Aprenda a mejorar sus representaciones 3D utilizando ACES para crear un flujo de trabajo lineal. (Además, un explicador: ¿Qué es exactamente ACES?)
ACES. ¿Qué es? Entremos en él con una descripción básica: ACES se considera el estándar de la industria para el color. Se usa en cine, CG Animación, y Efectos visuales. Ahora, entremos todo.
ACES significa Sistema de codificación de colores Academy. Se cree que es un estándar para intercambiar archivos de imágenes y es una forma de crear una mejor iluminación en 3D. Además, y de manera más general, es un conjunto de reglas para codificar datos y administrar un flujo de trabajo de color.
En este artículo, hablaremos sobre el flujo de trabajo ACES para renders 3D y, para la ocasión, consideraremos un espacio de color llamado ACEScg.
Pero vayamos paso a paso. ¿Qué es un espacio de color?
¿Qué es un espacio de color?
En pocas palabras, un espacio de color describe los colores disponibles en un subconjunto particular, denominado estándar CIELAB—Y también representa un perfil de color para medios digitales.
A gama de colores contiene todos los colores que puede producir un dispositivo, y cuando se fabrica y calibra un monitor para usar sRGB, por ejemplo, sus colores se asignan a las coordenadas del espacio de color sRGB. La gama también puede ser más pequeña que el espacio de color actual o abarcarlo. En este último caso decimos que el monitor está 100% sRGB.
Además, la mayoría de las imágenes de Internet (JPG, PNG, etc.) vienen con un perfil de color guardado que es sRGB, y eso conserva un estándar en el intercambio de archivos.
Los espacios de color más comunes son sRBG, AdobeRGB, DCI-P3 y Rec.2020, solo por nombrar algunos, con sRGB siendo el espacio de color más pequeño de la lista. Muchos monitores confían en él para representar las imágenes.
8 bits por canal son suficientes para cubrir el espacio de color sRGB pero, si quisiéramos ampliar el gama dinámica, por ejemplo, con un espacio de color DCI-P3, necesitamos al menos 10 bits por canal. Piense en el HDRI. Hoy en día, los monitores y la televisión deben tener la capacidad para lidiar con ellos.
¿Qué es un flujo de trabajo lineal?
Antes de presentar ACES, todavía necesitamos saber qué flujo de trabajo lineal es y por qué es extremadamente importante al renderizar.
Cuando abrimos un imagen sRGB en un monitor calibrado utilizando sRGB, lo vemos correctamente porque el corrección gamma aplicado a la imagen guardada (0,45) se combina con el monitorizar gamma de 2,2 para dar una respuesta lineal, y eso es lo que queremos.
Si las imágenes no se corrigieran con gamma, el monitor mostraría una imagen más oscura, lo cual no es bueno.
La razón detrás del monitor gamma 2.2 es histórica; proviene de los antiguos monitores CRT, donde no había una respuesta lineal entre la intensidad de la luz y el voltaje del cañón de electrones. Incluso si las pantallas LCD y los monitores más nuevos no sufren este problema ahora, se ha mantenido gamma 2.2 para preservar la compatibilidad con los monitores CRT antiguos.
En la representación 3D, todos los cálculos deben tratarse de forma lineal, de modo que si duplicamos la intensidad de la luz en nuestra escena, también tenemos que duplicar los valores de color de texturas y sombreadores. Así es como funciona la luz en la realidad.
A continuación, se muestra un ejemplo típico de flujo de trabajo lineal con entradas, calculos, producción, y el final corrección gamma aplicado a la salida (sRGB LUT), para tener una imagen correcta en el monitor.
Las imágenes sRGB deben ser linealizado, así como los colores. Si algo ya es lineal, como las imágenes flotantes (HDRI), lo dejamos como están: el relieve, el desplazamiento, los mapas normales, etc., no necesitan linealización.
La salida de render es lineal pero la gamma del monitor, como vimos, es 2.2. Entonces necesitamos un sRGB LUT para corregir la imagen renderizada y hacerla lineal para el espectador.
