Python：从 OpenEXR 通道获取辐射值

Question

大家早上好！我在 Blender 中创建了一个物理上精确的场景，我的目标是使用 Python 研究渲染场景的辐射条件，以获得 [W/m^2] 的照明图。由于其高动态范围属性，我将图像保存为 OpenEXR 文件格式，并且我想获取从“R”“G”“B”通道中的 RGB 值开始的相对亮度图。主要问题是如何缩放来自 OpenEXR 通道的线性值，使其具有 [0, 1] 之间的物理精确值，这是获取保持文件格式的 HDR 属性所需的相对亮度图所需的。部分代码报告如下。

    pt = Imath.PixelType(Imath.PixelType.FLOAT)
    exrfile = exr.InputFile(filename)
    dw = exrfile.header()['dataWindow']
    size = (dw.max.x - dw.min.x + 1, dw.max.y - dw.min.y + 1)
    redstr = exrfile.channel('R', pt)
    red = np.fromstring(redstr, dtype = np.float32)
    red.shape = (size[1], size[0]) # Numpy arrays are (row, col)

    greenstr = exrfile.channel('G', pt)
    green = np.fromstring(greenstr, dtype = np.float32)
    green.shape = (size[1], size[0]) # Numpy arrays are (row, col)

    bluestr = exrfile.channel('B', pt)
    blue = np.fromstring(bluestr, dtype = np.float32)
    blue.shape = (size[1], size[0]) # Numpy arrays are (row, col)


    rel_luminance = 0.2126*red[:,:]+0.7152*green[:,:]+0.0722*blue[:,:] 

对于测试图像，得到的三个通道的Max值分别为：

Max(R) = 198.16421508789062

Max(G) = 173.5792999267578

Max(B) = 163.20120239257812

得到的值显然不在[0, 1]之间，而且我无法理解全球最大价值渠道并获得我想要的东西。

有人有一些建议可以解决我的问题吗？谢谢指教。

Answer 1

几点...

1. RGB 是三色信息。它永远不会是“辐射测量”，而是在三刺激的限制内类似辐射测量的表示。
2. EXR 三色刺激编码的上限或下限没有限制。含义来自值之间的比率，或者在极少数情况下单位是绝对的附加信息。
3. 一个好的经验法则是，任何时候 lum 一词出现在单词中，它都是光度测量的（即以人为中心的域），而 rad 可能是辐射测量的。照度、亮度等是光度按摩值，而辐照度和辐射度是物理模型侧。
4. 从 RGB 三元组计算消色差亮度是分量的加权和。对于基于 BT.709 的 sRGB 三刺激系统，该权重为 0.2126 * R + 0.7152 * G + 0.0722 * B。再次注意，这是基于 CIE 1920 发光效率函数的近似值。另请注意，亮度并不能充分代表累积等效消色差亮度贡献。