本文原文是游戏记者西川善司在fami通杂志上的科普专栏文章。在享受游戏画面的同时，玩家也需要知道是什么带来了让人震撼的效果。继法线贴图和自投射阴影后，最后让我们来介绍一下三种神器的最后一种，高动态光照(HDR光照)。
让现实世界的亮度在屏幕上重现的HDR
现实世界中，有酒吧那样阴暗的场所，也有晴日的滑雪场那样明亮的场所。人的眼睛能自动调节瞳孔，适应种种场合来观察世界。
游戏世界的影像是通过控制大量不同三原色亮度的像素组成的。从初代PS到PS2，RGB的值都是8位(0-255)。全黑就是0，这都没什么问题，但被电灯照到的脸，被阳光照到的脸，画面最亮的部分都被限制到了255。这对阴影的计算造成了很大的限制。
比如说，现实中的沥青路，光线反射率是只有7%。所以路面看上去是黑色的。但即便如此，在夏日，沥青路面看上去也是钝光的，因为太阳非常明亮，即便只有7%的反射率，我们看上去都是发光的。
而一个像素只能表现8位的RGB值。PS2时代之前的游戏图像，因为电灯和太阳的亮度都只能取成同样的值，在表现阴影上是很困难的。
在夜晚被星光照亮的地面，亮度值只有百万分之一流明/平方米，阳光下的雪地亮度有100万流明/平方米，要表现这种亮度，需要10的12次方那么大的数值。而8位体系只能表现10的2.4次方。动态范围不足的问题是很明显的。
360和PS3的GPU对单个像素，可以用浮点数和16位，32位的整数来进行处理。也就是能实现更高的动态范围。于是能正确反应现实世界光照差别的“高动态光照”在这个世代被积极导入进了游戏制作。
高动态光照带来的三个功效
高动态光照的功效，第一是不受场景明暗限制，能更真实的还原材质的阴影。比如说，光源的亮度是65535(16位的最大值)，反射度为7%的沥青路面亮度就是4587，阴影的数值范围大了很多。
不过一般家庭用的显示器不能直接表现出高动态光照。就算雪地场景使用了高动态光照，显示器也无法表现出那种需要遮阳镜的亮度。最近也有支持更高色深的产品(DEEP COLOR )，但一个像素8位色深还是基本状况，显示器的显示亮度也没有很大的变化。那么为什么高动态光照并不是没有意义的呢?
之前我们说了，人的眼睛能自动调节瞳孔，适应种种场合来观察世界。这个概念也能适用到游戏图像领域。首先把漆黑到高亮度场景用高动态光照得出的结果求得平均值，基于这个平均值，用8位的数据来概括表现高动态光照的结果。这种处理叫做“调和映射”。
好不容易能用更大的数据范围进行了计算，是不是结果毫无用处呢?这种处理就能够模仿出“人眼自动调节瞳孔”的行为。延迟几个帧数，分阶段地进行以上处理，就能模拟出“一开始太耀眼什么都看不到”“一开始太暗什么都看不到”这样人眼适应明亮或者阴暗场所的效果。这是高动态光照的第二个功效。
左边的画面没有进行调和映射，亮部完全饱和，阴影不明显。
右边使用了调和映射，亮部能表现出层级。
高动态光照的范例《半条命2》
调和映射后的画面和原本没有什么改变。在调和映射时，将高亮度部分从缓冲中取出，使用像素着色器将其模糊，然后叠加到原本的图像上，这样高亮度的地方就会表现出眩光效果(PS婚纱照常用的技术)。
在用8位数据概括高动态光照信息时会造成信息损失。但如果将损失掉的亮度信息中数值高的部分单独抽出来，像合成照片一样叠加在源图像上，就能表现出光芒溢出的眩光效果。这是高动态光照的第三个功效。
这三个功效不仅仅能作用于产生现实主义风格图像，根据使用者的艺术感觉，也能生成印象派的图像。高动态光照受到了现实主义派和艺术派两方的欢迎。
现时代机型主流的模拟高动态光照
PS3规格上可以对一个像素进行16位以上的渲染。但这样系统负担非常高。所以和PS2一样，8位色深是主流，这也就是所谓的“模拟高动态光照”。
比如说，将普通亮度分为0-127,0-63，高亮部分分为128-255,64-255进行渲染。这样一来就可以在8位系统下获得原本2倍或者4倍的动态范围。不过这种模拟高动态的做法，会让色阶的分辨率下降到一半或者四分之一。
A就是把普通亮度部分用0-127表示的例子，A'是0-63的例子。在这里色阶表现能力的差别就很明显。不过B和B'的情况表现就不那么明显了。PS3上，这种模拟高动态表现法是主流。
