使用ACES和AMF传递色调风格

更新于2022年8月9日:对最后一段进行了编辑,更新了Pomfort产品的最新执行情况

概述

我们的软件产品主要应用于电影片场,因此,从片场到其他活动的元数据传输一直是我们的核心需求。但元数据格式的标准化是个缓慢的过程,不过最近出现了一种新的格式 — ACES元数据文件(AMF)— 目前已成为行业焦点。

在本文中,我们将进一步了解AMF的由来及其功能,并通过Livegrade的例子为你介绍它如何在系统之间实现色调信息的传输。

ACES的转换架构

ACES(the Academy Color Encoding System – 学院色彩编码系统)于2014年问世,不仅有足够广的色域和场景 – 线性编码分辨率,还有能精确指定转换的色彩管线框架。这个框架明确了此前其他色彩处理中隐含的内容,例如数字中间片的log管线、常见视频工作流程或数字胶片摄影机中应用的色彩管线等。

如果你对ACES有一点了解,你会看到线框图中标有“IDT”、“LMT”、“RRT”、“ODT”等字样的方框。这些方框代表了某些特定的转换,将其挨个排列可以按功能进行分类。比如,“IDT”(输入变换)是(只)将色值从输入色彩空间(如log摄影机色空间和编码)转换到常见的场景参考色彩空间和编码(即ACES2065-1)的处理。而相比之下,“LMT”(色调操作转换)不会在色彩空间之间进行转换,而是根据创意风格对颜色进行修改。

如果需要,你可以将之前提到的每一种色彩处理都映射到ACES文档的概念框架中。但在这个过程中,单一用途的转换框有时会被省略或合并 — 通常只是因为在某些时候,会由“LUT”文件或在设备内部来实现多种转换。这会使色彩处理之间很难进行比较,并且几乎不可能交换这些色彩处理流程的配置。

“素材片段级元数据”

ACES旨在将色彩框架和所使用的转换的内容具体化。此外,学院的工作组已经强烈提出,应补充描述如何在系统之间传递这些管线的有关信息。

有了ACES的架构,我们能更轻松地记录每个素材片段从摄影机源色彩空间到监视器色彩空间的准确色彩管线。此外,在拍摄和后期制作中,还可以在不同系统上重现每个素材片段的创作意图。

作为首次尝试 — 之前,“ACESclip”已经成为ACES1.0版规范的一部分,但ACESclip如今(几乎)没有被投入使用,其原因可能有两个方面。首先,供应商必须首先实现 ACES 的色彩科学,然后再考虑交换相关信息 — 而这已经是相当大的工作量了。另一方面,ACESclip提出时,还没有人能想象ACES实际使用时会是什么样。因此,尽管出发点很好,但它还没有做好“进入黄金时代” 的准备。

ACES元数据文件及应用实例

在ACES v1.0发布后,学院的ACES项目负责人意识到,为了让 ACES 更好地适应现实世界,围绕规范建立的组织必须开放,并为ACES新用户和供应商创建交流社区,以优化ACES实际使用体验。经过委员会近十年的闭门造车(至少也是非公开),ACES之后的版本应该吸纳来自日益壮大的社区的反馈和建议。

首批工作小组之一是“ACES元数据文件”小组,其任务是重新审视ACESclip规范,并提出更新方案。因此,AMF格式(即ACESclip更新迭代后的版本)在2021年初发布了。

ACES 元数据文件 (AMF) 是一种基于XML的文件格式,它描述了在不同系统上重新创建相同图像画面所需的所有“外观元数据”信息。

AMF文件由三部分组成:

  • AMF文件本身的一些相关元数据,包括创建时间的信息和有关其用途的描述性文本;
  • 一个可选择的媒体片段的参考引用,这个媒体片段与AMF文件携带的色调信息相关联,以及
  • 一个详细的管线描述,包括需要应用于素材片段的所有转换列表,以便于在另一个系统上重新实现“创意意图”。