Sin una LUT sRGB adecuada o una forma correcta de linealizar nuestras entradas, no podríamos obtener una representación correcta de las escenas renderizadas.
Por otro lado, siguiendo este flujo de trabajo, estamos seguros de que los cálculos son precisos y obtenemos un resultado físicamente correcto. Autodesk Maya, por ejemplo, utiliza este flujo de trabajo lineal.
Eso es fantástico para un flujo de trabajo estándar y correcto. Sin embargo, podemos hacerlo aún mejor en términos de calidad de nuestras escenas renderizadas. Aquí viene ACES!
El flujo de trabajo de ACES
Después de haber introducido los conceptos de espacio de color y flujo de trabajo lineal, estamos listos para hablar sobre cómo ACES puede mejorar nuestros renders.
Veamos qué puede ofrecer ACES:
- Espacio de color más amplio: En renderizado 3D, utilizamos ACEScg, que es mucho más grande que el sRGB común.
- Flujo de trabajo lineal como en sRGB, pero con diferentes reglas para codificar, calcular y decodificar datos, para tener una mejor salida de color
- Apariencia más natural de las mechas, con desaturación del color a medida que aumenta la intensidad de la luz. ACEScg evita la presencia de áreas sobreexpuestas o quemadas cuando una fuerte intensidad de luz las golpea.
- Representación de color más rica, al operar en un espacio de color más amplio, los cálculos utilizan más matices y variaciones.
Veamos el flujo de trabajo de ACES en profundidad:
- Las entradas (texturas, colores, imagen lineal, renders ACEScg) se convierten en el espacio de color ACEScg mediante un IDT (transformación del dispositivo de entrada). Esta función linealiza las entradas (si es necesario) y asigna los valores a un espacio de color más amplio (ACEScg).
- Todos calculos suceden en ACEScg, por lo tanto, tenemos más rango dinámico para trabajar.
- El ODT (transformación del dispositivo de salida) toma el resultado del render y, antes de aplicar la transformación para un dispositivo específico, usa un Función RRT para reasignar los valores a un espacio de color específico.
Si quisiéramos ver el resultado en un monitor sRGB, deberíamos asignar los valores dinámicos altos (ACEScg) a los valores dinámicos bajos (sRGB). Esta operación se llama mapeo de tonos y es realizado por el mencionado RRT función.
Como paso final, si tenemos un gamma de monitor 2.2, el ODT también aplica una corrección de gamma como se explicó anteriormente.
Además, la ODT depende del propósito del flujo de trabajo de ACES. También podríamos convertir el resultado para archivarlo en un espacio de color ACES 2065-1, en lugar de sRGB o Rec.709.
Un ejemplo práctico y consideraciones con ACES
En esta parte, quiero presentar una escena de ejemplo que hice rápidamente en Maya, donde empleé el flujo de trabajo ACES.
En la escena interior, me gustaría centrarme en algunos detalles de iluminación que hacen ACES mejor que sRGB. Para nuestro propósito, introduje una luz direccional a través de la ventana y algunas bolas reflectantes.
Trabajando con un espacio de color más grande en el tiempo de renderizado, ACEScg es capaz de preservar ciertos detalles que, de lo contrario, se recortaría debido al menor espacio de color sRGB. Este efecto es más notorio en zonas con fuerte luminosidad.
Puedes ver que el se conservan los detalles de madera y el color es desaturado. ¡Esto es exactamente lo que sucede en la realidad!
La luz de la alfombra, igualmente, desatura su color rosado pero conserva algunos detalles sin ningún efecto de recorte drástico.
Pero, si el cálculo funciona con más valores en ACEScg, ¿cómo podemos ver el resultado en el monitor donde la gama es mucho menor?
Aquí es donde el Transformación de renderizado de referencia (RRT) Viene muy bien. Prácticamente realiza una mapeo de tonos de los valores de color ACEScg a la gama del dispositivo (en este caso sRGB). Esta función se aproxima a la apariencia del color en un dispositivo que tiene un rango dinámico mucho más bajo.
