Rendering dalam unit radiometrik atau fotometrik?

Dalam rendering tradisional, biasanya dilakukan semua perhitungan dengan unit radiometrik, baik sebagai rendering spektral penuh, atau komponen-bijaksana (XYZ, RGB, dll).

Namun, ketika rendering modern menambahkan model yang lebih berbasis fisik, seniman nyaman untuk dapat menentukan nilai dalam unit fotometrik yang lebih akrab, misalnya, intensitas cahaya dalam lumen.

Untuk menjaga agar pipa tetap semua dalam satu jenis unit, Anda dapat melakukan salah satu dari yang berikut:

1. Ubah satuan fotometri menjadi satuan radiometrik menggunakan kemanjuran bercahaya
2. Simpan seluruh pipa render dalam satuan fotometrik
   • Sébastian Lagarde mempresentasikan ide ini dengan sangat baik dalam catatan perjalanan presentasi Siggraph 2014 Moving Frostbite to PBR

Pertanyaan saya kemudian adalah:

1. Apakah ada kerugian untuk rendering secara eksklusif dalam unit fotometrik?
   • Sejauh yang saya tahu, unit fotometrik hanyalah unit radiometrik yang bias pada mata manusia. Menimbang bahwa kita akan melihat gambar akhir dengan mata kita, saya tidak melihat ini sebagai masalah.
2. Frostbite adalah mesin komponen RGB. Apakah penyaji spektral memiliki kerugian tambahan dengan merender secara eksklusif dalam unit fotometrik?

Tidak apa-apa menggunakan unit fotometrik sebagai skala keseluruhan untuk mengatur kecerahan cahaya. Namun, ada kehalusan teknis yang harus Anda waspadai. Saya akan mengutip dari posting blog yang saya tulis pada subjek tahun lalu :

Dengan gambar RGB, penting untuk mengetahui bahwa perangkat layar kami berperilaku lebih radiometrik daripada fotometrik. Nilai piksel merah 255, dan nilai piksel hijau 255, keduanya menghasilkan jumlah fluks radiasi (watt) dalam jumlah yang sama dengan yang dihasilkan oleh piksel pada layar — jumlah fluks bercahaya yang tidak sama. Dengan cara yang sama, kamera digital menangkap nilai piksel yang sesuai dengan fluks bercahaya, bukan fluks bercahaya.

Itu sebabnya kita perlu menggunakan koefisien luma ketika mengubah gambar menjadi skala abu-abu, atau menghitung kecerahan piksel, untuk mendapatkan hasil yang akurat secara persepsi; dan itu juga berarti bahwa rendering gambar RGB menghasilkan lebih banyak secara alami dalam unit radiometrik daripada yang fotometrik.

Dengan kata lain, ketergantungan panjang gelombang dari unit fotometrik berbeda dengan apa yang Anda harapkan. Dalam ruang warna RGB biasa, putih adalah (1, 1, 1) dan memiliki spektrum radiometrik yang agak datar; tetapi dalam seharusnya "RGB fotometrik", (1, 1, 1) tidak akan menjadi putih; itu akan menjadi warna ungu, dengan lebih sedikit energi di kisaran hijau dan lebih banyak di rentang merah dan biru. Masalah yang sama akan menimpa para penyaji spektral yang mencoba mengukur semua tempat sampah mereka dalam satuan fotometrik yang bergantung pada panjang gelombang, tetapi lebih buruk lagi, karena pancaran diperlukan untuk menghasilkan luminance yang menyimpang ke kedua ujung spektrum yang terlihat, di mana fungsi efisiensi cahaya manusia beralih ke nol.

Jadi, jika Anda ingin menggunakan unit fotometrik, IMO lebih baik untuk "menipu" sedikit dan tidak menggunakan unit fotometrik yang bergantung pada panjang gelombang sebenarnya , tetapi hanya menggunakan beberapa panjang gelombang tetap (seperti 555 nm hijau, yang merupakan puncak bercahaya manusia) fungsi efisiensi), atau mungkin rata-rata atas spektrum, sebagai unit referensi, dan menerapkan unit tunggal itu untuk mengukur semua panjang gelombang. Ini akan membuat Anda lebih sedikit kesulitan saat mengimpor warna RGB dan spektrum dari sumber lain, dan saat menghasilkannya sebagai output.