Sistema di codifica dei colori Academy

L’Academy Colour Encoding System (ACES) è un sistema di codifica di immagini a colori creato da centinaia di professionisti del settore sotto l’egida dell’Academy of Motion Picture Arts and Sciences.ACES consente un flusso di lavoro accurato e accurato del colore, con “interscambio continuo di immagini cinematografiche di alta qualità indipendentemente dalla sorgente”.

Il sistema definisce i propri primari di colore che comprendono completamente il locus spettrale visibile come definito dalla specifica CIE xyY. Il punto di bianco è approssimativo all’illuminante standard CIE D60 ei file conformi a ACES sono codificati in half-float a 16 bit, consentendo in tal modo ai file ACEX OpenEXR di codificare 30 stop di informazioni sulla scena. ACES supporta sia la gamma dinamica elevata (HDR) che la gamma cromatica ampia (WCG).

La versione 1.0 è stata rilasciata a dicembre 2014 ed è stata implementata da più fornitori e utilizzata su più film e programmi televisivi. Nel 2012, ACES ha ricevuto un Emmy Engineering Award per la Television Academy. Il sistema è standardizzato in parte dagli standard della Society of Motion Picture e Television Engineers (SMPTE). Le modifiche alle specifiche ACES, annunci, notizie, discussioni e altre informazioni sono regolarmente aggiornate su http://www.ACESCentral.com.

Centinaia di produzioni, dalla Motion Pictures alla televisione agli spot pubblicitari, e il contenuto VR è stato prodotto utilizzando ACES, tra cui: The Lego Batman Movie (2017) Guardians of the Galaxy Vol. 2 (2017) King Arthur: Legend of the Sword (2017) The Grand Tour (2016 serie TV) Cafe Society (2016) Bad Santa 2 (2016) The Legend of Tarzan (2016) Chef’s Table (Serie TV 2016) Chappie (2015 ) The Wedding Ringer (2015) Baahubali: The Beginning (2015) The Wave (2015).

sfondo
Il progetto ACES ha iniziato il suo sviluppo nel 2004 in collaborazione con 50 tecnici del settore. Il progetto è iniziato a causa della recente incursione delle tecnologie digitali nel settore cinematografico. Il tradizionale flusso di lavoro cinematografico era basato su negativi di pellicola e con la transizione digitale, la scansione di negativi e l’acquisizione di fotocamere digitali. L’industria non disponeva di uno schema di gestione del colore per fonti diverse provenienti da una varietà di fotocamere e pellicole cinematografiche digitali. Il sistema ACES è progettato per controllare la complessità inerente alla gestione di una moltitudine di formati di file, codifica di immagini, trasferimento di metadati, riproduzione dei colori e interscambi di immagini che sono presenti nel flusso di lavoro del filmato corrente.

Panoramica del sistema
Il sistema è composto da diversi componenti progettati per lavorare insieme per creare un flusso di lavoro uniforme:

Accademia Color Encoding Specification (ACES): specifica che definisce lo spazio cromatico ACES, consentendo la codifica ad alta precisione half float nella luce lineare di una scena esposta in una fotocamera e la memorizzazione di archivi nei file.

Input Device Transform (IDT): questo nome è stato deprecato nella versione 1.0 e sostituito da Input Transform. Il processo che prende le immagini catturate da qualsiasi materiale di origine ingeribile e trasforma il contenuto nello spazio colore ACES e nelle specifiche di codifica. Esistono molti IDT, specifici per ogni classe di dispositivi di acquisizione e probabilmente specificati dal produttore utilizzando le linee guida ACES. Si consiglia di utilizzare un IDT diverso per il tungsteno e le condizioni di luce diurna.

Input Transform: il nome terminologico corrente per un Input Device Transform (IDT), come da ACES versione 1.0 e successive.

Look Modification Transform (LMT): un cambiamento specifico nell’aspetto che viene applicato sistematicamente in combinazione con RRT e ODT. (parte della trasformazione di visualizzazione ACES)

Trasformazione dell’output: come da convenzione di denominazione di versione 1.0 di ACES, si tratta della mappatura complessiva della colorimetria ACES standard riferita alla scena (spazio colore SMPTE 2065-1) alla colorimetria riferita all’output di un dispositivo o una famiglia di dispositivi specifici. È sempre la concatenazione della Reference Rendering Transform (RRT) e una specifica Output Device Transform (ODT), come definito di seguito. Per questo motivo, la trasformazione di output viene generalmente ridotta in “RRT + ODT”.

