховую фантазию и определенный образ.

Играем гамму «звуковысотной динамикой»: вверх, сгеscendo вниз diminuendo. Ученики сами придумывают и настраиваются на образ: мы забираемся на гору. При походе к вершине идти становится труднее, мы затрачиваем большие силы и энергии, что ведет к большому напряжению и нажиму руки на клавиатуру, к более глубокому погружению пальцев в клавиши.

Можно представить, как мы приближаемся к. какому-то источнику звука: оркестр, играющий в глубине парка, патефон со старой пластинкой в дальней комнате дома. И по мере приближения к ним звучание становится громче и наоборот. Рука придерживается мышцами плеча, прикосновение пальцев к клавиатуре облегчается.

1. Сыграть гамму кистевым staccato

Играя гамму кистевым staccato в верхнем регистре, делаем плавный, легкий отскок кисти, как бы рисуя образ: «от порыва ветра разлезается одуванчик», «впорхнул мотылек», «росинки блестят на солнце». Тембр звучания «светлый», «мягкий», «прозрачный». Но кончики пальцев должны быть фиксированными, так как легкость звука («росинки маленькие») должна сочетаться с прикосновением пальца до дна клавиши («блеск их на утреннем солнце»)

2. Сыграть гамму пальцевым staccato

Из многочисленных видов приемов игры staccato маленький ученик, прежде всего, должен научится игре кистевым и пальцевым staccato.

3. Сыграть гамму певучим, кантиленным lе gato

В этой фразе слышится настроение звучности к кульминации «ре». Все звуки до опорного «ре» надо объединить одним движением запястья, при этом несколько фиксировано. Рука перемещается плавно, погружается с каждым звуком все глубже и глубже в клавиши. Пальцы находятся с предварительным контактом с клавишами. Нажимом передаем вес руки от плеча через кончики пальцев в дно клавиши и чувствуем эту опору до перехода в следующий звук.

После кульминации звучность спадает. Это сопровождается расслаблением кисти на четырех последних зевках и небольшим «вздохом» кисти на «фа-диез». Кистъ делает гибкое овальное движение перед последним звуком. Пальцы не изолированы, а связаны со всей рукой гибкой и пластичной. Подтекстовка поможет проинтонировать фразу, сыграть более выразительно.

Ритмическая игра гамм будет заключаться в следующем:

1. Игра с акцентами с разной пульсацией (меняется ритмическая группа в одной доле, и начало каждой группы акцентируется).

2. Игра в разных ритмах и в сочетании с различной артикуляцией.

Акценты берутся все время различными пальцами, что развивает их активность и координацию движений. Акцент делается не рукой, а только пальцем. Напряжение пальца на акценте моментально сменяется расслаблением. Здесь нужна активная работа сознания, Дающие четкие «приказы» пальцам, и особенно необходима хорошая связь между слухом и движением: внимательно следить, чтобы акценты, взятые разными пальцами, звучали одинаково. Полезно сделать подтекстовку

2. Играем триолями на 3 октавы (чтобы закончить на тонике) (см. Приложение 28).

3. Играем квартаолями (см. Приложение 29).

4. Играем секстолями на 3 октавы. Увеличивая количество звуков в ритмической группе, исполняемых легкой рукой после акцента, мы играем в более быстром темпе. Это служит одним из этапов в подготовке к игре в быстром темпе (см. Приложение 30).

5. Играя квартаолями, в самой группе меняется место акцента. Начало затактовое (см. Приложение 31).

Игра в разных ритмах в сочетании с различной артикуляцией

1. При игре триолями, квартолями, секстолями используем различные штрихи (см. Приложение 32-а, б, в).

2. Примеры ритмических и артикуляционных сочетаний (см. Приложение 33).

