【URP】Unity[后处理]色彩偏移,中间调,高光增强-Lift,Gamma,Gain

news/2025/11/8 17:30:02/文章来源:https://www.cnblogs.com/SmalBox/p/19202735

【从UnityURP开始探索游戏渲染】专栏-直达

Lift、Gamma和Gain是Unity URP后处理系统中基于ASC CDL（美国电影摄影师协会色彩决策列表）标准的色彩分级工具，用于分别控制暗调、中间调和高光的色彩偏移与明度调整。以下是详细解析：

核心功能与参数含义

‌Lift‌

作用：控制暗调区域（Dark Tones）的色彩偏移和明度
参数：
- 轨迹球：选择暗调色调偏移目标颜色
- 滑块：调整轨迹球颜色的明度值
用例：增强阴影的冷色调（如电影感蓝色阴影）

‌Gamma‌

作用：通过幂函数调整中间调（Mid-range Tones）
参数：
- 轨迹球：选择中间调色调偏移目标颜色
- 滑块：控制中间调明度
用例：修正肤色偏黄问题

‌Gain‌

作用：增强高光（Highlights）信号强度
参数：
- 轨迹球：选择高光色调偏移目标颜色
- 滑块：调整高光明度
用例：模拟阳光照射的暖色高光

发展历史与技术背景

该技术源自电影工业的ASC CDL标准，用于跨平台色彩分级一致性。Unity HDRP/URP通过Volume系统将其引入实时渲染，替代了传统分离色调（Split Toning）的非标准化操作。Gamma校正则源于CRT显示器的非线性响应曲线（gamma≈2.2），现代渲染管线通过线性工作流（Linear Space）避免计算失真。

原理

Lift、Gamma和Gain是Unity URP后处理中基于ASC CDL标准的色彩分级工具，其底层原理涉及色彩空间转换与影调分离控制：

底层原理

‌Lift‌
- 原理：通过向量乘法调整暗调区域（RGB值<0.18），公式为output = input + (liftColor * (1 - input))，其中liftColor为轨迹球选择的HDR颜色
- 示例：设置lift为(0.1, 0, -0.05)会使阴影偏蓝且降低暗部密度
‌Gamma‌
- 原理：对中间调（0.18<RGB值<0.8）应用幂函数output = pow(input, 1/gammaValue)，gammaValue通过滑块与轨迹球颜色混合计算
- 示例：gamma设为(0.9, 1.1, 1.0)会使红色通道更亮、绿色更暗
‌Gain‌
- 原理：对高光（RGB值>0.8）进行线性增强output = input * gainColor，gainColor包含轨迹球色相和滑块明度
- 示例：gain设为(1.2, 1.0, 0.8)会创建暖色高光效果

实现流程示例

通过Volume系统访问LiftGammaGain覆盖层
使用Vector4传递参数（RGB分量+Alpha保留）
实时修改参数会立即影响渲染管线

LiftGammaGainExample.cs

using UnityEngine.Rendering;
using UnityEngine.Rendering.Universal;public class LiftGammaGainController : MonoBehaviour {public VolumeProfile profile;void Update() {if(profile.TryGet(out LiftGammaGain lgg)) {// 动态调整Lift（时间变化的蓝色阴影）lgg.lift.value = new Vector4(0.1f, 0.05f * Mathf.Sin(Time.time), -0.1f, 1f);// Gamma中间调增强lgg.gamma.value = new Vector4(1.1f, 1.1f, 1.1f, 1f);// 高光增益（金色高光）lgg.gain.value = new Vector4(1.5f, 1.3f, 0.8f, 1f);}}
}

技术细节

‌色彩空间‌：所有计算在线性空间（Linear Color Space）执行，需在Player Settings中启用
‌性能优化‌：每个参数的轨迹球计算在Shader中通过mix()函数插值实现，避免分支判断
‌混合模式‌：与Color Grading其他效果（如Tonemapping）按URP渲染顺序叠加处理

典型应用场景

‌电影感调色‌：Lift(-0.1,0,0.1)冷阴影 + Gamma中性 + Gain(1.3,1.2,1.0)暖高光
‌风格化渲染‌：Gamma(0.8,0.8,1.5)增强蓝色中间调，配合高对比度Lift/Gain
‌昼夜转换‌：通过脚本动态插值Lift值实现阴影色调随时间变化

URP实现流程

‌基础配置‌

启用URP管线的Post Processing功能
摄像机勾选Rendering > Post Processing选项

‌Volume系统设置‌

csharp
// 创建Global Volume并添加Lift Gamma Gain覆盖
using UnityEngine.Rendering;
using UnityEngine.Rendering.Universal;public class SetupPostProcessing : MonoBehaviour {void Start() {var volume = gameObject.AddComponent<Volume>();volume.profile = ScriptableObject.CreateInstance<VolumeProfile>();volume.profile.Add<LiftGammaGain>(true);}
}

‌参数动态控制示例‌

csharp
// 运行时调整Gain参数
VolumeProfile profile = GetComponent<Volume>().profile;
if(profile.TryGet(out LiftGammaGain lgg)) {lgg.gain.value = new Vector4(1.2f, 1.1f, 0.9f, 1f);// RGB增益
}