2.2 HDR内容存储（Advanced High Dynamic Range Imaging ）
生成HDR内容后，就需要存储，分发和处理这些图像。 假设使用RGB颜色的三个波段，则使用三个单精度浮点数[173]表示未压缩的HDR像素。 这意味着一个像素使用12个字节的内存，在1920×1080的高清（HD）分辨率下，单个图像将占用大约24 MB。 这比不压缩就存储等效LDR映像所需的大约6 MB大得多。 研究人员一直在研究有效的方法来存储HDR内容，以满足高内存需求。 最初，仅使用浮点数的紧凑表示形式来存储HDR。 这些方法仍然在HDR应用程序中普遍使用，并将在本节中介绍。 最近，研究人员将精力集中在压缩方法上，这将在第8章和第9章中介绍。
HDR值通常使用单精度浮点数存储。 LDR成像中广泛使用的整数对于存储HDR值不切实际。 例如，一个32位无符号整数可以表示[0,2^23-1]范围内的值，这不足以覆盖HVS经历的整个范围。 它还不适用于两个或多个HDR图像之间的图像处理操作； 例如，在加法或乘法时，精度很容易丢失，并且可能会发生溢出。 对于实际值，这种情况使浮点数优于整数。[173]
使用单精度浮点数，图像每像素（bpp）占据96位。 Ward [405]提出了第一个解决方案，即RGBE，它最初是为存储由Radiance渲染系统[407]生成的HDR值而创建的。 假设这三种颜色之间的变化不大，则此方法将存储三种颜色之间的共享指数。 格式的编码定义为。
然后将红色，Rm，绿色，Gm和蓝色Bm的尾数以及指数E分别存储在无符号字符（8位）中，最终格式为32 bpp。 RGBE编码涵盖76个数量级，但编码不支持全部色域和负值。 为了解决这个问题，可以在编码之前将图像转换为XYZ颜色空间。 这种情况称为XYZE格式。 图形硬件供应商和计算机图形API支持RGBE格式的修改版本（即，每个颜色通道的尾数为9位，共享指数为5位）。 在Direct3D和OpenGL中，该格式分别称为DXGI FORMAT R9G9B9E5 SHAREDEXP [267]和GL RGB9 E5。 此外，这种格式可以在空间上适应有效的图像压缩[74]。
图像2.3和清单2.4展示了用于对本地存储的HDR图像（由每个颜色通道中的浮点数组成）中的RGBE值进行编码和解码的MATLAB代码。
沃德提出了另一种HDR图像格式，一种基于感知的24/32 bpp格式，名为LogLuv [214]。 与线性域中的颜色相比，此图像格式将更多位分配给对数域中的亮度。 第一步，将图像转换为XYZ颜色空间，并计算CIE（u'，v'）色度座标（请参阅附录B）。 然后，32 bpp格式将15位分配给亮度，将16位分配给色度，并将其定义为：
其中u'和v'是色度座标。 根据位的分布，24 bpp格式的公式（2.14）和公式（2.15）的常数略有变化：10位分配给亮度，14位分配给色度。 32-bpp格式覆盖38个数量级，而24-bpp格式仅覆盖4.8个数量级。 与RGBE / XYZE相比，LogLuv的主要优点是该格式分别存储亮度和颜色信息，使这些值可直接用于诸如色调映射（请参阅第3章），颜色处理等应用程序。此外，可以通过以下方式改进此格式： 利用图像统计数据（即最大和最小）[274]。 清单2.5中显示了基于公式（2.14）的LogLuv编码的MATLAB代码。 同样，清单2.6给出了使用公式（2.15）进行解码的MATLAB代码。
另一种常见的HDR图像格式是单浮点格式，这是OpenEXR文件格式的规范的一部分[180]。 在这种表示形式中，每种颜色都使用半精度浮点数编码，这是IEEE 754标准[173]的16位实现，并且定义为
其中S代表符号，占1位，M是尾数，占10位，E是指数，占5位。 因此，最终格式为48 bpp，覆盖大约10.7个数量级。 尽管尺寸很大，但主要优点是该格式是在图形硬件中实现的，允许实时应用程序使用HDR图像。 这种格式被认为是电影行业中的事实上的标准[112]。 娱乐业已经提出了几种中等动态范围格式，其目的是覆盖2-4个数量级之间的经典电影范围。 但是，它们不适用于HDR图像/视频。 皮克斯创建的日志编码图像格式就是这样的一个例子[112]。