Выберите яркость (экспозицию) из HDR-изображения

Рассмотрите возможность использования Retinex. Он использует одно изображение для ввода и включен в GIMP, поэтому с ним легко поиграться, кроме того, вы можете получить его исходный код (или создать свой собственный, что в любом случае довольно просто). Так как вместо фото у вас рендеры - шума нет, и теоретически вы можете настроить цвета под свои нужды.

Но, как уже сказал @mark-ransom, у вас могут возникнуть проблемы с восстановлением информации из обработанного вывода. вы сказали, что у вас есть HDR-изображения в качестве вывода рендеринга, но я не уверен, что вы имеете в виду. Это одно изображение RGB? Какова глубина цвета каждого канала? Я попытался применить ретинекс к вашему образцу, но, очевидно, он выглядит не очень хорошо из-за сжатия и ограниченного диапазона, примененного перед сохранением. Если ваш вывод имеет высокий диапазон и не сжат - вы получите лучшие результаты.

РЕДАКТИРОВАТЬ: я попробовал ретинекс на вашем входе, и это оказалось не очень хорошо - яркие части изображения (лампы / окна) создавали вокруг себя уродливые темные ореолы.

В этом случае простая тональная коррекция и гамма-коррекция выглядят намного лучше. Ваш код был почти в порядке, просто у вас была небольшая опечатка: вместо cv::pow(exp, 1.0f / gamma, exp); у вас должно было быть v::pow(mapped, 1.0f / gamma, exp);

Я возился с вашим кодом и заметил, что это тональное отображение ухудшает насыщенность цвета. Чтобы преодолеть это, я выполняю это только на V канале изображения HSV. Сравните результаты самостоятельно (слева — тональная компрессия полного пространства, справа — только V): Обратите внимание на цвет пола, небо в окне и желтоватый свет цвет, который сохранился при таком подходе.

Вот полный код для полноты картины:

#include <opencv2/opencv.hpp>

using namespace cv;

Mat1f exposureTonemap (Mat1f m, float gamma = 2.2, float exposure = 1) {
  // Exposure tone mapping
  Mat1f exp;
  cv::exp( (-m) * exposure, exp );
  Mat1f mapped = 1.0f - exp;

  // Gamma correction
  cv::pow(mapped, 1.0f / gamma, mapped);

  return mapped;
}

Mat3f hsvExposureTonemap(Mat &a) {
  Mat3f hsvComb;
  cvtColor(a, hsvComb, COLOR_RGB2HSV);

  Mat1f hsv[3];
  split(hsvComb, hsv);

  hsv[2] = exposureTonemap(hsv[2], 2.2, 10);

  merge(hsv, 3, hsvComb);

  Mat rgb;
  cvtColor(hsvComb, rgb, COLOR_HSV2RGB);

  return rgb;
}

int main() {
  Mat a = imread("first.HDR", -1);
  Mat b = imread("withwindow.HDR", -1);

  imshow("a", hsvExposureTonemap(a));
  imshow("b", hsvExposureTonemap(b));
  waitKey();

  return 0;
}

Какое освещение сцены вы используете в настоящее время? Похоже, вы используете точечные источники света там, где должны быть лампочки, но они недостаточно яркие. В вашей необработанной сцене сцена будет полной яркости. В вашей отрендеренной сцене вы получите темноту.

Возможно, я бы порекомендовал хотя бы минимальное освещение от неба, чтобы у вас всегда было немного света в вашей сцене (если только у вас нет областей с реальной темнотой).

cv::Mat exposureTonemap (cv::Mat m, float gamma = 2.2, float exposure = 1)
{
  // Exposure tone mapping
  cv::Mat exp;
  cv::exp( (-m) * exposure, exp );
  cv::Mat mapped = cv::Scalar(1.0f, 1.0f, 1.0f) - exp;

  // Gamma correction 
  cv::pow(mapped, 1.0f / gamma, mapped);

  /*
  cv::imshow("exposure tonemap", mapped );
  cv::waitKey();
  */

  return mapped;
}

Этот алгоритм представляет собой Tonemapper, пытающийся имитировать смещение экспозиции в HDR. Если вы хотите использовать его в openCv 3.0, не забудьте открыть с -1 в качестве последнего аргумента imread cv::Mat img = cv::imread("mypicture.HDR", -1);