톤 매핑

컴퓨터 그래픽의 경우 톤 매핑은 단순히 값의 범위에서 대비를 조정하는 것입니다. 조작의 이유는 엄격히 미학적 인 것에서부터 순수한 기술적 인 것까지 다양합니다. 관련된 톤 매핑 Modo 렌더링 된 이미지에서 동적 범위의 압축을 위해 종종 사용됩니다. 다이내믹 레인지는 가장 밝은 값과 가장 어두운 값의 비율입니다.

다이나믹 레인지를 설명하는 예제를 제안하기 위해 잠시 빗나가 자. 주변 세계를 보면 하늘을 잘 볼 수있는 창문과 같이 매우 밝은 영역과 책상 아래에 매우 어두운 영역이 있습니다. 모든 장면에서 가장 어두운 영역에서 가장 밝은 영역 사이의 총 값 범위를 동적 범위라고합니다.

두 영역 모두에서 세부 사항을 볼 수 있도록 눈을 적절하게 조정할 수 있지만 대부분의 이미지 캡처 및 디스플레이 장치로는 불가능합니다. 책상 아래에 창과 그림자 영역이 모두 보이는이 장면의 사진을 찍으면 책상 아래 영역에 대해 노출되거나 창을 통해 보이는 세부 사항을 과다 노출하거나 창에 노출되어 노출 부족으로 노출 될 수 있습니다 어두운 부분의 세부 묘사를 잃은 그림자 영역. 캡처 장치가 가능한 전체 범위를 캡처 할 수 있어도이를 볼 수있는 방법은 제대로 표시되지 않습니다. 태양의 사진은 실제 태양과 같은 방식으로 컴퓨터 모니터에서 보거나 책에 인쇄 될 때 눈을 찌르지 않습니다.

이 예제를 다시 살펴 보겠습니다 이미지 기반 조명 이야기. 장면의 다양한 노출을 캡처하고 결합하여 장면의 전체 조도 (밝은 명암의 전체 동적 범위)에 가까운 새로운 이미지를 생성했습니다.

하늘 노출 (-2 EV)		기본 노출 (0 EV)		전경 노출 (+2 EV)

HDR 이미지가 만들어지면 시스템에 올바르게 표시하는 방법을 알려줄 때까지 모든 추가 정보가 여전히 숨겨져 있습니다. 여기에서 톤 매핑이 시작됩니다. 대부분의 최신 디스플레이는 가시적 인 다이나믹 레인지를 크게 제한하는 기술을 기반으로합니다. 위의 노출 예와 마찬가지로이 범위를 벗어난 영역은 간단히 잘 리거나 잘립니다. 이 히스토그램 (밝기 값의 그래프)을 고려하십시오. 일반 전체 범위 HDR은 한 번에 선택한 값 범위 만 표시 할 수 있으므로 위의 원래 노출과 비슷한 효과를냅니다.

톤 매핑은 이미지의 전체 동적 범위를 화면에서 볼 수있는 범위로 압축 할 수 있습니다. 다음은 압축 된 히스토그램의 예와 매핑 된 위의 이미지 톤 조합의 간단한 예입니다.

불행히도, 톤 매핑의 결과는 이미지에 크게 의존하기 때문에 단순한 푸시 버튼 프로세스가 아닙니다. 각 이미지는 다르게 반응합니다. 일부는 너무 어둡거나 밝아지고 다른 일부는 흐릿하고 회색으로 보입니다. Modo 이러한 문제를 해결하는 데 도움이되는 다양한 기능을 제공합니다. 다이나믹 레인지에 대해 더 잘 이해했으면 좋겠습니다.

Modo 완전한 부동 소수점 정밀도 형식으로 렌더링합니다. 매우 기술적으로 들리지만 실제로 의미하는 것은 렌더링 엔진이 여러 사진 노출에서 생성 된 것보다 훨씬 높은 정확도로 HDR 이미지를 생성하는 장면에서 전체 밝기 범위를 캡처하는 것을 포함하여 생성 된 값으로 매우 정밀하다는 것입니다. . 다른 이점들 중에서도, 이는 포스터 화로 인한 밴딩과 같은 일반적인 낮은 동적 범위 이미지 조작의 일반적인 단점을 피하면서 톤 조작에 많은 여유를줍니다. 더 중요한 것은 변경 사항이 모두 비파괴 적이라는 의미이므로 확장 된 정보를 손상시키지 않고 조정할 수 있습니다 (수준이 아니라고 가정 함) Clamped).

