ACES（Academy Color Encoding System）是由美國電影藝術與科學學院（AMPAS）和行業合作伙伴開發的開放式色彩管理和互換系統，它規范了所有不同類型的項目中的色彩科學，其創立的目的是為行業提供標準化的色彩管理系統。ACES貫穿了制片生產、后期制作、放映和存檔的各個階段。


在2004年ACES項目剛剛啟動時，美國電影藝術與科學學院（AMPAS）和許多行業專家意識到，需要一種開放的色彩管理系統，這個系統要能應對現代數字影像制作的諸多復雜性。

在有數十種不同的攝影機系統、編碼、顯示設備等的行業中，學院發現需要使用像ACES這樣的系統，以精確且簡單的方式來管理色彩，無論是用于攝影機還是顯示器。


雖然許多軟件開發人員已經在應用程序中解決了色彩管理問題，但是這些解決方案都不是面對行業范圍開放的。而ACES是一種行業標準的色彩管理解決方案，任何人都可以使用它來管理任何項目的色彩生產流程。


自2014年發布ACES 1.0以來，ACES生產流程已在數十部好萊塢大片、電視連續劇和獨立電影中使用。 現在，ACES生產流程也被眾多應用程序所支持，包括DaVinci Resolve，Filmlight的Baselight，Nucoda等。


關于ACES，最重要的事情之一，是它的處理流程利用了『拍攝參考數據』，即每個攝像機系統使用并寫入到素材中的色彩科學數據。在進入色彩流程后，ACES會對這些數據進行逆向工程，即所謂的ACES輸入轉換或IDT，將其還原為攝像機在實際場景中拍攝的純線性光信息。從理論上來講，這將完全排除掉攝影機系統對原始色彩的影響。


這就是為什么ACES經常被認為是場景參考數據，或者用更專業的術語來說是線性場景。排除了攝影機的影響，能使我們更接近攝像機所面對的真實場景。此外，ACES色彩所使用的色彩空間很大，它涵蓋了人類視覺區域的所有可見光區，甚至還包括了一部分不可見光。


ACES是一個將來自不同攝影機的拍攝參考數據，轉換為一個有共同起點和色彩科學的線性場景的統一標準。在ACES工作流程中，你不會遇到在較小的色彩空間中常見的工作限制。對于客戶移交和存檔來說，ACES色彩空間非常大，所以其本質目的是“面向未來的”。


另外要知道的是，ACES的線性場景僅是運用于工作生產流程的一部分，并不適用于直接觀看。因為，人眼的視覺不是以線性方式來工作的，最終項目因為仍會在電視、投影儀等設備上來觀看，所以它們會被分配不同的伽瑪或EOTF（電光傳遞函數）。因此，ACES還會涉及顯示端的色彩管理流程。通過針對不同顏色空間和顯示設備的不同轉換來解析ACES數據。


在精度方面，ACES使用Open EXR 16位半浮點處理，它能覆蓋至少30檔動態范圍的場景曝光數據。這些EXR數據僅用于應用程序內部運算，除了渲染器會用到它以外，它不會生成數據文件，你也不用管理它。



以下是ACES生產流程的優勢：

?攝影機系統色彩科學的統一性——因為轉換為線性光場景排除掉了攝影機系統對彩色的影響，對于應用程序來說就有了一個共同的色彩科學起點。

?對于像VFX/CGI這種本身就是線性色彩合成的工作流來說，更是會因ACES獲益。而且，線性數據可隨時被渲染回需要的用途，或者直接提供給調色師，不會有任何色彩偏移，完全保留了所有調色。

?為寬色域/高動態范圍做好了準備，ACES能保留30檔動態范圍的圖像數據，不僅色域大，而且非常適合HDR，這些概念未來都將得以進一步開發。

?常青的數字母帶，ACES被創立的要求之一就是讓該系統具有超寬超大的動態范圍，這才能使一種萬古常青的數字母帶成為可能。


ACES都有哪些組成部分？

雖然ACES及其轉換在數學上非常復雜，但是你還是可以通過了解一些生產流程和轉換功能來更好的理解ACES。這里是一些相關術語及其在流程中協作時的功用說明。

?ACES Input Transform（IDT或輸入設備轉換）：它將攝影機獨有的拍攝參考數據轉換為線性場景的ACES色彩空間。目前，攝影機廠商會為自己的攝影機系統來開發IDT轉換算法，然后ACES學院對其進行測試和驗證，未來ACES學院會擁有更多的控制權。IDT轉換和其它ACES轉換一樣也是用CTL（色彩轉換語言）編程語言來編寫的。IDT并不是完全與攝影機系統一對一的關系，有時也會將不同的IDT應用于同一個攝影機系統來補償一些攝影機系統中因不同設置所帶來的差別。

