相信大部分了解圖形學(xué)的人，都聽說過Gamma校正或者Gamma空間，線性空間這些詞。這里不對Gamma Space形成的歷史原因做過多描述。Gamma和Linear空間的一些原理，文章也很多，包括Unity官網(wǎng)的描述，都可以看看。

顯示器顯示的Gamma空間的顏色變化規(guī)律，對應(yīng)了下圖中的黃色曲線。當(dāng)美術(shù)在Gamma空間中，RGB（255,255,255）的顏色單位上，增加了1的顏色亮度，最后輸出顯示的亮度，其實是低于1的。這個差距，在特別暗的地方更加明顯，也就容易讓場景因為太暗，而看不清細(xì)節(jié)。我們公司的美術(shù)也表示，線性空間的效果其實更加直觀，而Gamma空間的顏色有可能會越疊越深。所以為了更好的美術(shù)效果，尤其是讓貼圖的陰暗處有更多的細(xì)節(jié)，將Gamma Space轉(zhuǎn)換為Linear Space還是相當(dāng)有必要的。

基本思路，一般來說就是通過pow（1/Gamma）將顏色強度提高。下圖中的藍色曲線是pow（1/2.2）的近似數(shù)，pow（0.45），這樣就可以抵消掉黃色曲線的變化，使顏色變化可以趨于線性。
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三種函數(shù)的曲線

Infinite 3D Head Scan by Lee Perry-Smith,licensed under a Creative Commons Attribution 3.0 Unported License(available from www.ir-ltd.net)

雖然Unity 5.5開始，已經(jīng)提供轉(zhuǎn)換工程為線性空間的功能，但是僅對OpenGLES 3.0及以上的設(shè)備進行支持。詳細(xì)數(shù)據(jù)可以參考這篇Unity的Blog，可以看到，還有兩成左右的設(shè)備是不具備這個條件的。所以如果項目組需要考慮低端機，尤其是考慮海外發(fā)行的話，就不能直接改變整個渲染空間。

因此替代的方法，是手動在Shader中，修改Colour Space。轉(zhuǎn)換空間用到的相關(guān)函數(shù)，Unity其實已經(jīng)在Unity CG.cgnic中提供了，可以直接使用。

函數(shù)如下：
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inline float GammaToLinearSpaceExact (float value)

{

? ? ? ? ? ? ? ? if (value <= 0.04045F)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? return value / 12.92F;

? ? ? ? ? ? ? ? else if (value < 1.0F)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? return pow((value + 0.055F)/1.055F, 2.4F);

? ? ? ? ? ? ? ? else

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? return pow(value, 2.2F);

}

inline half3 GammaToLinearSpace (half3 sRGB)

{

? ? ? ? ? ? ? ? // Approximate version from http://chilliant.blogspot.com.au/2012/08/srgb-approximations-for-hlsl.html?m=1

? ? ? ? ? ? ? ? return sRGB * (sRGB * (sRGB * 0.305306011h + 0.682171111h) + 0.012522878h);

? ? ? ? ? ? ? ? // Precise version, useful for debugging.

? ? ? ? ? ? ? ? //return half3(GammaToLinearSpaceExact(sRGB.r), GammaToLinearSpaceExact(sRGB.g), GammaToLinearSpaceExact(sRGB.b));

}

復(fù)制代碼

inline float LinearToGammaSpaceExact (float value)

{

? ? ? ? ? ? ? ? if (value <= 0.0F)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? return 0.0F;

? ? ? ? ? ? ? ? else if (value <= 0.0031308F)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? return 12.92F * value;

? ? ? ? ? ? ? ? else if (value < 1.0F)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? return 1.055F * pow(value, 0.4166667F) - 0.055F;

? ? ? ? ? ? ? ? else

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? return pow(value, 0.45454545F);

}

inline half3 LinearToGammaSpace (half3 linRGB)

{

? ? ? ? ? ? ? ? linRGB = max(linRGB, half3(0.h, 0.h, 0.h));

? ? ? ? ? ? ? ? // An almost-perfect approximation from http://chilliant.blogspot.com.au/2012/08/srgb-approximations-for-hlsl.html?m=1

? ? ? ? ? ? ? ? return max(1.055h * pow(linRGB, 0.416666667h) - 0.055h, 0.h);

? ? ? ? ? ? ? ?

? ? ? ? ? ? ? ? // Exact version, useful for debugging.

? ? ? ? ? ? ? ? //return half3(LinearToGammaSpaceExact(linRGB.r), LinearToGammaSpaceExact(linRGB.g), LinearToGammaSpaceExact(linRGB.b))

}

復(fù)制代碼

其中主要用到的是GammaToLinearSpace()和LinearToGammaSpace()。下面將說一下，到底怎么用這兩個函數(shù)。

主要的思路是，手機靚號買號把從貼圖中讀取進來的顏色，同時也是Gamma Space下的顏色，進行一次轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換到Linear Space。之后對這些顏色數(shù)據(jù)進行原本要進行的處理。處理結(jié)束后，在輸出的時候，進行一次逆轉(zhuǎn)換，將這些顏色數(shù)據(jù)，從Linear Space轉(zhuǎn)換回Gamma Space。

以下是我實際使用的一段代碼：

<blockquote>half4 color = UNITY_SAMPLE_TEX2D(_MainTex, i.uv);

復(fù)制代碼

補充一點，由于通道圖，一般來說，其實已經(jīng)是線性的了，所以是不需要參與到這個轉(zhuǎn)換中的，直接用就好。但這段代碼里特別注意的一點是，最后轉(zhuǎn)換回Gamma Space的時候，我在Color上乘了一個Unity_ColorSpaceDouble。

最開始，我只進行了一個轉(zhuǎn)換回Gamma Space的方法，然后發(fā)現(xiàn)，場景不僅沒有變亮，反而變得更暗了。隨后查閱到一篇文章提到了，需要在最后轉(zhuǎn)回Gamma Space的時候，乘上一個值。

“與此相關(guān)的有，一個Unity提供的與色彩空間相關(guān)的值，Unity_ColorSpaceDouble。這個值在Gamma Color Space時為2，在Linear Color Space時為4.594（2的2.2次方）。對于這個值可以這樣來理解。一般在Gamma Color Space中將兩個Color值相乘后，為了避免顏色變得很暗，會在后面乘以2?！?/span>

也就是說，為了避免顏色變暗，應(yīng)該擴大兩倍，但同時因為是在線性空間下，所以這個2要變成Unity_ColorSpaceDouble。

最后來看一下效果吧~
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上圖為Gamma Space時的效果，下圖為做完一系列變換后的結(jié)果?？梢钥吹?#xff0c;整體顏色變亮，尤其是暗部的亮度和細(xì)節(jié)都有明顯的提升。
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可以看到特別暗的地方，在進行Gamma校正之后的變化也相對較大。所以這里也需要注意一點，如果是項目已經(jīng)進行了一段時期之后，想要進行Gamma校正，一定要同時修改光照等一系列參數(shù)，以避免一些地方的光照效果過曝。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Unity Gamma校正转为线性空间的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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