画像形式

HDR

ダイナミックレンジの広い照明値を、共通の指数で保存するRadiance画像形式です。

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HDRについて

Radiance HDR / RGBE

Radiance HDRは、照明シミュレーションシステムRadianceの画像形式です。一般的な表示用8ビットRGB画像よりも広い明るさの範囲を保存します。RGBEは3つの色の仮数と1つの共通指数を使用し、関連するXYZE表現は三刺激値を使用します。このコンパクトな表現は、一般的な写真の配布よりも、放射量を扱う画像の保存を目的としています。

テキストヘッダーには、符号化方式と任意の露出・処理情報が記録されます。向きと画像サイズに続いて、非圧縮またはランレングス圧縮の画素が格納されます。RLEは保存されたバイト列に対して可逆ですが、任意の浮動小数点RGBを共通指数のRGBEに変換すると値が量子化されます。通常のRGBE画像にはアルファチャンネルがなく、任意の名前を持つレンダーパスは保存できません。

Radiance HDRは、対応する照明環境や放射量を扱う画像に使用できます。SDRプレビューの表示には露出調整とトーンマッピングが必要で、保存された全範囲は表示されません。負のチャンネル値、独立したアルファ、精密な浮動小数点サンプルが必要な場合は、より豊富な情報を持つ元データを保持してください。描画済みJPEGプレビューからは、これらの情報を復元できません。

主な特性

圧縮
可逆
透明度
非対応
アニメーション
非対応
拡張子
.hdr .rgbe
MIMEタイプ
image/vnd.radiance
メタデータ
Radianceヘッダー, EXPOSURE, FORMAT
適した用途
照明環境と放射量の画像
HDR
放射量の値
色深度
32ビットRGBE/XYZE画素

RLEは保存されたRGBEのバイト列を保持しますが、RGBEの量子化では任意の浮動小数点RGBを正確に保存できません。.hdr形式は、HDR写真という一般的な概念とは異なります。

HDRの歴史

Radianceの画像保存方式は、照明ツールとともに発展してきました。保守担当者が、符号化方式の改訂や柔軟なテキストヘッダーについて公開しています。

  1. Radiance

    放射量の保存

    Radianceは、計算した照明値にRGBEを使用します。Greg Wardのヘッダー規約は、露出や形式情報を画素とともに記録し、シミュレーションに必要な情報を保持します。

  2. Radiance 1.4 → 2.0

    符号化方式の改訂

    ra_rgbeのマニュアルには、1.4と2.0の間で形式が変更されたことが記載されています。新しいツールは古いファイルを読み取れますが、2.0より前のソフトウェアは新しい表現を読み取れません。

  3. 2023

    保守担当者による補足

    Greg Wardは、#?規約、FORMAT識別子、解像度行を説明しています。検出では固定のマジック文字列1つだけに頼らず、これらの規則を考慮する必要があります。

HDRとほかの形式の比較

形式ごとに利点と制約が異なります。画像と作業の目的に合わせて選択してください。

EXR

HDRとEXRの比較

OpenEXRはhalf、float、符号なし整数の画素値で、高ダイナミックレンジのチャンネルを保持します。合成やレンダーパスに適しています。チャンネル、ディープデータ、圧縮方式には、対応する読み取りツールと適切な書き出し設定が必要です。

TIFF

HDRとTIFFの比較

TIFFはタグを使うラスター形式で、複数の画像やさまざまな画素値の型、圧縮方式を格納できます。スキャンや高精度編集での交換に便利ですが、受け取り側のツールがそのTIFFの種類に対応している必要があります。

AVIF

HDRとAVIFの比較

AVIFはAV1符号化を使い、アルファチャンネル、画像シーケンス、HDR処理向けの高い色深度に対応します。最終配布用として検討できますが、追加機能が保持されるかどうかはコーデックの設定と受け取り側のアプリケーションによります。

JPEG

HDRとJPEGの比較

JPEGは写真の配布用ファイルを小さくできますが、通常のJPEGでは細部が失われ、アルファチャンネルも使えません。編集用には情報量の多い元ファイルを残し、受け取り側が不透明な写真を必要とする場合にJPEGを使ってください。

HDRについてのよくある質問

この形式には何が保存されますか?

Radiance HDRは、照明シミュレーションシステムRadianceの画像形式です。一般的な表示用8ビットRGB画像よりも広い明るさの範囲を保存します。RGBEは3つの色の仮数と1つの共通指数を使用し、関連するXYZE表現は三刺激値を使用します。このコンパクトな表現は、一般的な写真の配布よりも、放射量を扱う画像の保存を目的としています。

圧縮は画質にどう影響しますか?

RLEは保存されたRGBEのバイト列を保持しますが、RGBEの量子化では任意の浮動小数点RGBを正確に保存できません。.hdr形式は、HDR写真という一般的な概念とは異なります。

SDRプレビューはHDR値を保持しますか?

表示ソフトは、保存値を変更せずに表示用の変換を適用できます。ただし、トーンマッピング済みのプレビューを保存すると別の画素になり、通常は元の放射量の範囲が失われます。

ファイルを開く前に何を確認すればよいですか?

FORMAT、RGBEとXYZEの違い、画像の向き、RLEの種類を確認してください。一般的なプレビューだけでは、放射量を正しく解釈できているとは判断できません。

別の形式に書き出すと何が変わりますか?

SDR形式への変換にはトーンマッピングが必要です。EXRはデコードした値を保存できますが、RGBEへの量子化ですでに失われた精度は復元できません。RGBEは、任意のEXRチャンネルやアルファを保持できません。

この形式はどのような用途に適していますか?

Radiance HDRは、対応する照明環境や放射量を扱う画像に使用できます。SDRプレビューの表示には露出調整とトーンマッピングが必要で、保存された全範囲は表示されません。負のチャンネル値、独立したアルファ、精密な浮動小数点サンプルが必要な場合は、より豊富な情報を持つ元データを保持してください。描画済みJPEGプレビューからは、これらの情報を復元できません。

参考資料