?ACES Look Transform（LMT或外觀修改轉換）：它是ACES觀看轉換（它由LMT、RRT和ODT系統組成）的一部分，它提供一種類似于將LUT應用于鏡頭的方法。不同的是，LMT位于ACES色彩的調色流程之后，且并非所有工作都支持它。

?Reference Rendering Transform（RRT或參考渲染轉換）：你可以將其理解為ACES的渲染引擎組件，RRT將場景參考的線性數據轉換為超寬的顯示參考數據集。RRT與ODT一起為顯示創建可視化的數據。

?ACES Output Transform（ODT或輸出設備轉換）：這是ACES流程的最后一步，它從RRT獲得超寬和高動態范圍的數據后，轉換為不同顯示設備所對應的色彩空間，比如P3、Rec.709、Rec.2020等。


另外，關于ACES工作流程，還有三個主要的子集：ACEScc、ACEScct和ACEScg

?ACEScc，使用對數顏色編碼，它工作起來非常接近在log格式素材下調色時的感覺。

?ACEScct，與ACEScc相似，但是在編碼中添加了趾部數據的范圍，它使調色師在提升暗部時能獲得與傳統膠片調色時相似的感覺。ACEScct是在ACES 1.03規范中加入的，它是基于一些調色師的反饋而加入來替代ACEScc的。

?ACEScg，它利用線性顏色編碼，因而是為VFX/CGI工作者所設計的。

另外還有幾個不常見的術語：

?APD（Academy Printing Density 學院印制密度），AMPAS提供用于校準膠片掃描儀的參考密度。

?ADX（Academy Density Exchange 學院密度交換），用于膠片掃描并將其轉入ACES系統，有點像Cineon掃描系統。

?ACESproxy，一種使用對數色彩編碼、基于整數的、在有限范圍內使用的ACEScc版本，主要用來在現場通過SDI線纜與兼容設備一起使用。


ACES工作流程

先來看張圖：

ACES的工作流程其實非常簡單：相機數據>IDT>調色>LMT>RRT>ODT。

一般來說，你需要先告訴調色應用系統（比如 Davinci Resolve）相機數據需要使用哪種IDT轉換，實際上相當于告訴它這是什么攝影機拍的，使用了什么色彩模式等等，然后進行正常調色步驟，LMT不是必須的，RRT在內部完成超寬數據的轉換運算，最后這一結果會被你指定的ODT轉換，以正確的色彩空間顯示在對應的顯示設備上。


理解ACES色彩空間

在談論ACES色彩空間時經常會遇到幾個術語，2065-1、AP0、AP1、Rec.2020+。

2065-1即SMPTE ST 2065-1實際上是ACES的SMPTE標準化版本，雖然該版本標準有很多部分，但一般ACES 2065就表示全線性版的ACES，它的色域比紅綠藍三原色的視覺范圍更大。ACES 2065有一個主集被稱為AP0——ACES Primaries 0。

上圖是一個CIE1931圖，圖中有色彩填充的馬蹄形區域是人眼可見光的視覺范圍，即我們所能看到的所有顏色都在這個區域內，左圖黃線范圍為AP0，你可以看到它比前者更大。右邊黃線范圍為AP1，它與Rec.2020相近，遠大于Rec.709，主要用于ACEScc、ACEScct和ACEScg。

2065-1 AP0主要用于存檔和文件交換，在實際使用中，像調色或VFX是不會使用它的，取而代之的是AP1，有時候也被稱為Rec.2020，但實際上它的范圍要比后者大一點點，后者也被稱為未來的超廣色域。


ACES版本與開源開發

目前ACES的正式版本為1.1，但許多應用程序尚未支持到這一版本，更廣泛被支持的是1.03版本。除非AMPAS認為應因終端用戶的需求需要對版本進行大升級，否則版本號將主要在.0x上更新，主要是修復一些錯誤和改進性能。

ACES版本向后兼容，即你可以使用較新版本的ACES打開舊的項目，然而與原始項目相比，你的圖像可能會看上去有些不同，有些應用程序提供了向舊版本ACES轉換的功能來要匹配原始項目中的ACES版本。

最后要說的是，ACES是開源的，AMPAS管理和策劃其開發 ，但如果你對數學/色彩科學有深厚的興趣，也可以訪問由學院維護的Github數據庫，為系統的開發做些貢獻或查看其開發進程。

https://github.com/ampas/aces-dev


除此之外，由于ACES轉換是用CTL色彩轉換語言編寫的，學院還維護一個CTL的數據庫：

https://github.com/ampas/CTL


ACES中心 https://acescentral.com/

你也可以訪問ACES中心參考討論ACES，這里是最終用戶和ACES認證伙伴經常光顧的地方。