Academy färgkodningssystem

Academy Color Encoding System ( ACES ) är ett färgbildskodningssystem skapat under ledning av Academy of Motion Picture Arts and Sciences . ACES kännetecknas av ett färgexakt arbetsflöde, med "sömlöst utbyte av högkvalitativa filmbilder oavsett källa".

Systemet definierar sina egna primära färger baserat på spektral lokus som definieras av CIE xyY- specifikationen. Vitpunkten är ungefärlig till kromaticiteten för CIE Daylight med en korrelerad färgtemperatur (CCT) på 6000K . De flesta ACES-kompatibla bildfiler är kodade i 16-bitars halvflottor , vilket gör att ACES OpenEXR- filer kan koda 30 steg med sceninformation. ACESproxy-formatet använder heltal med en loggkodning. ACES stöder både högt dynamiskt omfång (HDR) och brett färgomfång (WCG).

Version 1.0 släpptes i december 2014. ACES fick en Primetime Engineering Emmy Award 2012. Systemet är delvis standardiserat av Society of Motion Picture and Television Engineers ( SMPTE) standardorgan.

Bakgrund

ACES-projektet började sin utveckling 2004 i samarbete med 50 industriteknologer. Projektet startade på grund av den senaste tidens intrång av digital teknik i filmindustrin. Det traditionella arbetsflödet för filmer hade varit baserat på filmnegativ, och med den digitala övergången, skanning av negativ och digitalkameraupptagning. Branschen saknade ett färghanteringssystem för olika källor från en mängd olika digitala filmkameror och film. ACES-systemet är utformat för att kontrollera komplexiteten som är inneboende i att hantera en mängd filformat, bildkodning, metadataöverföring, färgåtergivning och bildutbyten som finns i det aktuella arbetsflödet för filmer.

System översikt

Systemet består av flera komponenter som är designade för att samverka för att skapa ett enhetligt arbetsflöde:

  • Academy Color Encoding Specification (ACES) : Specifikationen som definierar ACES-färgrymden, vilket möjliggör halvflytande högprecisionskodning i linjärt ljus som exponeras i en kamera, och arkivlagring i filer.
  • Input Device Transform (IDT) : Detta namn föråldrades i version 1.0 och ersattes av Input Transform. Processen som tar tagna bilder från alla ätbara källmaterial och omvandlar innehållet till ACES färgrymd och kodningsspecifikationer. Det finns många IDT, som är specifika för varje klass av fångstanordning och troligen specificeras av tillverkaren med hjälp av ACES riktlinjer. Det rekommenderas att en annan IDT används för ljusförhållanden med volfram jämfört med dagsljus.
  • Input Transform : Det aktuella terminologinamnet för en Input Device Transform (IDT), enligt ACES version 1.0 och senare.
  • Look Modification Transform (LMT) : En specifik förändring i utseende som tillämpas systematiskt i kombination med RRT och ODT. (en del av ACES Viewing Transform)
  • Output Transform : Enligt ACES version 1.0-namnkonventionen är detta den övergripande mappningen från standardscenrefererad ACES- kolorimetri (SMPTE 2065-1- färgrymd ) till utdatarefererad kolorimetri för en specifik enhet eller familj av enheter. Det är alltid sammanlänkningen av referensrenderingstransformen (RRT) och en specifik utgångsenhetstransform (ODT), som definieras nedan. Av denna anledning förkortas utdatatransformen vanligtvis i "RRT+ODT".
  • Reference Rendering Transform (RRT) : Konverterar scen-refererad kolorimetri till display-refered, och liknar traditionell filmbildsrendering med en S-formad kurva. Den har ett större omfång och ett dynamiskt omfång tillgängligt för att möjliggöra rendering till alla utdataenheter (även sådana som ännu inte finns).
  • Output Device Transform (ODT) : En riktlinje för att återge det stora omfånget och det breda dynamiska omfånget för RRT till en fysiskt realiserad utenhet med begränsad omfång och dynamiskt omfång. Det finns många ODT, som troligen kommer att genereras av tillverkarna enligt ACES riktlinjer.
  • Academy Viewing Transform : En kombinerad referens av en LMT och en Output Transform, dvs "LMT+RRT+ODT".
  • Academy Printing Density (APD) : En referenstryckdensitet definierad av AMPAS för kalibrering av filmskanner och filminspelare.
  • Academy Density Exchange (ADX) : En densitometrisk kodning som liknar Kodaks Cineon som används för att fånga data från filmskanner.
  • ACES-färgrymd SMPTE Standard 2065-1 (ACES2065-1) : Den huvudsakliga scenhänvisade färgrymden som används i ACES-ramverket för att lagra bilder. Standardiserad av SMPTE som dokument ST2065-1. Dess spektrum inkluderar hela CIE-standardobservatörens spektrum med radiometriskt linjära överföringsegenskaper.
  • ACEScc (ACES color correction space) : En färgrymdsdefinition som är något större än ITU Rec.2020-färgrymden och logaritmiska överföringsegenskaper för förbättrad användning inom färgkorrigerare och betygsverktyg.
  • ACEScct (ACES-färgkorrigeringsutrymme med tå) : En färgrymdsdefinition som är något större än ITU Rec.2020-färgrymden och logaritmiskt kodad för förbättrad användning inom färgkorrigerare och betygsverktyg som liknar tåbeteendet för Cineon-filer.
  • ACEScg (ACES datorgrafikutrymme) : En färgrymdsdefinition som är något större än ITU Rec.2020-färgrymden och linjärt kodad för förbättrad användning inom datorgrafikåtergivning och kompositeringsverktyg.
  • ACESproxy (ACES proxy färgrymd) : En färgrymdsdefinition som är något större än ITU Rec.2020-färgrymden, logaritmiskt kodad (som ACEScc, inte som ACEScct) och representerad med antingen 10-bitar/kanal eller 12-bitar/kanal , heltalsaritmetik digital representation. Denna kodning är exklusivt designad för transport - endast av kodvärden över digitala enheter som inte stöder aritmetik med flyttalskodning, som SDI- kablar, monitorer och infrastruktur i allmänhet.