Trasformazione di rendering di riferimento (RRT): converte la colorimetria riferita alla scena in riferimento alla visualizzazione e assomiglia al tradizionale rendering dell’immagine cinematografica con una curva a forma di S. Ha una gamma più ampia e una gamma dinamica disponibili per consentire il rendering su qualsiasi dispositivo di output (anche quelli non ancora esistenti).

Output Device Transform (ODT): una linea guida per il rendering della gamma ampia e della vasta gamma dinamica del RRT su un dispositivo di output realizzato fisicamente con gamma e gamma dinamica limitate. Ci sono molti ODT, che saranno probabilmente generati dai produttori alle linee guida ACES.
Academy Viewing Transform: un riferimento combinato di LMT e Output Transform, ovvero “LMT + RRT + ODT”.

Academy Printing Density (APD): una densità di stampa di riferimento definita da AMPAS per la calibrazione di scanner per pellicole e registratori di film.

Academy Density Exchange (ADX): una codifica densitometrica simile al Cineon di Kodak utilizzato per acquisire i dati da scanner di pellicole.

Spazio colore ACES Standard SMPTE 2065-1 (ACES2065-1): lo spazio cromatico principale riferito alla scena utilizzato nel framework ACES per la memorizzazione delle immagini. Standardizzato da SMPTE come documento ST2065-1. La sua gamma include l’intera gamma di osservatori standard CIE con caratteristiche di trasferimento radiometriche lineari.

ACEScc (spazio di correzione del colore ACES): una definizione di spazio colore leggermente più grande dello spazio colore ITU Rec.2020 e caratteristiche di trasferimento logaritmico per un uso migliore all’interno di correttori di colore e strumenti di livellamento.

ACEScct (spazio di correzione colore ACES con convergenza): una definizione di spazio colore leggermente più grande dello spazio colore ITU Rec.2020 e codificata logaritmicamente per un uso migliore all’interno di correttori di colori e strumenti di gradazione che assomigliano al comportamento delle dita dei file Cineon.

ACEScg (spazio grafico computer ACES): una definizione di spazio colore leggermente più grande dello spazio colore ITU Rec.2020 e codificata linearmente per un uso migliore all’interno degli strumenti di rendering grafico e di compositing.

ACESproxy (spazio colore proxy ACES): una definizione di spazio colore leggermente più grande dello spazio colore ITU Rec.2020, codificata logaritmicamente (come ACEScc, non come ACEScct) e rappresentata con 10-bit / canale o 12-bit / canale , rappresentazione digitale intero-aritmetica.Questa codifica è progettata esclusivamente per il trasporto di codevalue su dispositivi digitali che non supportano codifiche in aritmetica a virgola mobile, come i cavi SDI, i monitor e l’infrastruttura in generale.

ACES Color Spaces
ACES 1.0 definisce un totale di sei spazi colore che coprono l’intero framework ACES per quanto riguarda la generazione, il trasporto, l’elaborazione e la memorizzazione di immagini fisse e in movimento. Questi spazi colore hanno tutte alcune caratteristiche comuni:

Sono basati sul modello dell’additivo colorato RGB.
I loro codevalue sono riferiti alla scena, cioè i valori numerici rappresentano una qualche forma di codifica numerica neutra del colore (chiamata “caratteristiche di trasferimento”) in quanto viene emessa e riflessa da oggetti di scena reali. Come conseguenza di ciò: non vi è alcun limite superiore teorico ai codevalue (poiché può esserci sempre un emettitore ideale di energia più alta); il tripevalue tutto-zero corrisponde all’assenza ottica di luce (corpo scuro), sebbene i codevalue negativi siano possibili in quanto corrispondono a tristimuli al di fuori dei primari del gamut. Di solito, i codevalues ​​riferiti alla scena catturati da una telecamera (oltre un tempo di esposizione predefinito) sono correlati direttamente all’esposizione luminosa tramite le stesse caratteristiche di trasferimento.
L’illuminante di riferimento (che definisce i codevalues ​​del punto bianco di un diffusore perfetto) viene scelto come standard C60 D60, con cromaticità (0,32168,0,33767).

