HDR은 High Dynamic Range의 약자이다. 디스플레이가 SDR(Standard Dynamic Range) 디스플레이보다 더 깊은 명암비, 더 넓은 색 영역, 일반적으로 더 나은 밝기 표현을 가진 이미지를 렌더링할 수 있는지 여부를 결정하는 사양이다. HDR 렌더링을 사용하면 명암비 제한으로 인해 손실될 수 있는 디테일을 보존할 수 있다.
직관적으로 설명하면 부동소수점 색상을 기준으로 0.0은 검은색이고 1.0은 흰색이다. SDR에서는 0.0 ~ 1.0까지의 색상만 표현할 수 있다. 즉, 검은색보다 더 어두운 유채색은 존재하지 않고 1.0보다 더 밝은 유채색도 존재하지 않는다. 이러한 SDR의 특징으로 인해 SDR에 맞춰서 제작된 영상 매체들은 색상이 지나치게 단순해지고 뭉쳐보이기까지 하는 한계가 드러난다.
반면, HDR에서는 음수값을 허용하고 1.0을 초과하는 색상을 표현할 수 있다.
이를 통해 명암비 제한으로 인해 손실될 수 있는 디테일을 보존할 수 있다. 또한 넓은 색 영역과 더 높은 색 비트 심도를 함께 제공하므로 PC 모니터에서 사실적이고 생생한 이미지를 구현하는 데 도움이 된다.
정리하면, 조명을 적용했을 때 조명들이 중첩되어 너무 밝게 설정되면 모든 픽셀 값들이 1로 고정되어서 모든게 하얀색으로 보인다. 이를 방지하기 위해서 HDR을 사용하여 일단 1을 넘는 값으로 RGB를 설정한 후에, Tone Mapping을 통해서 HDR to SDR로 0~1으로 매핑해준다.
이를 통해서 모두 1로 설정하는 것이 아니라 1에 가까우면서 차이점을 줘서 특징점이 남아있으면서 밝게 설정할 수 있다. 역으로 어두운 분위기로도 만들 수 있다.
( 물론 Tone Mapping 할 때 선형적으로 Mapping하는 것이 아니다. )
