谈校色以及其的启示

前言：最近关于颜色的学习记录，为了强化记忆，梳理，已经备忘，里面涉及很多插图，参考没有太多时间配，说明也只是梳理思路，没有细化，之后如果有时间再说

细节

充分利用色域，细节！细节！

关于色彩空间

色彩空间（坐标系建立的原理）
- LMS空间是以L、M、S、细胞的刺激值作为坐标系，缺点是没办法通过坐标判断颜色
- CIE RGB 是以人类对三色单波长光（分别取435.8 nm、546.1 nm、700nm）的色刺激值作为坐标系，缺点是有负数（这里涉及颜色减法，也就是格拉斯曼定律）
- CIE XYZ 是CIE RGB的线性变化，去除负值
- CIE Lab 是CIE RGB的非线性变化，问题是解决CIE XYZ的在不同颜色区域，同样的数值误差，导致不同的视觉颜色误差
关于gamma和sRGB
- CRT的亮度与电压不成线性变化，为了兼容，现在的显示器都带有gamma
  - 但不表示gamma都等于2.2，不同的显示器不一样，也可以调
  - 比如在shadertoy里输出0-1的灰度渐变，显示器会默认做sRGB，或者说是OpenGL缓冲区做了sRGB（不确定这么说准不准确）
- Log曲线能在数据存储的时候存储人类更多的视觉信息（现在还在用，比如ARRI的logC曲线）
- gamma！=sRGB，sRGB相对gamma曲线在亮度很低的时候有更丰富的细节
- 只是一种压缩，sRGB+sRGB~=zip +zip一样，所以为什么光照不能在sRGB下做运算
- 我们常说的线性空间、Gamma空间其实并不是一种色彩空间，sRGB色域内也可以是线性的
关于ACES
- 不同的厂商摄像头在记录光照到底片或者数码数据的时候，自定义了很多空间，比如ARRI的logC空间，sony的S-Log空间，还有常规显示器作图的sRGB或者AdobeRGB，还有很多很多花里胡哨的颜色空间
- ACES其实就是为了大一统，尽量大的色域，这样让所有的数字资产以后都可以拿来用，永不过时
  - IDT
  - RRT
  - ODT
- aces color space
  - aces Ap0 最大色域，超过CIE 1931色域
  - aces Ap1 常规线性运算
  - acescc log 方便log调色
  - aces流程中也有一些甜味剂，包括glow module, red modifier, global desaturation（我也没弄明白）

关于调色

为什么要调色
- 为了细节
- 为了还原
- 为了情绪
关于细节
- 直方图
- S型曲线
  - 规律就是人眼在低亮度和高亮度，视觉亮度并不跟物理亮度成线性关系
    - 参考 John Hable Filmic Tonemapping with Piecewise Power Curves
  - Reinhard
    - c/(1+c)
  - Cry Engine
    - 1 - e ^-c
  - Filmic Curve Uncharted2拟合
    - ((x * (A * x + C * B) + D * E) / (x * (A * x + B) + D * F)) - E / F
  - ACESFilm Fitting拟合
    - saturate((x*(ax+b))/(x(c*x+d)+e))
    - 参考 Krzysztof NarkowiczACES Filmic Tone Mapping Curve
  - 参考龚敏敏知乎Tone mapping进化论
  - 参考 John Hable Filmic Tonemapping Operators
保证计算在大色域中，这样能最大限度保真
- 比如sRGB中线性计算也会出现颜色小于0的情况，但是如果变换到acescg中计算就不会，色域外被直接裁剪会造成色偏
- 保亮度(色域被裁减）、CIE xYz
关于还原
- 比如白平衡和色温等等，在现实拍摄过程中现实光照不允许
- 比如白天拍晚上，都有现成的lut文件
关于情绪
- 补色使用
- 色彩给人传递的情感
  - 色温！=色彩情绪
调色也没有想象中那么难
- 直方图看，尽量保留细节，这就是为什么需要要求用HDR，以及尽量拉开光照的原因
  - 颜色拉开，通过Tonemapping保留细节，在调色过程中对不同的波段进行调整
- 色温、Tint对应CIE 图上的普朗克轨迹和垂直普朗克轨迹的线条，基调和情绪
- 全屏的曝光、Color Filter、对比度修正
  - Color Filter可以参考顽皮狗神秘海域的GDC演讲，做了很好的对比
  - Hue和亮度尽量不调，亮度最好在光照里面（aces 中定义为scene referr space）补充，因为如果场景光照不足，在display referr space中调，容易丢失细节
- Shadow，Middle Gray，HightLight
- Lift， Gamma， Gain
  - 这两者都是，分别对暗部，中间色，和高光做微调，或者颜色偏移，一般来说都能达到自己的目的，看哪个顺手就用哪个，从我的感觉来看，Lift，Gamma，Gain对色相的保留度比Shadow，Middle Gray，HightLight的保留度更高一点
- 如果需要更精细的话，就是调曲线
  - 色阶曲线
  - Hue vs Hue其实等于Hue全局偏移
  - Hue vs Sat
  - Sat vs Sat
  - Lum vs Sat
关于lut文件
- 慎用lut，因为lut都是在Tonemapping之后做的，也就是LDR lut，容易丢失细节
- 其实把这些常用调色的工具掌握好，也没有那么难，去还原别人的LDR lut也很容易，放两张我针对别人的lut结果用调色工具靠近的，比较可以看出，还原色相，饱和度，暗部中灰高光问题都不大，而且带来额外的效果，就是可以保留更多细节，图中我故意把光打的亮一点，对比校色对细节的保留程度
题外话
- ue的效果为什么大家觉得好，或者美术觉得好，很大一个原因，是ue的hdr grading，也就是tonemap会比unity保留更多的细节
- 而unity是抄的aces的校色，但是aces校色主要用于电影院，是一个低亮度的环境，这样，aces的暗部的细节会被压的更细一点，这样导致在常规屏幕上，暗部的保留没有ue那么丰富
- 还有很多参考未一一列举

示例图

图形技术