使用 stb_image 库加载图像作为 float 输出错误的值

Question

当我使用 STB_Image the values seem to be off. I created an image to test it 将图像加载为浮动时。（这里使用的RGB码是[127, 255, 32]）
当我使用 stbi_load() 将此图像加载为 unsigned char 时，我得到了正确的值。但是当我使用 stbi_loadf() 将它加载为 float 时，我得到了错误的值，这对我来说真的没有意义。

这是我用来测试的代码：

#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]

理论上，这应该在两行上打印出相同的值，底部的值是正确的，但由于某些原因它没有。
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 float 值，但我觉得应该有一种方法可以只使用 STB_Image 本身来做到这一点。

Answer 1

来自 stb_image.h header 条评论：

// 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() 函数对 return 其浮点值使用 built-in 伽玛校正。

伽玛校正公式如下所示：

Vout = (Vin / 255)^γ; Where γ = 2.2

当您将 [127, 255, 32] 通过伽玛校正公式时，您会得到您所看到的结果：

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 non-linear 编码图像（HDR 或伽马校正）。如果您要使用该函数加载实际的 HDR 图像，将伽马设置为 1.0 会对绘制时图像的准确性产生负面影响；所以最好只使用 stbi_loadf() 如果你真的需要图像加载伽玛校正。

Now i could of course use the unsigned char values and write myself a function that converts everying to the proper float values but I feel like there should be a way to do this just using STB_Image itself.

使用 Vout = (float)Vin / 255f 手动将 8 位图像数据转换为浮点数可以明显地告诉代码的读者图像数据未伽玛校正。将 stbi_loadf() 与 stbi_ldr_to_hdr_gamma(1.0f) 结合使用会掩盖这一重要细节。

使用 stb_image 库加载图像作为 float 输出错误的值

Loading image with stb_image library as float outputs wrong values

c++

image

image-processing

stb-image