Ahora, creemos el mismo renderizado en espacio de color sRGB y ver las diferencias.
A primera vista, parece bastante similar, pero hay algunas diferencias.
La calidad del luz direccional en el suelo es lo primero que notas. En sRGB, la parte de madera no conserva todos los detalles y los colores son sobresaturado. Del mismo modo, la luz direccional quema el color difuso de la alfombra. Esto se debe a que trabajar con un rango dinámico más bajo provoca recortes a alta intensidad de luz.
Nuevamente, la esfera golpeada por la luz direccional aparece completamente blanca en sRGB, mientras que lo mismo en ACEScg, a pesar de la iluminación fuerte, conserva un aspecto más desaturado y realista.
El reflejo de la ventana en el suelo también está recortado en sRGB. ACEScg, en cambio, funciona mucho mejor.
Finalmente, el aspecto general en ACEScg también es mejor en términos de colores. Trabajando con un rango dinámico más alto, tenemos más colores con los que lidiar. Como tal, durante el mapeo de tonos a un monitor sRGB, el RRT se aproximará al aspecto preservando el contraste correcto y haciendo que el resultado sea más vibrante y vívido.
Generalmente, los colores aparecen mejor.
Configuración de ACES en Autodesk Maya mediante la configuración de ACES de código abierto
En esta última parte, hablaremos sobre cómo puede configurar fácilmente su flujo de trabajo ACES en Autodesk Maya mediante el uso de la configuración ACES de código abierto. Tenga en cuenta que ACEScg es ahora el espacio de representación predeterminado en Maya 2022, pero si está utilizando Maya 2019 como este tutorial, puede seguir esta parte.
Tenemos que acceder a:
Windows> Configuración / Preferencias> Preferencias
Debajo Manejo del color, hay una pestaña llamada Preferencias de gestión del color:
De forma predeterminada, la Administración de color está habilitada y la opción Preferencias de transformación de color tiene la siguiente configuración:
- Espacio de representación (IDT): Rec. De escena lineal. 709 / sRGB
- Ver transformación (ODT): gamma sRGB
Esa es la configuración correspondiente al flujo de trabajo lineal que explicamos anteriormente.
Para cargar ACES, primero debe:
- Clona toda la biblioteca en tu disco desde el siguiente repositorio de Github: Biblioteca ACES
- Una vez clonado, considere la carpeta llamada ases_1.2
- Busque un archivo llamado config.ocio en la carpeta ases_1.2
- Copie la ruta completa del archivo config.ocio desde tu disco al Ruta de configuración de OCIO que encuentras en Preferencias de gestión del color
- Habilite la opción llamada Utilice la configuración de OCIO ¡y tu estas listo!
Ahora, tenemos un IDT y un ODT diferentes. Son respectivamente ACES – ACEScg y sRGB (ACES). Este último incluye el mapeo de tonos y el 2.2 corrección de gamma para dispositivos sRGB.
Por último, pero no menos importante, el Reglas del espacio de color de entrada La pestaña permite definir un conjunto de reglas para las entradas (imágenes, HDRI, etc.). La regla predeterminada en la captura de pantalla anterior dice que, para cualquier imagen de entrada, Maya asigna automáticamente un espacio de color sRGB llamado Utilidad – sRGB – Textura. Podemos establecer diferentes reglas para otros formatos de imagen.
En caso de que no queramos definir ninguna otra regla, recuerde configurar manualmente un espacio de color para cada imagen de su proyecto.
En particular, asigne estos espacios de color para las siguientes texturas:
- Texturas como difuso, color base, especificación, etc. -> Utilidad – sRGB -Textura perfil de color (regla predeterminada)
- Texturas lineales como HDR -> Utilidad – lineal – sRGB perfil de color
- Mapas de rugosidad, normalidad, rugosidad, metálicos, desplazamiento, etc. -> Utilidad -Raw perfil de color
¡Ahora está listo para experimentar con su propio flujo de trabajo ACES! ¡Diviértete con eso!
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