ACES färgrymder

AP0 - spektrallokuset som ses i CIE -koordinater

ACES 1.0 är ett färgkodningssystem som definierar en kärnarkivfärgrymd och sedan fyra ytterligare arbetsfärgrymder och ytterligare filprotokoll . ACES-systemet är utformat för att täcka behoven av film- och tv-produktion, relaterade till infångning, generering, transport, utbyte, gradering, bearbetning och kort- och långtidslagring av film- och stillbildsdata. Dessa färgrymder har alla ett par gemensamma egenskaper:

  1. De är baserade på RGB- färgmodellen .
  2. Bilddatan är scenrefererad , dvs de numeriska värdena är relaterade till den ursprungliga scenbelysningen, som reflekteras eller sänds ut från de verkliga objekten och ljusen på inspelningsplatsen vid inspelningstillfället. Utrymmet hänvisar till en "standardreferenskamera", en imaginär kamera som kan fånga all mänsklig visuell perception. Scen-refererade kodvärden som fångas av en riktig kamera är direkt relaterade till ljusexponering .
  3. De klarar av 30 exponeringsstopp.
  4. Referensvitpunkten kallas ibland, och felaktigt, till som "D60" , även om det inte finns något sådant som en CIE D60-standardljuskälla. Vidare är den vita punkten inte på CIE Daylight Locus eller Planckian Locus, och definierar inte den neutrala axeln. Filmskapare får välja vilken effektiv vitpunkt de behöver av tekniska eller konstnärliga skäl.
  5. Den vita punkten fungerar endast som en matematisk referens för transformationer och bör inte förväxlas med en scen- eller displayreferens. Den valdes genom ett experiment, projicering av film innehållande en LAD-testlapp på en bioduk, med hjälp av en projektor med en xenonlampa. Den uppmätta vitpunkten justerades sedan för att vara nära, men inte på, CIE dagsljuslokus. CCT är nära 6000k, med CIE 1931 xy-kromaticiteter på } .