I sei spazi colore usano i colori primari RGB da un’alternativa di due set chiamati AP0 e AP1 rispettivamente (“ACES Primaries” # 0 e # 1); più in particolare le loro coordinate cromatiche seguono la tabella sottostante.

primari AP0 Rosso AP0 Verde AP0 Blu AP1 Rosso AP1 Verde AP1 Blu

AP0 è definito come il più piccolo set di primari che racchiude l’intero locus spettrale CIE 1964 standard-observer; quindi teoricamente includendo e superando tutti gli stimoli di colore che possono essere visti dall’occhio umano medio. Il concetto di usare i primari non realizzabili o immaginari non è nuovo, ed è spesso impiegato con sistemi di colori che desiderano rendere una porzione più ampia del luogo spettrale visibile. Il ProPhoto RGB (sviluppato da Kodak) e l’ARRI Wide Gamut (sviluppato da Arri) sono due di questi spazi colore. I valori al di fuori del locus spettrale vengono mantenuti con l’assunzione che in seguito saranno manipolati attraverso la temporizzazione del colore o in altri casi di interscambio di immagini per trovarsi infine all’interno del locus. Ciò porta a valori di colore che non vengono “tagliati” o “schiacciati” a causa della manipolazione della post-produzione.

L’AP1 è invece contenuto bene all’interno del diagramma di cromaticità dell’osservatore standard CIE, pur essendo ancora considerato “gamma ampia”. È concepito con i “primini” piegati per essere più vicini a quelli degli spazi colore riferiti alla visualizzazione (come sRGB) principalmente per due motivi:

le operazioni di imaging a colori e di gradazione del colore che agiscono in modo indipendente sui tre canali RGB producono variazioni naturalmente percepite su componenti rossi, verdi e blu. Questo potrebbe non essere percepito naturalmente quando si opera sugli assi RGB “unbent” dei primari AP0.

tutti i codevalues ​​contenuti nell’intervallo [0,1] rappresentano colori che, convertiti in colorimetria riferita all’output tramite le rispettive Trasformazioni Ouptut (leggi sopra), possono essere visualizzati con tecnologie di proiezione / visualizzazione presenti o future.

ACES2065-1

Questo è lo spazio colore standard ACES; l’unico basato sui primari RGB AP0 e l’unico progettato, per progettazione, per l’archiviazione a medio e lungo termine in file immagine / video. Utilizza caratteristiche di trasferimento fotometricamente lineari (ovvero, in modo più semplice e improprio, le codevalue di ACES2065-1 sono valori lineari scalati in una trasformazione di ingresso, in modo che:

un diffusore perfettamente bianco dovrebbe mappare a (1, 1, 1) codevalue RGB.
un’esposizione fotografica di una carta grigia del 18% verrebbe mappata al codevalue RGB (0.18.0.18,0.18).

I codevalues ​​ACES2065-1 spesso superano 1.0 per scene ordinarie, e una gamma molto alta di speculari e punti salienti può essere mantenuta nella codifica. L’elaborazione interna e la memorizzazione dei codevalues ​​ACES2065-1 devono essere in aritmetica a virgola mobile con almeno 16 bit per canale. Le versioni pre-release di ACES, ovvero quelle precedenti alla 1.0, definivano ACES2065-1 come unico spazio colore. Le applicazioni legacy potrebbero quindi fare riferimento a ACES2065-1 quando si fa riferimento a “lo spazio colore ACES”.
Inoltre, a causa della sua importanza e delle sue caratteristiche lineari, ed essendo basato su primari AP0, è anche impropriamente denominato “ACES lineare”, “ACES.lin”, “SMPTE2065-1” o anche “lo spazio colore AP0” ”.

Gli standard sono definiti per la memorizzazione di immagini nello spazio colore ACES2065-1, in particolare sul lato metadati delle cose, in modo che le applicazioni che rispettano il framework ACES possano riconoscere la codifica dello spazio colore dai metadati anziché derivarla da altre cose. Per esempio:

SMPTE ST2065-4 definisce la codifica corretta delle immagini fisse ACES2065-1 all’interno di file OpenEXR e sequenze di file e i relativi campi / campi di metadati obbligatori.

SMPTE 2065-5 definisce l’incorporamento corretto delle sequenze video ACES2065-1 all’interno dei file MXF e dei relativi campi di metadati obbligatori.

ACEScg

ACEScc
Conversione dei valori RGB ACES2065-1 in valori CIE XYZ

Conversione dei valori XYZ CIE in valori ACES2065-1