为什么要使用ACES进行灯光渲染？
已经有数百部使用 ACES 制作的作品，从电影到电视剧再到广告，以及 VR 内容，包括 乐高电影、 乐高蝙蝠侠电影、 银河护卫队卷。2、 亚瑟王：刀剑奇侠传、 大巡演、 咖啡社)、 坏圣诞老人2、 泰山传奇（电影）)、 大厨餐桌、 The Wedding Ringer , Baahubali: The beginning和 The Wave) - 维基百科(2019)
对于那些对好莱坞图像格式的同侪压力浪潮不感兴趣的人，我解释了为什么转换为 ACES 值得花时间：ACES 以最真实的方式呈现和显示图像，以反映人们实际看待世界的方式- 而且，这在质量上有很大的不同。首先：快速回顾视觉机制——人类通过进入眼睛并与颜色和亮度感受器碰撞的光波（或波长）来观察世界。每个受体都将碰撞作为信号传输——我们的大脑将这些信号结合在一起并转化为图像。ACES 代表了与我们眼睛中的受体能够感知的高度匹配的色调和亮度值的范围。
对于 CG 或数字艺术家来说，他们想要使用 ACES 的主要原因是他们的最终渲染/输出外观和感觉更丰富，更逼真。真实感归功于 ACES 提供的扩展动态范围。您的最终图像/渲染看起来和感觉都更接近于亲眼所见，并且明显优于典型渲染。这带来了三个重要的好处：
- 高光- 由于动态范围的增加，您的高光和阴影将具有更多细节。需要更极端的光线或相机曝光才能在渲染中看到纯白色剪裁。
- 颜色- 颜色会随着越来越亮的光源照射而去饱和，就像人眼在现实生活中看到的那样。
- 特效- 数字艺术家使用 ACES 比使用其他色彩空间更容易获得准确、逼真的渲染图像。他们不必花太多时间摆弄光强度来避免剪裁，并且可以只使用更真实/准确的强度。正因为如此，他们以更少（或同等）的努力获得了更好的结果。
- 这是一种档案格式…… （或者这一点应该进入一个解释流行的 ACES 颜色空间的区域？）
下面两张图片清楚地展示了为什么要使用 ACES 进行渲染。第一个是用 sRGB 渲染的图像，第二个是用 ACEScg 渲染的。这些图像之间要讨论的两个重要区别是高光和亮度差异。对于 sRGB 图像中的高光，请注意高光似乎是如何剪裁的。他们完全点击到白色，完全丢失任何细节。此外，您会注意到 sRGB 图像中的亮色开始非常不切实际地转向黄色。在 ACEScg 图像中，这些高光保留了很多细节，并且随着它们变亮，颜色开始降低饱和度。这种去饱和是我们会在照片中观察并用我们自己的眼睛看到的行为。亮度也有明显差异。sRGB 图像中亮度介于 0 和 1 之间的像素将具有大约 3% 的亮度值。这是由于 ACEScg 的动态范围要高得多。更多的亮度值被塞进图像中。您可以将 sRGB 图像视为较大 ACEScg 值范围之外的一小部分值的样本。您将使用 ACES 获得更逼真的渲染，但您也必须稍微不同地照明；您可以使用更真实的光照值。您将使用 ACES 获得更逼真的渲染，但您也必须稍微不同地照明；您可以使用更真实的光照值。您将使用 ACES 获得更逼真的渲染，但您也必须稍微不同地照明；您可以使用更真实的光照值。
sRGB
ACEScg
什么是ACES？
ACES（学院色彩编码系统）不仅仅是像 Adobe RGB、Rec 那样的单一色彩空间。709 或 sRGB。ACES 包括以下组件：
- 广色域色彩空间的集合（ACES2065-1、ACEScg、ACEScc 和 ACEScct）
- 转换以将在特定硬件上捕获的图像转换为 ACES 颜色空间（显示参考到场景参考）
- 转换以将其他流行色彩空间中的图像转换为 ACES 色彩空间（Display-Referred to Scene-Referred）
- 许多实用程序转换，以帮助将图像转换为管道中的特定用途（实用程序 - sRGB - 纹理到 ACEScg 以用于 cg 材质上的颜色通道）
- 允许您将 ACES 图像转换为另一个颜色空间的转换（ACEScg 到 sRGB，ACEScc 到 Rec. 709）。