De fem färgrymden använder en av två definierade uppsättningar av RGB-färgprimärer som kallas AP0 och AP1 (" ACES Primaries " #0 och #1 ); Kromaticitetskoordinaterna listas i tabellen nedan:

ACES primära och vitpunktskoordinater
CIE

1931

 AP0: ACES 2065-1 Vit

Punkt

 AP1: cg, cc, cct, proxy
röd grön blå röd grön blå
x 0,7347 0,0000 0,0001 0,32168 0,713 0,165 0,128
y 0,2653 1 0000 -0,0770 0,33767 0,293 0,830 0,044

AP0 definieras som den minsta uppsättningen primärer som omsluter hela CIE 1931 standard-observatörs spektrala locus; sålunda teoretiskt inkluderar och överskrider, alla färgstimuli som kan ses av det genomsnittliga mänskliga ögat. Konceptet med att använda icke-realiserbara eller imaginära primära färger är inte nytt och används ofta med färgsystem som vill återge en större del av det synliga spektrallokuset. ProPhoto RGB (utvecklad av Kodak ) och ARRI Wide Gamut (utvecklad av Arri ) är två sådana färgrymder. Värden utanför det spektrala lokuset bibehålls med antagandet att de senare kommer att manipuleras genom färgtiming eller i andra fall av bildutbyte för att så småningom ligga inom lokuset. Detta resulterar i att färgvärden inte "klipps" eller "krossas" som ett resultat av efterproduktionsmanipulation.

AP1- omfånget är mindre än AP0-primärerna, men anses fortfarande vara "brett spektrum". AP1-primärerna är mycket närmare realiserbara primärval, men till skillnad från AP0 är ingen negativ. Detta är viktigt för användning som arbetsplats, av ett antal praktiska skäl:

  • färgavbildnings- och färggraderingsoperationer som verkar oberoende av de tre RGB-kanalerna producerar variationer som naturligt uppfattas på röda, gröna och blå komponenter. Detta kanske inte uppfattas naturligt när man arbetar på de "oböjda" RGB-axlarna för AP0 -primärer.
  • alla kodvärden som finns i området representerar färger som, omvandlade till utdatarefererad kolorimetri via sina respektive utdatatransformer (läs ovan), kan visas med antingen nuvarande eller framtida projektion/ visningstekniker.

ACES2065-1

Detta är kärnan i ACES-färgrymden och den enda som använder AP0 RGB-primärerna. Den använder fotometriskt linjära överföringsegenskaper (dvs. gamma på 1.0), och är det enda ACES-utrymmet avsett för utbyte mellan faciliteter, och viktigast av allt, arkivering av bild-/videofiler.

ACES2065-1 kodvärden är linjära värden skalade i en ingångstransform så att:

  • en perfekt vit diffusor skulle mappas till RGB-kodvärde.
  • en fotografisk exponering av ett 18 % grått kort skulle mappas till RGB-kodvärde.

ACES2065-1-kodvärden överstiger ofta för vanliga scener, och ett mycket stort antal speglar och högdagrar kan bibehållas i kodningen. Den interna bearbetningen och lagringen av ACES2065-1 kodvärden måste vara i flyttalsaritmetik med minst 16 bitar per kanal. Förreleaseversioner av ACES, dvs. de före 1.0, definierade ACES2065-1 som den enda färgrymden. Äldre applikationer kan därför referera till ACES2065-1 när de hänvisar till "ACES-färgrymden". Dessutom, på grund av dess betydelse och linjära egenskaper, och eftersom den är baserad på AP0 -primärer, kallas den också felaktigt för antingen "Linear ACES", "ACES.lin", "SMPTE2065-1" eller till och med "AP0-färgrymden" ”.

Standarder är definierade för lagring av bilder i ACES2065-1-färgrymden, särskilt på metadatasidan, så att applikationer som respekterar ACES-ramverket kan erkänna färgrymdskodningen från metadata snarare än att härleda den från andra saker. Till exempel:

  • SMPTE ST2065-4 definierar korrekt kodning av ACES2065-1 stillbilder i OpenEXR- filer och filsekvenser och deras obligatoriska metadataflaggor/fält.
  • SMPTE 2065-5 definierar korrekt inbäddning av ACES2065-1-videosekvenser i MXF- filer och deras obligatoriska metadatafält.

