【R站译制】CG&VFX《CG电影摄制艺术指南》CG Cinematography 0104. 学院色彩编码系统ACES - ACADEMY COLOR ENCODING SYSTEM

ODT 概述

有些人抱怨 ODT 中包含的色调映射，我个人就很喜欢，这里有几件事需要你了解一下:
    ——ACES 色调映射实际上不是一个艺术性的 LUT，它的值不是随心所欲的[而是主观的]。
    ——RRT/ODT 的对比度，是由许多经验丰富的业内专业人士，在精心设置的投影环境中验证的。
    ——色调映射在 HDR ODTs 中，[具有]更少的阴影和高光压缩。
    ——ACES 视图转换，是在具有不同查看条件的设备上做到最好。

RRT 和 ODT 样条，以及 ACES 系统色调比例(RRT+ODT)是在一个大的图像测试集上，通过视觉测试得出的[…]来自专家观察，所以不，这些值不是任意的。——来自 Scott Dyer，ACES 导师

关于 RRT/ODT 流程的一些其他解释：
    ——ACES RRT 是为剧院展览设计的，在那里观看环境是黑暗的，电影的内容倾向于用更多的对比度来补偿黑暗的环境。
    ——即使有一个环绕补偿过程(Dark < - > Dim)，驱动该过程的值是主观获得的，对于所有的情况可能都不够。
    ——RRT+ODTs 也是专家观看图像的结果，因此不可否认的是，有一些内在的主观性。
    ——一些公司，如 Epic Games，会用 1.45 的增益预曝光场景引用值(这与你的灯光 0.55 的曝光下增益大致相当)。

Shaper 整形器

ACES 输出转换包括一个 Shaper ，它是一个对数颜色空间，用于优化数据，它是一个透明的过程，只不过是一个数据的中间状态，具有纯粹的技术目的。

当我们用 OCIO 配置在 sRGB(ACES)中显示时，到底会发生什么？要转到 sRGB(ACES)，OCIO 首先将颜色转换为 ACES2065-1 (AP0 原色)。然后从 AP0 开始，我们进入一个称为 shapper 的颜色空间，这要归功于 1D LUT，最后是 sRGB，这要归功于 3D LUT。

来自 ACES 1.2 OCIO 配置：

 - !#ColorSpace
    name: Output - sRGB
    family: Output
    equalitygroup: ""
    bitdepth: 32f
    description: |
      ACES 1.0 Output - sRGB Output Transform
      
      ACES Transform ID : urn:ampas:aces:transformId:v1.5:ODT.Academy.RGBmonitor_100nits_dim.a1.0.3
    isdata: false
    allocation: uniform
    allocationvars: [0, 1]
    to_reference: !#GroupTransform
      children:
        - ! {src: InvRRT.sRGB.Log2_48_nits_Shaper.spi3d, interpolation: tetrahedral}
        - ! {src: Log2_48_nits_Shaper_to_linear.spi1d, interpolation: linear}
    from_reference: !#GroupTransform
      children:
        - ! {src: Log2_48_nits_Shaper_to_linear.spi1d, interpolation: linear, direction: inverse}
        - ! {src: Log2_48_nits_Shaper.RRT.sRGB.spi3d, interpolation: tetrahedral}

因为 3D LUT（甚至是 64^3）不适合应用于 ACEScg 之类的线性数据，所以需要一个 Shaper，否则只会浪费数据。

Delivery 传送器

一旦你对你的渲染满意了，并且完成了这个项目，你就准备好交付你的帧了。在动画工作室，我们通常将线性 EXR 文件传送到数字实验室。

对于 ACES，它的概念几乎是相同的，只是有几个重要的注意事项，为了最终交付到数字中间层，您必须交付与 ACES 兼容的 EXR 文件。

这是学院为在不同设施之间交换文件而制定的标准。这一点非常重要。你的渲染输出将是 ACEScg (AP1)，但是你的合成输出必须是具有正确的元数据的 ACES2065-1(AP0)。

交换和规定文件应按照 SMPTE 2065-4 的要求编写为 OpenEXRs。在 Nuke 中，应该将写入(Write)节点的色彩空间设置为 ACES2065-1，并勾选 Write ACES compliant EXR 复选框以获取正确的元数据。

