Radiance HDR (.hdr)

Radiance Standard

Radiance RGBE (HDR) on põhiline kõrge dünaamilise ulatuse vorming, mis töötati välja Radiance sünteetilise pildisüsteemi jaoks ja salvestab fotomeetriliselt täpseid heledusväärtusi jagatud 8-bitise eksponendi abil.

Leiutaja: Greg Ward (Lawrence Berkeley National Laboratory)Aasta: 1989MIME: image/vnd.radiance

Kontrolli ja metaandmed

Operatsioonisüsteemid ja failianalüsaatorid tuvastavad HDR faile, kontrollides algset binaarset baidijada:

Vali või lohista failid siia

100% privaatne konversioon brauseris - failid ei lahku kunagi sinu seadmest

või kleebi Ctrl+V
Null-võrguülekande privaatsusgarantii: 0 baiti laaditakse üles välistesse serveritesse. Kogu töötlemine toimub lokaalselt sinu brauseri liivakastis.

Baidi-taseme päise allkiri (maagilised baidid)

Operatsioonisüsteemid ja failianalüsaatorid tuvastavad HDR faile, kontrollides algset binaarset baidijada:

HEX-ALLKIRI (NIHE 0):

23 3F 52 41 44 49 41 4E 43 45 0A

ASCII-ESITUS: #?RADIANCE\n

Standardiseerimine: Radiance Synthetic Imaging System Standard

Tehnilised andmed

Konteineri arhitektuurASCII header ending with empty line followed by resolution string and binary RLE scanlines
TihendamineAdaptive adaptive run-length encoding (RLE) applied per-channel scanline
Baitide järjekord (Endianness)Big-Endian / Network byte order
VärviruumidLinear Rec.709 RGB with CIE chromaticity coordinates
Kanalid ja struktuurRGBE: Red, Green, Blue (8-bit mantissas) + shared 8-bit Exponent
Max mõõtmedPractically unlimited (32-bit unsigned resolution strings)
LäbipaistvusNone (physical radiant luminance measurements)
Voogedastus ja progressiivsusSequential scanline-by-scanline streaming playback

Tehniline võrdlusmaatriks: HDR vs konkurendid

Tehniline atribuutHDR (Praegune)EXRTIFFJPEG
Piksli kodeering32-bitine RGBE (jagatud 8-bitine eksponent)16-bitine pooltäpsus / 32-bitine ujukoma kanali kohtaTäisarvuline 8/16-bitine või 32-bitine ujukoma8-bitine gammaga kodeeritud täisarv
Esmane kasutusjuht360-kraadine keskkonnavalgustus (IBL)VFX mitmekäiguline komposiitgraafikaFotograafia ja trükiettevalmistusStandardsed veebigraafikaelemendid
Dünaamilise ulatuse ulatus76 suurusjärku (10^-38 kuni 10^38)Praktiliselt lõputu ujukomavahemikVõib erineda bitisügavuse järgiPiiratud 8-bitine SDR-vahemik
Toetatud kanalidAinult RGBPiiramatud meelevaldse nimega kanalidMitu meelevaldset kanalitRGB / CMYK

Levinud riknemisvead ja heksataaste juhend

Pilt kuvab horisontaalseid triibuvööteid üle kogu kaadri laius.

Juurpõhjus: Rikutud pikkuskodeeringu (RLE) loenduri bait skaneerimisrea dekompressioonis.

Taastamine: Taastage kahjustatud skaneerimisrea markerid File2File HDR Repairi abil või teisendage EXR-vormingusse.

Turvaanalüüs ja parsimisründevektorid

Radiance HDR-i dekoodrid pargivad sageli ASCII päiseridu, kasutades piiramatuid stringifunktsioone, mis võivad käivitada pinupuhvri ületäitumisi (stack buffer overflow).

Teadaolevad ründavektorid

  • Piiramatud sprintf/sscanf kutsed eraldusvõime stringipäiste lugemisel ('-Y %d +X %d').
  • Hapniku lubatud piiridest väljas kirjutamine (out-of-bounds write) vigase RLE skaneerimisrea dekodeerimise ajal.
  • Täisarvu ületäitumine sihtkoha 32-bitiste ujukomapuhvrite eraldamisel.

Kaitsealased parimad tavad:

Ajalooline taust ja verstapostid

2000Paul Debevec populariseerib arvutigraafikas HDR-pildipõhist valgustust (IBL), kasutades Radiance .hdr faile.
1997Failisuuruste vähendamiseks standardiseeritakse adaptiivne skaneerimisread-pikkuskodeering (RLE).
1989Greg Ward leiutab Lawrence Berkeley riiklikus laboris RGBE 32-bitise piksli kodeeringu ja .hdr vormingu.

Peamised eelised

  • Kompaktne 32-bitine mälumaht piksli kohta, kattes samas 76 suurusjärku füüsilist valguse heledust.
  • Universaalne tugi 3D-renderduspakettides (Blender, Unreal Engine, Unity, Cinema 4D) 360-kraadiste keskkonnakaartide jaoks.
  • Lihtne ja vastupidav failistruktuur, mida on lihtne rakendada kõigil tarkvaraplatvormidel.

Tehnilised piirangud ja puudused

  • Äärmuslikes pimedates piirkondades võib jagatud 8-bitise eksponendi kodeeringu tõttu esineda kvantiseerimisribastust.
  • RGB-kanalid ei saa salvestada negatiivseid numbreid ega meelevaldseid mitmekihilisi passe.
  • Mitmekäigulise visuaalsete efektide tootmise jaoks on see suures osas OpenEXR-i poolt välja tõrjutud.

Huvitavaid tehnilisi fakte

  • Iga Radiance HDR-fail algab tekstipäisega '#?RADIANCE' või '#?RGBE'.
  • Vorming loodi füüsilise arhitektuurse valgustuse simuleerimiseks hoone projekteerimisel enne struktuuride ehitamist.
  • Paul Debeveci ikooniline 1997. aasta SIGGRAPH-i teadusartikkel „Recovering High Dynamic Range Radiance Maps from Photographs" kasutas seda vormingut CGI-valgustuse revolutsiooniliseks muutmiseks.

Korduma kippuvad tehnilised küsimused

Milleks kasutatakse 3D-s HDRI-faili?

HDRI-faile (.hdr) kasutatakse 360-kraadiste panoraamkeskkonna kaartidena, et pakkuda 3D-objektidele fotorealistlikku reaalset valgustust, varjusid ja peegeldusi.

Kuidas toimib RGBE 32-bitine kodeering?

Selleks, et mitte salvestada kolme eraldi ujukomaarvu, kasutab RGBE punase, rohelise ja sinise jaoks kumbagi 8 bitti ning lisaks ühist 8-bitist eksponenti, mahutades täieliku HDR-i dünaamilise ulatuse vaid 4 baidile piksli kohta.

Kas ma saan HDR-i JPG-ks teisendada?

Jah. File2File.app saab 32-bitiseid Radiance HDR-faile toonikaardistada ja teisendada standardseteks JPG- või PNG-piltideks otse teie brauseris.