- 允许艺术家在经过校准的硬件（例如计算机显示器和电视）上正确查看 ACES 图像的转换
旁白：通常，您将在各种软件包中看到的转换集合实际上是使用 OpenColorIO ( OCIO ) 实现的。在使用 ACES 时，您会看到 OCIO 出现了很多。OpenColorIO 是 Sony Imageworks 开发的开源色彩管理框架。OCIO 提供了在特定色彩空间中工作所需的工具、规范和颜色转换。
从哪里开始？
重要的图像格式要求
要使用 ACES，所有数字图像必须以线性半浮点 16 位 EXR 格式保存。如果图像不是该格式，则必须首先将其重新导出或转换为该格式。许多 CG 和后期制作 CCD 提供线性半浮点 16 位 EXR作为输出选项。但是，您可以轻松地使用此站点来转换您的图像。
符合 ACES 的图像应始终是线性半浮点 16 位 EXR。尽管使用浮点 EXR 变得越来越容易，但某些应用程序使这变得困难（我正盯着你看 Adobe）。希望这个网站可以让这更容易一些。
在 ACES 工作可能需要一些时间来适应……
在典型的 CG 颜色工作流程中，例如线性 sRGB 图像/纹理，像素值通常在 0 到 1 的范围内。但是使用 ACES，您将不得不处理更高的动态范围。由于这种差异，艺术家在将图像转换为各种 ACES 颜色空间之一时非常注意并注意提供的选项，这一点很重要。
使用哪个 ACES 色彩空间？
图像的应用（或目的）通常决定了转换过程中应该需要哪些值范围。不同的用例需要不同的色彩空间和转换选择。例如，要在材质上（在 3D 应用程序中）作为漫反射颜色应用的图像的转换方式应不同于作为背板应用的图像。
现在只有少数几种不同的 ACES 颜色空间。每个都是不同的，并且有特定的场景来控制您何时想要使用它们。
ACES2065-1 （AP0 原色）
ACES2065-1 也可以通过名称 AP0 看到。它具有所有 ACES 色彩空间中最宽的色域，完全涵盖整个可见光谱。你几乎永远不会在这个色彩空间中工作，它主要是一种传输和存档格式。通常，这是您用于在制作工作室之间传输图像/动画的色彩空间。
ACEScg （AP1 原色）
ACEScg 是 CG 艺术家将使用的色彩空间。它是“场景参考”或线性的。它没有 ASES2065-1 那样广泛的色域，但它比人们可能使用的大多数其他色彩空间大得多，并且具有巨大的动态范围。
ACEScc 和 ACEScct （AP1 原色）
ACEScc 和 ACEScct 主要用于颜色分级。这不是线性色彩空间，在 0 处映射黑色，在 1 处映射白色。ACEScct 与 ACEScc 类似，不同之处在于它在图像的暗值中具有“脚趾”或Gamma曲线。这使得调色/编辑软件的行为和感觉就像在其他色彩空间中工作时一样，这让一些调色师非常高兴。
ACESproxy （AP1 原色）
ACESproxy 主要用于相机播放和视频显示。与 ACEScc 和 ACEScct 一样，ACESproxy 具有非线性变换函数，并且在 0 处映射黑色，在 1 处映射白色。
下面详细介绍了 CG 艺术家的一些常见案例场景，每个场景都需要不同的转换解决方案。
案例1：用作纹理的图像转换
通常，CG 艺术家用于在 3D 应用程序中对对象进行纹理处理的图像将是具有通常 sRGB Gamma曲线的 8 位 sRGB 图像。通常，艺术家会简单地移除Gamma曲线并使图像线性化，然后将其贴在他们的材料上。现在，在 ACEScg 中工作和渲染时，还有一些事情需要考虑：
Gamma
ACEScg 是一个场景参考（线性）工作色彩空间，这意味着任何图像都需要线性化。
白点
ACEScg 具有与 sRGB 不同的白点。ACEScg 具有 D60 白点，sRGB 具有 D65 白点。
动态范围