让我们来看一个例子,下面是Livegrade中,“ACES CDL”调色模式的基本界面。

Livegrade中的“ACES CDL”调色模式

现在让我们来看看导出的AMF文件中的管线部分(本文末尾提供了包含 “新色调 “AMF文件的ZIP压缩包以供下载)。

在本例中,色彩处理管线由三个转换组成:

  • 输入转换 (<aces:inputTransform>):这个转换参考了用户界面中带有TransformID的IDT。色调转换如下所示: urn:ampas:aces:transformId:v1.5:IDT.ARRI.Alexa-v3-logC-EI800.a1.v2. [1]
  • 带有CDL节点(<cdl:SOPNode>和<cdl:SatNode>)的色调转换(<aces:lookTransform>):用户可以通过色轮更改ASC CDL的值 — 并且直接将其嵌入到AMF文件中。要注意:CDL转换通常应用在“log”调色空间中,这意味着还需要在AMF文件中指定CDL的工作色彩空间(通常是ACEScct或ACEScc)。工作色彩空间也通过TransformID来引用(即,从线性ACES色彩空间和编码转换到工作色彩空间并返回的处理);
  • 输出转换(<aces:outputTransform>):该转换再次用到TransformID,在本例中是“ACES参考渲染转换”(RRT)对应的TransformID,以及输出设备转换 — 在本例中是选择了ODT “Rec.709”(使用的TransformID为:urn:ampas:aces:transformId:v1.5:ODT.Academy.Rec709_100nits_dim.a1.0.3)。

色彩管线配置中还有一个更重要的通用信息:管线所基于的ACES版本。有了这些信息,我们就可以在其他软件系统中重新创建色彩管线设置,而无需猜测或要求额外的背景信息。

[1]所有常见数字电影摄影机的输入转换与对应的TransformID都会发布在ACES软件库中,以便所有的供应商都可以采用它们。

将色调扩展到 ASC CDL 之外

上面的示例中,色彩处理管线已经涵盖了一系列的使用情况。然而,虽然ASC CDL最大限度地提高了功能与简洁性之间的性价比,但在描述色调风格方面,也就到此为止了,它无法表达更有针对性的创意转换,例如偏移单个颜色,“降低高光的饱和度”,或特定的高光控制,无法借由ASC CDL的十个数字来实现。不同厂商的调色系统提供了多种额外的转换和控制,目前还没有一个独立统一的标准来传输这些参数。所有这些转换的后备方案是将它们“烘焙”到一个颜色查找表(LUT)中。

AMF与LUT支持

那么你可以将LUT引用到AMF吗?很遗憾,这个问题很复杂。让我们回头看看这样一个LUT在AMF中的位置。正确位置应该是由AMF中的<aces:lookTransform>节点表示的“外观修改转换”(LMT)。但“按照规定”,LMT总是应用于ACES2065-1的线性编码中。我猜你可能会想到常用的“cube LUT”,然而并非如此 — 它通常是为了应用于log工作色彩空间而被创建的,类似于ASC CDL转换。不幸的是,该解决方案并不像创建一个以线性方式工作的新cube LUT 那么简单。线性编码和log编码会导致LUT的采样点在亮度范围内的分布完全不同。因此,你的LUT很有可能无法在线性编码中正确表示底层转换。

因此,我们需要一种新的LUT格式,以应用于ACES的线性编码 — 专用于线性信号的特定要求,并提供从预览到完成片所需要的最大精度:请来认识一下通用LUT格式:Common LUT Format(CLF)。

CLF本质上不是“颜色查找表”,而是用一个或多个运算符来描述其色彩转换,其中一些可以是查找表,但还有一些是数学指令(如3×3矩阵或对数曲线)。因此,CLF是适合AMF要求的“LUT”格式。软件系统甚至可以将提到的“log-to-log” cube LUT打包到CLF文件中,通过将其包含在从线性编码到log编码的转换中并返回,这样它就变成了ACES标准里真正的LMT。