Doug Walker 在 Acesentral 中解释道:
SMPTE ST 2065-4 规范“ACES 图像容器文件布局(ACES Image Container File Layout)”目前需要未压缩的文件，此外，还有其他限制，例如只有 16 位浮点和某些通道布局(RGB、RGBA 和立体 RGB/RGBA)，这些限制对于涉及归档或实时回放的用例，是有意义的。

ACES 实施

ACES, OCIO 和 CTL
现在大多数彩色管道都是通过 OCIO 设置的，这是因为它与许多软件兼容：Maya、Guerilla、Nuke、Mari、Rv……但是使用 OCIO 和 LUTs 有一个缺点：精度不高。
CTF 工作得更好的原因是，它更像是 ACES CTL 代码的“精确数学”实施，而不是烘培成 LUT-based 的表现。——来自 Doug Walker，ACES 导师。

离散和连续转换
这是怎么回事？我的同事 Christophe Verspieren 给了我答案，他向我展示了连续和离散的概念，这正发生在 OCIO 的烘焙 LUT 上，其实很容易理解。

离散和连续是典型的计算，左边的是烘培的 LUTs，右边是方程式，因为没有间隙可以填补，所以更精确。
当我们从场景引用转到显示引用时，它意味着要覆盖一个巨大的动态范围（ACES 处理大约 15 个档），离散变换实际上覆盖了巨大的区域。
我们没有将动态范围分割成相等的区域，因为我们更喜欢以牺牲高光为代价，来详细拆分大多数当前值，因此，显示色调映射(ODT)通过增加曝光量使这些不正确的(false)色度真正可见。
而且，即使转换是在 OCIO 中以数学方式定义的，它在 GPU 上而不是在 CPU 上运行的事实，导致了公式的离散化：图形卡实际上创建了一个 LUT！这些问题，真的是永无止境…

颜色插值间隙
此外，这些间隙(来自离散化)是线性填补，这并不一定是最自然的方式。即使我们改变色域，我们仍然在 RGB 中工作，并且线性插值是在穿过 A 和 B 的线上完成的。有时在实验室的颜色空间中管理颜色插值会更好。
在 OCIO 1.1.1 中并不是所有的数学公式都可用，只有 OCIO 2.0 才允许正确表示所需的 ACES 计算。
总结一下：
——在每个切片之间我们有线性插值。
——在很大范围内，这些插值缺乏精度。
——由于离散化，这会导致高光中的色度误差。

这在视觉上如何翻译？让我们看看一些具有极端饱和度的渲染，以比较不同的解决方案。

由于 Arnold 默认设置，在这些渲染中，“基础颜色权重”（base color weight）为 0.8。

Nuke 中的 CTL 节点
这有多重要？我们应该坚持 OCIO，还是研究这个 CTL 实现？我想我读过的关于这个话题，并带来了最好答案来了！来自 Alex Fry：对于正常曝光的图像，尤其是来自实景摄影机的图像，您不太可能看到任何与 OCIO 配置不同的渲染值，但是对于包含极端强度和饱和度的 CG 图像，您将看到更令人满意的衰减和去饱和度。——2016 年 12 月，Alex Fry 就已经明白了很多事情…
所以看起来 CTL 是值得使用的，尤其是当你在制作饱和动画故事片的时候！
这些 Nuke 节点与纯粹的 CTL 实现 100%匹配，但速度更快。请注意，这些节点使用 ACES2065-1 footage。因为我们是在 ACEScg 中渲染的，所以在插入这些节点之前，你需要将你的素材转换为一个 OCIOColorSpace。

重要更新:多亏了 OCIO 2.0, ACES OCIO 配置将不再出现任何差异。这将是一个巨大的进步(可能在 2021 年第一季度实现)。
可以查看 ACES OCIO 配置的发行说明(点击查看)。

渲染引擎中的 ACES

大多数渲染引擎都集成了 OCIO，让我们能够访问 ACES。Autodesk 甚至在 Maya 中推出了 ACES 的 CTL。，但听起来可能令人惊讶的是，OCIO/ACEs 有不同的集成级别。同时，对于大多数渲染引擎，基于光谱的计算仍然是使用 sRGB/Rec.709 原色进行的，例如：

总结一下：
在 ACEScg 中渲染以获得最佳的照明计算，即使我们的监视器无法完整显示它。
使用适合您的监视器和项目的显示转换进行显示。
使用一个能满足你需求的监视器(最好能 100%覆盖 P3)。

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