最后是动态范围。这是我们看到很多CG艺术家被挂断的地方。sRGB 图像表示值为 1 的白色。我们用于描述 3D 应用程序中对象表面的材料也期望值在此范围内。现在有一个问题。ACEScg 中的白色值约为 16。我们做什么？
解决方案
OCIO 中有一个名为“Utility - sRGB - Texture”的转换，它将线性化、转换白点并将图像的原色转换为 ACEScg，但保持值的映射保持在 0 和 1 之间。因此，这些纹理在我们的材料将正确渲染并看起来很漂亮。
案例2：用作位移、法线、凹凸等的图像转换。
当涉及位移和法线贴图等纹理时，像素的实际数值意味着亮度或颜色以外的东西。用作置换贴图和法线贴图的图像不需要将其像素值转换为 ACES。对于这些图像，我们根本不想进行任何颜色转换。但是，ACES 合规性的一部分是图像格式和位深度，因此，您需要将图像转换为半浮点 16 位 EXR。这就是“实用程序 - 原始”颜色变换的用途。使用此变换时，它将单独保留像素的数值。
案例 3：背板的图像转换
有时您希望将图像带入 ACEScg 颜色空间并使其“看起来”与您在 Photoshop 中打开它时完全相同。为此，您将使用“输出 - sRGB”转换。等等... WTF？！为什么要使用输出转换来进行图像输入。好吧，这是一些 OCIO 颜色变换的另一个奇怪之处；除了常规变换之外，有些还能够进行逆变换。所有的“输出”转换都可以做到这一点。您使用“输出 - sRGB”从 ACEScg 中获取图像并进入 sRGB，它们看起来相同。这意味着因为它可以进行逆变换，所以它可以将 sRGB 图像带入 ACEScg 并且它们看起来相同。
重要的 ！！！您永远不会查看原始 ACES 图像。您将始终通过 RRT/ODT 查看图像（请参阅下面的说明），以便在您的显示器/设备上正确显示。例如，如果您的显示器已针对 sRGB 进行了校准，并且您使用的是 Nuke，您将为查看器选择“(ACES) sRGB”。这将是 RRT 和 sRGB ODT 转换 ACES 图像以在您的 sRGB 校准显示器上查看。没有能够查看 ACEScg 图像的 ACEScg 显示器，因此我们需要将图像转换为适合我们显示器的色彩空间。
条款
IDT
输入设备变换是用于将来自特定设备的图像/视频的像素颜色转换为 ACES 颜色空间的变换。
RRT
参考渲染变换将场景参考线性数据准备为高动态范围显示参考数据。然后，此数据将被移交给 ODT，以转换要在特定显示类型中查看的数据。
ODT
输出显示转换负责将 RRT 创建的数据转换为可以在特定设备或颜色空间上查看的数据：sRGB、P3、Rec。709。
CIExy 1931 色图
这是一个非常常见的图表，描述了人类可以感知的颜色范围。需要注意的是，该图并没有仅描述色调和饱和度的值/强度。为了解释色域、原色和白点，我将使用 CIExy 图来可视化颜色空间，以便我们可以轻松地看到颜色空间的大小以及这些颜色空间可以表示多少可见光谱。
色域
颜色空间的色域是可以在该颜色空间内表示的所有颜色的集合。在下图中，色域是色彩空间三角形内所有颜色的集合。许多流行的色域已经绘制出来，以帮助说明可供选择的广泛范围。请注意，sRGB 实际上可以表示的颜色有多少。
原色
对于 RGB 图像，原色是色域中最红的红色、最绿的绿色和最蓝的蓝色。在下图中，您可以看到这些由色域三角形的角表示。还要注意 ACEScg 颜色空间的绿色原色的位置。它不在可见的色调范围内（称为想象的颜色）。它被放置在那里，以便撕裂和绿色之间的许多色调可以落入 ACEScg 色域。主要存在的一个后果是，您永远不会单独使用完全绿色的值。
白点
白点是我们认为是白色的色彩空间内的点。ACEScg 和 sRGB 具有不同的白点。在开尔文温度标度（和 P3）以下绘制了所有人类可见色调（CIE 1931 色度图）。通常，您会看到其 CIE 标准发光体名称所指的色彩空间的白点。这些通常以字母“D”和两个数字开头。例如 ACEScg 和 sRGB 有 D60 和 D65 白点。这些紧密地转化为开尔文标度值：D65 是 6500 开尔文，D60 是 6000 开尔文。