Координационные задачи и развитие полифонического слуха при игре гамм

Часто у учащихся страдает способность координации движения рук, и они не могут согласовать между собой различные задачи, выполняемые разными руками. Ученику необходимо скоординировать составные части музыкальной ткани. Сохраняя независимость каждого элемента музыкальной фактуры. Приобретение навыков координации движения связаны с развитием мышления (надо ясно представить составляющие линии музыкальной ткани, чтобы музыка не звучала однообразным потоком, в котором утонули и ведущие линии, и мельчайшие детали, элементы музыкальной фактуры), слуха (необходимо слышать фактуру музыки в полном объеме) и техники (наиболее важным является гибкость технического аппарата, пластичное взаимодействие всех его звеньев, иначе руки, что называется, «расходятся», одна рука отстает от другой).

Играя гаммы, мы, таким образом, можем рассматривать партии обеих рук как два голоса, самостоятельно ведущие свои мелодические линии, которые могут не совпадать ритмически, артикуляционно и динамически, и которые нужно провести ясно и выразительно. И это будет уже решением задач развития полифонического слуха и мышления. Чтобы тренировать соответствующие мозговые центры, отвечающие за недостатки координации, мы можем поиграть гаммы в следующих вариантах:

1. Различная динамика

Правая рука играет piano (р). Левая играет forte ( f)

Игра с ведущей правой рукой (f ) уже традиционна. А, по мнению Маргариты Лонг, ведущей при игре должна быть левая рука, ей принадлежит «ритмический приоритет» (у которого левая рука развита меньше правой) (Цит. по: 2)

2. Различная артикуляция

3. Различный метроритм

а) можно поиграть упражнение Корыхаловой н. (см. Приложение 34). Здесь одна рука играет роль «дирежора», она отсчитывает опорные доли и тем самым влияет на ритмическую точность;

6) то же упражнение можно поиграть с несовпадающей артикуляцией в партиях обеих рук (см. Приложение 35).

МУЗЫКАЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ В ИГРЕ ГАММ

В БОЛЕЕ СТАРШИЙ ПЕРИОД РАЗВИТИЯ УЧЕНИКА

Источник

Learn OpenGL. Урок 5.2 — Гамма-коррекция

Гамма-коррекция

Итак, мы вычислили цвета всех пикселей сцены, самое время отобразить их на мониторе. На заре цифровой обработки изображений большинство мониторов имели электронно-лучевые трубки (ЭЛТ). Этот тип мониторов имел физическую особенность: повышение входного напряжение в два раза не означало двукратного увеличения яркости. Зависимость между входным напряжением и яркостью выражалась степенной функцией, с показателем примерно 2.2, также известным как гамма монитора.

Часть 1. Начало

Часть 2. Базовое освещение

Часть 3. Загрузка 3D-моделей

Часть 4. Продвинутые возможности OpenGL

Часть 5. Продвинутое освещение

Часть 6. PBR

Эта особенность мониторов (по случайному совпадению) очень напоминает то, как люди воспринимают яркость: с подобной же (но обратной) степенной зависимостью. Чтобы лучше это понять, взгляните на следующее изображение:

Верхняя строка показывает как воспринимается яркость человеческим глазом: при увеличении яркости в 2 раза (например, от 0.1 до 0.2) картинка действительно выглядит так, будто она в два раза ярче: изменения видны довольно отчетливо. Однако, когда мы говорим о физической яркости света, как, например, о количестве фотонов, выходящих из источника света, верную картину дает нижняя шкала. На ней удвоение значения дает правильную с физической точки зрения яркость, но поскольку наши глаза более восприимчивы к изменениям темных цветов, это кажется несколько странным.

Поскольку для человеческого глаза более привычен верхний вариант, мониторы и по сей день используют степенную зависимость при выводе цветов, так что исходные, в физическом смысле, значения яркости преобразуются в нелинейные значения яркости, изображенные на верхней шкале. В основном это сделано потому, что так выглядит лучше.