기본 설정과 함께 물리적 하늘 기능을 사용하여 렌더링 된 위의 예를 살펴 보겠습니다. 이미지는 외부를 향한 창문이있는 작은 실내 공간이지만이 렌더링에서 소파 외부의 것을 보는 것은 매우 어렵습니다. 그것은 날아가고 완전히 사용할 수없는 것처럼 보이지만 지나치게 밝은 픽셀에는 숨겨져 있습니다.

고려해야 할 첫 번째 설정은 White Level특히, 이것은 이미지에서 순수한 흰색 픽셀을 설정하여 카메라에서 노출 기능과 유사한 결과를 생성합니다. 값이 커도 그림자 영역이 과다 노출되지 않지만 값이 낮을수록 과다 노출됩니다. 아래에서 화이트 레벨 값을 올리면 창과 방의 세부 사항이 점점 더 많이 드러나지 만 다른 픽셀이 적절하게 조정되면 중간 톤 값을 어둡게하는 불행한 부작용이 있습니다. 감마로 조정할 수 있습니다.

화이트 레벨 2.0		화이트 레벨 4.0		화이트 레벨 6.0		화이트 레벨 8.0

감마 기능은 톤의 분포를 조정하여 중간 톤 값을 이미지의 가장 밝은 값과 가장 어두운 값보다 훨씬 크게 수정합니다. 감마 곡선을 높이면 (값을 올리면) 중간 색조를 밝게하는 동시에 가장 어두운 그림자와 이전에 조정 한 흰색 레벨 조정으로 생성 된 가장 밝은 영역을 유지할 수 있습니다.

감마 2.2		감마 3.0		감마 3.8		감마 4.6

위의 기본 렌더로 빠른 단계를 다시 진행하면 Tone Mapping Raw 렌더로 설정합니다. 100 %로 설정하면이 기능은 언 클램프 된 렌더의 전체 다이나믹 레인지를 모니터에서 볼 수있는 것과 같은 제한된 범위로 압축하여 창과 방의 뒤쪽에있는 블라인드의 모든 디테일을 보여줍니다. White Level, 중간 톤은 상대적으로 변경되지 않습니다. 유일한 문제는 100 %에서 방도 비교적 평평 해 보인다는 것입니다. 초기 렌더링에 대비를 포함 시키면보다 재미있는 이미지를 만들 수 있으며, 최상의 결과를 위해 세 가지 설정을 모두 조정합니다.

톤 매핑 25 %		톤 매핑 50 %		톤 매핑 75 %		톤 매핑 100 %

완벽한 이미지는 항상 개인 취향의 문제이지만 화이트 레벨 아래에서는 3.0으로, 감마는 2.2로, 톤 매핑은 다음 결과에 대해 80 %로 조정되었습니다.

Physical Sky에 의해 도입 된 미묘한 채색의 일부를 유지하고, 세로 블라인드와 창에서 훨씬 더 세부적인 부분을 해결하면서 전경 소파 아래에 기분 좋은 그림자를 유지합니다. 1 초의 추가 렌더링 시간없이이 모든 것이 가능합니다. 이 모든 설정은 실시간으로 효과적으로 적용됩니다. 아래 이미지를 원시 렌더 출력과 비교하면이 세 가지 간단한 설정의 성능을 신속하게 알 수 있습니다.

톤 매핑은 글로벌 일루미네이션, 이미지 기반 조명 또는 물리적 하늘만을위한 것이 아닙니다. 많은 경우에 도움이 될 수 있습니다. 모든 조명 문제를 해결하지는 못하지만 겉보기 어려운 상황에 섬세함과 세련미를 더해 이미지 편집기로의 여행을 절약 할 수 있습니다. 설정에 익숙해지는 가장 좋은 방법은 실험하는 것입니다.

팁:  현대의 많은 이미지 편집 프로그램은 완벽한 톤 매핑 기능을 갖춘 HDR 이미지 작업을위한 기능을 포함하기 시작했습니다. 다른 도구를 사용하려면 렌더링 된 이미지를 고정 해제 (및 고정 해제)를 EXR 또는 HDR과 같은 확장 된 정보를 유지하는 형식으로 저장하고 즐겨 사용하는 HDR 이미지 편집기에서 엽니 다.