Gamma
在处理伽玛时，您将遇到术语线性和Gamma曲线经常。ACES 是线性的，但大多数时候我们用相机拍摄的图像、在 Photoshop 中制作以及从互联网上下载的图像都不是。因此，我们需要了解什么是伽玛以及如何使非线性图像线性化。回到计算机速度慢、驱动器空间昂贵且内存很小的时候，我们需要以尽可能高效的方式存储图像。首先，我们只能使用每个颜色通道 8 位来存储我们的图像，这意味着每个通道只能存储 256 个单独的值。事实证明，与浅色相比，我们的眼睛对深色的价值小幅增加更敏感。我们可以使用Gamma曲线存储我们的图像，以将每个通道中的 256 个值中的更多专用于较暗的颜色而不是较亮的颜色。这意味着随着像素值的增加，该值将增加越来越多的量。因此，换句话说，从 0 到 1 会导致值的增加小于从 254 到 255 的增加。在线性图像中，值的增加是均匀的。3D 应用程序更喜欢线性图像，因为它使计算颜色和光线的数学变得更加容易，并且使使用高动态范围图像成为可能。了解您的非 ACES 图像是线性的还是具有Gamma曲线对于正确转换它非常重要。3D 应用程序更喜欢线性图像，因为它使计算颜色和光线的数学变得更加容易，并且使使用高动态范围图像成为可能。了解您的非 ACES 图像是线性的还是具有Gamma曲线对于正确转换它非常重要。3D 应用程序更喜欢线性图像，因为它使计算颜色和光线的数学变得更加容易，并且使使用高动态范围图像成为可能。了解您的非 ACES 图像是线性的还是具有Gamma曲线对于正确转换它非常重要。
请注意，非线性曲线的值在 1 之后翻转。对于具有暗 gamma 值的图像，在 1 之后开始变亮，而对于明亮的 gamma，则相反。这就是为什么我们在处理大于 1 的值（HDR 图像）时需要使用线性图像的原因。
在您自己对 ACES 进行研究时，您经常会遇到场景引用和显示引用这两个术语，了解它们的含义以及它们与图像的关系非常重要。
场景参考
场景参考图像是线性的，旨在表示真实世界的光值或实际光。但是，它们在显示器上以原始形式显示时看起来很糟糕，因为它们没有考虑显示器的特性（动态范围、Gamma等）。ACES 和 ACEScg 都是场景引用的。场景参考图像具有线性Gamma曲线。
显示参考
显示引用图像的编码方式使它们在显示时看起来很好，或者数据编码方式提供了有效的存储。sRGB、P3、Rec. 709 和 Adobe RGB (1998) 都是 Display-Referred 图像。Display-Referred 图像经过编码以在特定设备（sRGB 监视器、Rec. 709 电视、P3 电影屏幕）上观看或来自特定相机色彩空间（RED DRAGONcolor、ARRI LogC、Sony S-Log 等）。显示参考图像具有非线性Gamma曲线。
缩写
ACES - Academy Color Encoding System
AMPAS - Academy of Motion Picture Arts and Science
OCIO - Open Color IO
OIIO - Open Image IO
LUT - Look Up Table
ICC - International Color Consortium
ICM - Image Color Management
IDT - Input Device Transform
ODT - Output Device Transform
LMT - Look Modification Transform
RRT - Reference Rendering Transform
UI - Unsigned Integer
OCES - Output Color Encoding Specification