Эта особенность мониторов действительно делает картинку лучше для наших глаз, но когда дело доходит до рендеринга графики появляется одна проблема: все параметры цвета и яркости, которые мы устанавливаем в наших приложениях, основаны на том, что мы видим на мониторе. А это означает что все эти параметры на самом деле являются нелинейными. Взгляните на график:

Серая линия соответствует значениям цвета в линейном пространстве; сплошная красная линия представляет собой цветовое пространство отображаемое монитором. Когда мы хотим получить в 2 раза более яркий цвет в линейном пространстве, мы просто берем и удваиваем его значение. Например, возьмем цветовой вектор , то есть темно-красный цвет. Если бы мы удвоили его значение в линейном пространстве, он стал бы равным . С другой стороны, при выводе на дисплей, он будет преобразован в цветовое пространство монитора как , как видно из графика. Вот здесь и возникает проблема: удваивая темно-красный свет в линейном пространстве, мы фактически делаем его более чем в 4.5 раза ярче на мониторе!

До этого туториала мы предполагали, что работали в линейном пространстве, но на самом деле мы работали в цветовом пространстве, определяемом монитором, поэтому все установленные нами цвета и переменные освещения были физически не корректны, а всего лишь выглядели правильными конкретно на нашем мониторе. Руководствуясь данным предположением мы (и художники) обычно устанавливаем значения освещения ярче, чем они должны быть (т.к. монитор затемняет их), что в результате делает большинство последующих вычислений в линейном пространстве неверными. Также обратите внимание, что оба графика начинаются и заканчиваются в одних и тех же точках, затемнению на дисплее подвержены только промежуточные цвета.

Как я уже говорил, поскольку значения цветов выбраны на основании отображаемой монитором картинки, все промежуточные вычисления освещения, проводимые в линейном пространстве физически некорректны. Это становится все очевиднее, когда мы начинаем использовать более продвинутые алгоритмы освещения. Просто взгляните на изображение:

Как видно, цветовые значения (которые мы предварительно обновили) с использованием гамма-коррекции куда лучше сочетаются между собой, а темные области становятся светлее, что увеличивает их детализацию. Налицо гораздо лучшее качество изображения, при весьма незначительных модификациях.

Без должным образом настроенной гаммы монитора освещение выглядит неправильно, и художникам будет довольно трудно получить реалистичные и красивые результаты. Чтобы решить эту проблему необходимо применять гамма-коррекцию.

Гамма-коррекция

Идея гамма-коррекции заключается в том, чтобы применить инверсию гаммы монитора к окончательному цвету перед выводом на монитор. Снова посмотрим на график гамма-кривой в начале этого урока, обратив внимание на еще одну линию, обозначенную штрихами, которая является обратной для гамма-кривой монитора. Мы умножаем выводимые значения цветов в линейном пространстве на эту обратную гамма-кривую ( делаем их ярче), и как только они будут выведены на монитор, к ним применится гамма-кривая монитора, и результирующие цвета снова станут линейными. По сути мы делаем промежуточные цвета ярче, чтобы сбалансировать их затенение монитором.

Приведем еще один пример. Допустим, у нас опять есть темно-красный цвет . Перед отображением этого цвета на монитор мы сперва применяем кривую гамма-коррекции к его компонентам. Значения цвета в линейном пространстве, при отображении на мониторе, возводятся в степень, приблизительно равную 2.2, поэтому инверсия требует от нас возведения значений в степень 1 / 2.2. Таким образом, темно-красный цвет с гамма-коррекцией становится = = . Затем этот скорректированные цвет выводится на монитор, и в результате он отображается как = . Как видите, когда мы используем гамма-коррекцию монитор отображает цвета, точно такими, какими мы задаем их в линейном пространстве в нашем приложении.

Гамма равная 2.2 это дефолтное значение, которое приблизительно выражает среднюю гамму большинства дисплеев. Цветовое пространство в результате применения этой гаммы называется цветовым пространством sRGB. Каждый монитор имеет свои собственные гамма-кривые, но значение 2.2 дает хорошие результаты на большинстве мониторов. Из-за этих небольших отличий многие игры позволяют игрокам изменять настройку гаммы.

