River Jiang
2020-10-28 8637f933a9987b4b16dd9725189a1c6ee2685118
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
#ifndef __TONEMAPPING__
#define __TONEMAPPING__
 
#include "ACES.cginc"
 
// Set to 1 to use the full reference ACES tonemapper. This should only be used for research
// purposes and it's quite heavy and generally overkill.
#define TONEMAPPING_USE_FULL_ACES 0
 
//
// Neutral tonemapping (Hable/Hejl/Frostbite)
// Input is linear RGB
//
half3 NeutralCurve(half3 x, half a, half b, half c, half d, half e, half f)
{
    return ((x * (a * x + c * b) + d * e) / (x * (a * x + b) + d * f)) - e / f;
}
 
half3 NeutralTonemap(half3 x, half4 params1, half4 params2)
{
    // ACES supports negative color values and WILL output negative values when coming from ACES or ACEScg
    // Make sure negative channels are clamped to 0.0 as this neutral tonemapper can't deal with them properly
    x = max((0.0).xxx, x);
 
    // Tonemap
    half a = params1.x;
    half b = params1.y;
    half c = params1.z;
    half d = params1.w;
    half e = params2.x;
    half f = params2.y;
    half whiteLevel = params2.z;
    half whiteClip = params2.w;
 
    half3 whiteScale = (1.0).xxx / NeutralCurve(whiteLevel, a, b, c, d, e, f);
    x = NeutralCurve(x * whiteScale, a, b, c, d, e, f);
    x *= whiteScale;
 
    // Post-curve white point adjustment
    x /= whiteClip.xxx;
 
    return x;
}
 
//
// Filmic tonemapping (ACES fitting, unless TONEMAPPING_USE_FULL_ACES is set to 1)
// Input is ACES2065-1 (AP0 w/ linear encoding)
//
half3 FilmicTonemap(half3 aces)
{
#if TONEMAPPING_USE_FULL_ACES
 
    half3 oces = RRT(aces);
    half3 odt = ODT_RGBmonitor_100nits_dim(oces);
    return odt;
 
#else
 
    // --- Glow module --- //
    half saturation = rgb_2_saturation(aces);
    half ycIn = rgb_2_yc(aces);
    half s = sigmoid_shaper((saturation - 0.4) / 0.2);
    half addedGlow = 1.0 + glow_fwd(ycIn, RRT_GLOW_GAIN * s, RRT_GLOW_MID);
    aces *= addedGlow;
 
    // --- Red modifier --- //
    half hue = rgb_2_hue(aces);
    half centeredHue = center_hue(hue, RRT_RED_HUE);
    half hueWeight;
    {
        //hueWeight = cubic_basis_shaper(centeredHue, RRT_RED_WIDTH);
        hueWeight = Pow2(smoothstep(0.0, 1.0, 1.0 - abs(2.0 * centeredHue / RRT_RED_WIDTH)));
    }
 
    aces.r += hueWeight * saturation * (RRT_RED_PIVOT - aces.r) * (1.0 - RRT_RED_SCALE);
 
    // --- ACES to RGB rendering space --- //
    half3 acescg = max(0.0, ACES_to_ACEScg(aces));
 
    // --- Global desaturation --- //
    //acescg = mul(RRT_SAT_MAT, acescg);
    acescg = lerp(dot(acescg, AP1_RGB2Y).xxx, acescg, RRT_SAT_FACTOR.xxx);
 
    // Luminance fitting of *RRT.a1.0.3 + ODT.Academy.RGBmonitor_100nits_dim.a1.0.3*.
    // https://github.com/colour-science/colour-unity/blob/master/Assets/Colour/Notebooks/CIECAM02_Unity.ipynb
    // RMSE: 0.0012846272106
    const half a = 278.5085;
    const half b = 10.7772;
    const half c = 293.6045;
    const half d = 88.7122;
    const half e = 80.6889;
    half3 x = acescg;
    half3 rgbPost = (x * (a * x + b)) / (x * (c * x + d) + e);
 
    // Scale luminance to linear code value
    // half3 linearCV = Y_2_linCV(rgbPost, CINEMA_WHITE, CINEMA_BLACK);
 
    // Apply gamma adjustment to compensate for dim surround
    half3 linearCV = darkSurround_to_dimSurround(rgbPost);
 
    // Apply desaturation to compensate for luminance difference
    //linearCV = mul(ODT_SAT_MAT, color);
    linearCV = lerp(dot(linearCV, AP1_RGB2Y).xxx, linearCV, ODT_SAT_FACTOR.xxx);
 
    // Convert to display primary encoding
    // Rendering space RGB to XYZ
    half3 XYZ = mul(AP1_2_XYZ_MAT, linearCV);
 
    // Apply CAT from ACES white point to assumed observer adapted white point
    XYZ = mul(D60_2_D65_CAT, XYZ);
 
    // CIE XYZ to display primaries
    linearCV = mul(XYZ_2_REC709_MAT, XYZ);
 
    return linearCV;
 
#endif
}
 
#endif // __TONEMAPPING__