颜色空间相关

一直以来对颜色空间的理解都不够深入，今天稍微整理了一下。

主要针对Unity中的Gamma和Linear两种颜色空间进行分析。

首先是为什么会有Gamma这个东西。

早期的显示器（CRT）是基于电子束扫描的，亮度的变化也是非线性的，即输入两倍的电压，并不能得到两倍的亮度，而是大概输入电压的2.2次方。

这导致了显示的亮度偏暗。

因此在输出到显示器之前，先对颜色进行Gamma校正，即将颜色值进行0.45次方的处理，这样在显示器上显示时，亮度就会接近预期。

这只是最早期Gamma的由来，现在液晶显示器已经没有了这种特性，依然保留Gamma更多是因为下述的SRGB空间的原因。

人眼对亮度的感知是非线性的，具体来说，人眼对低亮度的变化更敏感，对高亮度的变化不敏感。

因为上述人眼的特点，利用Gamma空间的非线性特性，使用73%的空间来存储低亮度的颜色，使用27%的空间来存储高亮度的颜色。这就是SRGB颜色空间。

因此一般（除了HDR）的纹理贴图等都是在SRGB空间中存储的，

而在着色器中进行计算时，一般要使用线性空间进行计算，所以在Unity中导入贴图时，会有一个选项来选择贴图的颜色空间。目的就是为了便于在输入到着色器之前移除Gamma校正。

一般只有和颜色相关的纹理（如Albedo、Emission等）需要SRGB空间，其他纹理（如Normal、Metallic等）则不需要。

早期因为部分硬件的限制，Unity默认使用Gamma颜色空间，但目前大部分硬件都支持线性空间，因此基本不考虑在Gamma空间下进行开发。

值得注意的是，PS默认是在Gamma空间进行透明度混合，而Unity则是在线性空间下进行透明度混合。所以要美术配合，修改PS的透明度混合方式。

所以，有以下事实。

unity在着色器中默认使用线性空间进行计算。
如果输入的颜色是SRGB空间的颜色，在进入着色器之前，需要进行将其转为线性空间的颜色，即进行2.2次方的处理。
在全部渲染完成后，Unity会将颜色再次转换成SRGB空间的颜色进行显示，即进行0.45次方的处理。

如果新建一UnLitShader，输入一浮点0.5，则输出是188,188,188.

使用FrameDebugger可以看到，在这个着色器执行时，确实输出的是128,128,128。

但在最后一个BlitFinalToBackBuffer的Pass中，Unity会将颜色进行0.45次方的处理，得到188,188,188。

但如果选择输入一颜色(128,128,128)

使用FrameDebugger可以看到，输入的颜色是128,128,128时，传入的颜色实际是0.214,0.214,0.214，说明Unity认为我们输入的是SRGB空间的颜色，要转成线性空间的颜色。

最后一个BlitFinalToBackBuffer的Pass中，Unity会将颜色进行0.45次方的处理，得到128,128,128。