王者歸來性能翻番 GeForce6技術解析

● 光傳遞

    首先我們來看看光傳遞（Light Transport）。我們先來理解一下這個過程。首先我們知道只有光線照在物體表面，然后反射到眼睛里以后才能看見，然而我們會發現在現實生活中，即使在陰影中的物體我們依然能夠看到，這就是因為雖然沒有直射的光線照在上面，但是從別的物體上的反射光依然能夠照射到它，再反射到我們的眼睛里。

    實際場景中的光線反射是相當復雜的：光線不斷的被反射，最終讓整個場景中都充滿了或明或暗的光線。光線在物體間不斷的反射也就是光傳遞的實質。

    然而在計算機中需要模擬真實的效果卻非常麻煩了，因為實際情況的數據量是無限大的。如果需要計算光線在場景中的不斷的反射情況，就勢必需要處理大量的光線數據，這其中包括幾何位置、貼圖映射、光源位置、光的反射率等必不可少的眾多繁雜信息。

    這些數據的數據類型是沒有要求的，這也就意味著采用越高的精度來存儲數據，就能夠表示越高的動態范圍，到最后就能顯示出越高的細節，讓用戶看到豐富真實的細節。

    NVIDIA的GeForce 6系列的支持的HPDR技術，遵循了和OpenEXR標準一致的一種名為SM10e5的編碼方法來存儲光線的數據，這種數據格式包含了1個符號位、10位尾數以及5位指數，用來反映光傳遞的信息。

    這種編碼方法表示的數據的表達式是根據要求動態范圍的不同而不同的，我們來看看這種SM10e5編碼的表達式。

● 色調映射

    接下來的過程是光照傳遞相位的輸出數據會被映射為二維影像的顏色值和操作指令。這樣的處理被稱作色調映射。

● 色彩及伽馬糾正

    在最后階段，就是色彩及伽馬糾正，把這些色彩數值從一個標準的紅、綠藍“色彩空間”轉換為顯示器的紅、綠、藍“色彩空間”。

    另外，伽馬糾正會被后期應用，因此在轉換到最終顯示設備的處理過程中，需要對色彩強度的對數微分進行計算。

    動態高范圍技術（HPDR）渲染效果就是對存儲高精度色彩信息的一個最好應用。在渲染場景時，計算結果首先以高亮度差、高精度的浮點顏色保存在一個離屏表面（Off Screen Surface）中。然后，通過最終的色調映射過程，將這些顏色轉換到在屏幕上顯示的顏色范圍內。這不僅能夠使顏色效果顯得更豐富、更柔和，還能實現一些類似于瞳孔在不同強度的環境光條件下自動調節大小以調整亮度的效果。<