至此,我们了解了在AMF文件中用于配置转换的具体值(即ASC CDL值)或TransformID。为了使用CLF文件,AMF转换还允许引用外部文件 — 但仅支持CLF文件格式。

请看以下扩展示例,本例的色调不仅包括ASC CDL转换,包含一个稍微降低绿色饱和度的附加曲线节点:

Livegrade中“ACES CDL 进阶”调色模式

这是仅用ASC CDL无法呈现的色调。导出的AMF文件(本文末尾可下载含有“更多节点色调”的AMF文件及CLF文件的ZIP压缩包)会看起来与上文示例很相似,但在带有CDL值的色调转换之后,多了一个额外的<aces:lookTransform>。这个新的色调转换中引用了一个CLF文件,其中只包含Livegrade中“HSL曲线”节点的转换。Livegrade会创建该CLF文件,其中包含需应用在线性编码中的色相 – 饱和度变化,以使其成为正确的“LMT”格式。当另一个应用程序导入AMF-加-CLF-组合时,我们将无法复现曲线UI(因为该系统可能没有对应的曲线UI界面)[2],但我们仍可以应用所生成的转换,从而得到与原始软件中完全相同的图像画面。

[2]实际上,目前已经支持在CLF文件中嵌入供应商特定的元数据。因此,虽然其他系统可能“只”能应用CLF,但只要带有供应商特定元数据的CLF文件保持不变,往返的工作流程就能恢复滑块位置及过滤器设置。

后续步骤

AMF和CLF的结合[3] 为在ACES环境下交换色调奠定了良好的基础。系统之间可以交换整个ACES管线的信息,包括任何涉及到的ASC CDL参数,以及附加转换的LMT信息。这些转换可以是固定的(引用自TransformID),如ACES 1.3引入的Reference Gamut Compress(参考色域压缩变化)转换,也可以是引用自CLF文件的自定义转换。

对于软件供应商如何设计创意色调转换的控件,AMF并不做出限制,而是允许在其他系统中精确复制这种特定控件的输出。这使得更先进的创意工作能在电影制作的各阶段重现。此外,AMF已经具备了用CLF文件表示IDT的功能,一旦得到系统的支持,这将增强系统和各环节活动间的互操作性。

说实话,本文发表时,还没多少系统应用AMF和CLF。AMF和CLF并不是“另一种LUT格式”,但AMF和CLF是由大型工作组开发的,其广大成员来自工作室、制片厂、厂商、设施及用户。因此,人们普遍认为AMF为实际使用提供了良好的解决方案。

Livegrade将在其下一次重大更新中(预计2022年8月),支持ACES 1.3版本的AMF导入和导出 — 还包括全面的CLF支持(读取及写入)。Silverstack会在不久的将来继承这些功能。在其他兼容ACES的系统中,也正在努力实现对AMF的支持。比如,OpenColorIO项目刚刚发布了重大升级,包括在配置OCIO色彩管线时对于AMF和CLF的支持。Colorfront也在其产品中添加了对AMF的支持, 一旦人们在初期投入使用后切身体会到AMF的好处,AMF的知名度可能会在未来几个月内大幅提升。

[3]CLF是一个独立于ACES的标准,也可用于与ACES无关的其他色彩管理环境。

总结

本文介绍了关于ACES元数据格式的相关理念,并说明了它与其他“色调格式”的不同之处。AMF是由供应商和用户组成的社区共同开发的一个开放标准,通过共同努力,它可以成为你在创建新的色调风格和色彩管理工作流程时的一个令人兴奋的选择 — 从拍摄现场开始,甚至延伸到后期制作之外。

资源:

About the Author
Patrick是Pomfort现场应用程序的产品经理。通过在Pomfort的工作,他将软件工程的技术背景与数字电影制作的实践经验相结合 - 并且偏爱创造能应用到实际工作中的软件。