使用 stb_image 库加载图像作为浮点输出错误值

Question

当我使用STB_Image将图像加载为浮点数时，值似乎已关闭。 我创建了一个图像来测试它 . （这里使用的 RGB 代码是 [127, 255, 32]）
当我使用stbi_load()将此图像加载为unsigned char我得到了正确的值。 但是当我使用stbi_loadf()它加载为float我得到了错误的值，这对我来说没有意义。

这是我用于测试的代码：

#define STB_IMAGE_IMPLEMENTATION
#include "stb_image.h"

#include <sstream>
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <string>

struct ColorF {
  float r;
  float g;
  float b;
  float a;

  std::string toString() {
    std::stringstream stream;

    stream << std::fixed << std::setprecision(2) << "[" << this->r << ", " << this->g << ", " << this->b << ", " << this->a << "]";

    return stream.str();
  }
};

struct ColorUC {
  unsigned char r;
  unsigned char g;
  unsigned char b;
  unsigned char a;

  std::string toString() {
    std::stringstream stream;

    stream << "[" << (float) this->r / 255.0f << ", " << (float) this->g / 255.0f << ", " << (float) this->b / 255.0f << ", " << (float) this->a / 255.0f << "]";

    return stream.str();
  }
};

int main() {
  int width, height, channels;
  float* image = stbi_loadf("test.png", &width, &height, &channels, STBI_rgb_alpha);

  // print content of first pixel of the image
  std::cout << ((ColorF*) image)->toString() << std::endl;

  unsigned char* jpeg = stbi_load("test.png", &width, &height, &channels, STBI_rgb_alpha);

  // print content of first pixel of the image
  std::cout << ((ColorUC*) jpeg)->toString() << std::endl;  

  stbi_image_free(image);
  stbi_image_free(jpeg);

  return 0;
}

我得到的测试输出是这样的：

[0.22, 1.00, 0.01, 1.00]
[0.50, 1.00, 0.13, 1.00]

从理论上讲，这应该打印出相同的值，底部的值是正确的值，在两行上，但由于某种原因它没有。
现在我当然可以使用 unsigned char 值并为自己编写一个函数，将所有内容转换为正确的浮点值，但我觉得应该有一种方法可以仅使用 STB_Image 本身来做到这一点。

Answer 1

从stb_image.h标题注释：

// If you load LDR images through this interface, those images will
// be promoted to floating point values, run through the inverse of
// constants corresponding to the above:
//
//     stbi_ldr_to_hdr_scale(1.0f);
//     stbi_ldr_to_hdr_gamma(2.2f);

这意味着stbi_loadf()函数使用内置伽马校正来返回其浮点值。

伽马校正公式如下所示：

Vout = (Vin / 255)^γ; Where γ = 2.2

当你把[127, 255, 32]通过伽马校正公式时，你会得到你看到的结果：

R: 0.22 = (127 / 255)^2.2
G: 1.00 = (255 / 255)^2.2 
B: 0.01 = ( 32 / 255)^2.2

您可以使用stbi_ldr_to_hdr_gamma(1.0f)设置 stb_image 伽马系数作为快速修复。

但是，stb_image 专门定义了stbi_loadf()以支持非线性编码图像（HDR 或伽马校正）。 如果要使用该功能加载实际的 HDR 图像，将 gamma 设置为1.0会对绘制图像的准确性产生负面影响； 因此，如果您确实需要使用伽马校正加载图像，最好只使用stbi_loadf() 。

现在我当然可以使用 unsigned char 值并为自己编写一个函数，将每个值转换为正确的浮点值，但我觉得应该有一种方法可以仅使用 STB_Image 本身来做到这一点。

使用Vout = (float)Vin / 255f手动将 8 位图像数据转换为浮点数明显告诉代码的读者，图像数据没有经过伽马校正。 将stbi_loadf()与stbi_ldr_to_hdr_gamma(1.0f)可能会掩盖这一重要细节。