ACEScg

ACEScg är en scenlinjär kodning, som ACES2065-1, men ACEScg använder AP1-primärerna, som är närmare realiserbara primärer. ACEScg utvecklades för användning i arbete med visuella effekter, när det stod klart att ACES2065 inte var ett användbart arbetsutrymme på grund av den negativa blå primären och det extrema avståndet för de andra imaginära primärerna.

AP1-primärerna är mycket närmare kromaticitetsdiagrammet för riktiga färger, och viktigare är att ingen av dem är negativ. Detta är viktigt för att rendera och sammanställa bilddata efter behov för visuella effekter.

ACEScc & ACEScct

Precis som ACEScg använder ACEScc och ACEScct AP1-primärerna. Det som skiljer dem åt är att istället för en scenlinjär överföringskodning använder ACEScc och ACEScct logaritmiska kurvor, vilket gör dem bättre lämpade för färggradering. Betygsarbetsflödet har traditionellt använt loggkodad bilddata, till stor del eftersom den fysiska filmen som används i kinematografi har en logaritmisk reaktion på ljus.

ACEScc är en ren loggfunktion, men ACEScct har en "tå" nära svart för att simulera minimidensiteten för fotografisk negativfilm och den äldre DPX- eller Cineon-loggkurvan.

Konvertera ACES2065-1 RGB-värden till CIE XYZ -värden


Konvertera CIE XYZ -värden till ACES2065-1-värden


Standarder

ACES definieras av flera standarder av SMPTE (ST2065-familjen) och dokumentation av AMPAS , som inkluderar:

  • SMPTE ST 2065-1:2012 - Academy Color Encoding Specification (ACES)
  • SMPTE ST 2065-2:2012 - Academy Printing Density (APD): Spectral Responsivities, Reference Measurement Device och Spectral Calculation
  • SMPTE ST 2065-3:2012 - Academy Density Exchange Encoding (ADX): Encoding Academy Printing Density (APD)-värden
  • SMPTE ST 2065-4:2013 - ACES Image Container File Layout
  • SMPTE ST 2065-5:2016 - Materialutbytesformat: Mappa ACES-bildsekvenser i MXF Generic Container
  • S-2013-001 - ACESproxy: En heltalsloggkodning av ACES-bilddata
  • S-2014-003 - ACEScc: En logaritmisk kodning av ACES-data för användning inom färggraderingssystem
  • S-2014-004 - ACEScg: A Working Space for CGI Render and Compositing
  • S-2016-001 - ACEScct: En kvasi-logaritmisk kodning av ACES-data för användning inom färggraderingssystem
  • P-2013-001 - Rekommenderade procedurer för att skapa och använda digitalkamerasysteminmatningsenhetstransformeringar (IDT)
  • TB-2014-001 - Academy Color Encoding System (ACES) dokumentationsguide
  • TB-2014-002 - Academy Color Encoding System (ACES) version 1.0 Riktlinjer för användarupplevelse
  • TB-2014-004 - Informativa anmärkningar om SMPTE ST 2065-1 - Academy Color Encoding Specification (ACES)
  • TB-2014-005 - Informativa anmärkningar om SMPTE ST 2065-2 - Academy Printing Density (APD) - Spectral Responsivities, Reference Measurement Device and Spectral Calculation och SMPTE ST 2065-3 Academy Printing Density Exchange Encoding (ADX) - Encoding Printing Density ( APD) Värden
  • TB-2014-006 - Informativa anmärkningar om SMPTE ST 2065-4 - ACES Image Container File Layout
  • TB-2014-007 - Informativa anmärkningar om SMPTE ST 268:2014 - Filformat för Digital Moving Picture Exchange (DPX)
  • TB-2014-009 - Academy Color Encoding System (ACES) Definition och användning av metadatafilformat på klippnivå
  • TB-2014-010 - Design, integration och användning av ACES Look Modification Transformers
  • TB-2014-012 - Academy Color Encoding System (ACES) Version 1.0 Komponentnamn
  • TB-2018-001 - Härledning av ACES White Point CIE Chromaticity Coordinates

En SMPTE-standard är också under utveckling för att tillåta ACES-kodströmmar att mappas till Material Exchange Format ( MXF)-behållaren.

Se även

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Academy_Color_Encoding_System&oldid=1140684767 "