Существует два способа применения гамма-коррекции к вашим сценам:

Первый вариант проще, но дает вам меньше контроля. Установив флаг GL_FRAMEBUFFER_SRGB, вы сообщаете OpenGL, что каждая следующая за этим команда рисования должна выполнить гамма-коррекцию в цветовое пространство sRGB, прежде чем записать данные в цветовой буфер. После включения GL_FRAMEBUFFER_SRGB OpenGL автоматически выполнит гамма-коррекцию после запуска каждого фрагментного шейдера для всех последующих кадровых буферов, включая дефолтный кадровый буфер.

Включение флага GL_FRAMEBUFFER_SRGB выполняется при помощи обычного вызова glEnable:

Теперь отрендеренные вами буферы цвета будут иметь скорректированную гамму и, поскольку это делается аппаратно это ничего нам не стоит. Единственное, о чем вы должны помнить при таком подходе (хотя и при другом подходе тоже), что гамма-коррекция преобразует цвета из линейного пространства в нелинейное, поэтому очень важно, чтобы вы выполняли гамма-коррекцию только на последнем, заключительном этапе. Если вы примените гамма-коррекцию до окончательного вывода, все последующие операции над этими цветами будут работать с неправильными значениями. Например, если вы используете несколько кадровых буферов, вы, вероятно, хотите, чтобы промежуточные результаты оставались в линейном пространстве и только последний буфер применял гамма-коррекцию перед отправкой на монитор.

Второй подход требует немного больше работы, но зато дает нам полный контроль над операциями с гаммой. Мы применяем гамма-коррекцию на соответствующем этапе фрагментного шейдера, так что к результирующим цветам применяется гамма-коррекция непосредственно перед отправкой на монитор:

Последняя строка кода возводит каждый компонент цвета fragColor в степень , корректируя результат работы данного шейдера.

Проблема этого подхода заключается в том, что вы должны применять гамма-коррекцию для каждого фрагментного шейдера, который вносит свой вклад в окончательный вывод, поэтому, если у вас есть дюжина фрагментных шейдеров для нескольких объектов, вам придется добавить код гамма-коррекции в каждый из них. Более разумным решением было бы добавить этап пост-обработки в ваш цикл рендеринга и применять гамма-коррекцию на финальном кваде в качестве последнего шага. Тогда вам нужно будет сделать это всего один раз.

Собственно, эти 2 строчки кода и представляют собой технические реализации гамма-коррекции. Не слишком впечатляет, правда? Подождите, есть еще пара нюансов, которые вы должны учитывать при гамма-коррекции.

sRGB текстуры

Всякий раз, когда вы рисуете или редактируете изображение на своем компьютере, вы выбираете цвета на основе того, что видите на мониторе. Фактически, это означает, что все созданные или редактируемые вами изображения находятся не в линейном пространстве, а в пространстве sRGB, то есть удвоение темно-красного цвета на экране, основанное на воспринимаемой вами яркости, на деле не равно удвоению красной составляющей цвета.

В результате, художники, рисующие текстуры, создают их в пространстве sRGB, и если мы используем эти текстуры в нашем приложении как они есть, мы должны учитывать это. До того как мы применили гамма-коррекцию это не создавало проблем, поскольку текстуры выглядели хорошо в пространстве sRGB, и без гамма-коррекции мы также работали в этом пространстве, так что текстуры отображались именно так, как задумано. Однако теперь, когда мы отображаем все в линейном пространстве, цвета текстуры передаются неверно, как видно на следующем изображении:

Текстура пересвечена, и это происходит потому, что гамма-коррекция, фактически, была применена к ней дважды! Посудите сами: когда мы создаем изображение на основе того, что видим на мониторе, мы корректируем гамму цветовых значений изображения, чтобы они выглядели верно на экране. Поскольку мы снова выполняем гамма-коррекцию при рендере, изображения становятся слишком яркими.

Чтобы решить эту проблему, мы должны убедиться, что художники, рисующие текстуры, работают в линейном пространстве. Однако, поскольку большинство художников даже не знают, что такое гамма-коррекция, и им проще работать в пространстве sRGB, это, скорее всего, не вариант.

Еще одно решение состоит в том, чтобы скорректировать или преобразовать эти sRGB-текстуры обратно в линейное пространство, прежде чем делать какие-либо манипуляции над их цветами. Мы можем сделать это следующим образом:

Тем не менее проделывать это для каждой текстуры в пространстве sRGB довольно хлопотно. К счастью, OpenGL дает нам еще одно решение наших проблем, предоставляя нам внутренние форматы текстур GL_SRGB и GL_SRGB_ALPHA.

Если мы создадим текстуру в OpenGL с любым из указанных двух текстурных форматов sRGB, OpenGL автоматически преобразует их цвета в линейное пространство, как только мы их используем, что позволит нам правильно работать в линейном пространстве со всеми извлеченными из текстуры значениями цвета. Мы можем объявить текстуру как sRGB следующим образом:

Если вы хотите использовать альфа-компонент в своей текстуре, вам нужно будет обозначить внутренний формат текстуры как GL_SRGB_ALPHA.

Вы должны быть осторожны при объявлении своих текстур как sRGB, поскольку не все текстуры будут находиться в пространстве sRGB. Текстуры, используемые для окраски объектов, такие как диффузные карты, почти всегда находятся в пространстве sRGB. Текстуры, используемые для извлечения параметров освещения, такие как бликовые карты и карты нормалей, наоборот, почти всегда находятся в линейном пространстве, поэтому, если вы объявите их как sRGB, освещение поедет. Будьте внимательны, при указании типов текстур.

Объявив наши диффузные текстуры как sRGB, вы снова получите ожидаемый результат, но на этот раз гамма-коррекцию достаточно применить всего 1 раз.

Затухание

Еще один момент, который будет иным при использовании гамма-коррекции — затухание освещения. В реальном физическом мире освещение затухает почти обратно пропорционально квадрату расстояния от источника света. На человеческом языке это означает, что сила света уменьшается при удалении от источника света, как показано ниже:

Однако при использовании этого уравнения эффект затухания слишком силен, и световое пятно получает небольшой радиус, что выглядит физически не слишком достоверно. Поэтому мы использовали другие уравнения для затухания (мы обсуждали это в туториале, посвященном основам освещения), которые дают больше возможностей настройки, или вообще линейный вариант:

Без гамма-коррекции линейный вариант дает гораздо более правдоподобные результаты, чем квадратичный, но когда мы включаем гамма-коррекцию, линейное затухание выглядит слишком слабым, и физически верное квадратичное неожиданно дает лучшие результаты. На рисунке ниже показаны различия между вариантами:

Причиной этого различия является то, что функции затухания света меняет яркость, и поскольку мы отображали нашу сцену не в линейном пространстве, мы выбрали функцию затухания, которая выглядела лучше всего на нашем мониторе, хоть и не была физически правильной. Когда мы использовали квадратичную функцию затухания без гамма-коррекции, фактически она превращалась в при отображении на мониторе, что давало гораздо больший эффект затухания. Это также объясняет, почему линейный вариант дает лучшие результаты без гамма-коррекции, ведь при нем = , что намного больше напоминает физически правильную зависимость.

Более продвинутая функция затухания, которую мы обсуждали в основах освещения, по-прежнему полезна и в сценах с гамма-коррекцией, поскольку она дает гораздо больший контроль для более точной реализации затухания (но, конечно, требует других параметров при использовании гамма-коррекции).

Я написал простую демо сцену, исходный код которой вы можете найти здесь. Нажимая клавишу пробел, вы можете переключаться между сценами с гамма-коррекцией и без, каждая из которых использует свои текстуры и функции затухания. Это не самая впечатляющая демонстрация, но она показывает, как применять данные техники.

Подведем итоги: гамма-коррекция позволяет вам работать с цветами в линейном пространстве. Поскольку физическому миру присуще линейное пространство, большинство физических вычислений будут давать лучшие результаты, например расчет затухания света. Использование гамма-коррекции позволяет гораздо легче достигать реалистичных результатов по мере усложнения применяемых техник освещения. Именно поэтому рекомендуется сразу же настроить параметры освещения для работы с гамма-коррекцией.

Источник