一、ACES 的多面解读

一、ACES 的多面解读

（一）ACES 的定义与起源

ACES（Academy Color Encoding System）是由美国电影艺术与科学学院开发的色彩管理和交换系统，旨在为电影和电视制作提供统一的色彩标准。它的出现源于电影和电视行业对于色彩一致性和准确性的需求。随着数字制作技术的不断发展，不同的摄像机系统、编码选项和显示设备使得色彩管理变得愈发复杂。为了解决这一问题，美国电影艺术与科学学院联合行业合作伙伴开发了 ACES，以实现从拍摄到后期制作再到最终放映的全流程色彩统一。

（二）ACES 的不同含义

美国应用计算电磁学协会（Applled Computational Eletromagnetics Society）是全世界最大，影响力最强的计算电磁学专业协会之一。

美国应用计算电磁学协会成立于 1985 年，拥有属于自己的 ACES 期刊（SCI 检索，2013 年 IF 指数 = 1.0）以及 ACES 会议（EI 检索）。其中 ACES2017 国际会议是该学会在其三十多年的历史中首次在中国举办的会议。哈尔滨工程大学信通学院李迎松教授被美国应用计算电磁学会评选为会士，美国应用计算电磁学会会士是授予在计算电磁学及仿真和电磁工程技术领域有突出贡献的国际知名专家、学者。从 1985 年成立到 2019 年，在全世界共评选出 35 名会士。我院两位校友美国普渡大学 Dan Jiao (焦丹) 教授和浙江大学沙威教授分别获 2022 年度国际应用计算电磁学会计算电磁大奖和技术成就奖。国际应用计算电磁学会是成立于 1986 年的国际性非盈利学术组织，主要聚焦于计算电磁学理论、应用与软件等相关内容，为计算电磁学学者提供学习与交流平台。

在英文缩略词中，“ACES” 经常作为 “Access Certificates for Electronic Service” 的英文缩写来使用，中文表示 “电子服务访问证书”。

“Access Certificates for Electronic Service”（电子服务访问证书）的英文缩写为 ACES。《政府文书消除法》规定了联邦机构接受公众以电子方式提交的表格的能力，其中许多需要签名。电子服务访问证书（ACES）计划利用行业合作伙伴提供的 COTS 解决方案，旨在通过使用公钥基础结构（PKI）促进公众安全在线访问政府信息和服务。ACES 证书利用数字签名技术提供身份验证、访问控制、数据完整性和信息的技术不可否认性。ACES 的愿景是一个公众成员或企业代表可以拥有一个数字签名证书，凭借该证书可以与各种联邦机构开展业务，包括在提交表格之前进行电子签名。

二、OpenColorIO 的深度剖析

二、OpenColorIO 的深度剖析

（一）OpenColorIO 是什么

OpenColorIO 是一个专为视觉效果和动画制作而设计的开源色彩管理系统。它由 Sony Pictures Imageworks 开发，并于 2010 年以 BSD 许可证开源，现由 Academy Software Foundation（ASWF）进行管理和维护。

OpenColorIO 的出现源于数字内容创作领域对准确且一致色彩呈现的需求。在电影制作、动画、视觉特效以及数字图像处理等领域，色彩的准确性和一致性直接影响作品的质量和视觉效果。OpenColorIO 旨在为专业的色彩管理提供统一的解决方案，确保在不同的软件、设备和工作流程中，色彩保持一致。

（二）OpenColorIO 的主要功能

  • 色彩空间转换，包括线性和非线性空间以及自定义色彩空间。

OpenColorIO 提供了强大的色彩空间转换功能，涵盖了多种色彩空间，如 sRGB、Rec.709、ACES、XYZ 等线性和非线性空间。同时，用户还可以根据项目需求定义特定的色彩空间，满足个性化的创作要求。这使得在不同的创作环境和设备之间进行色彩转换变得更加灵活和准确。

  • 查找表（LUT）支持，多种 LUT 格式及应用。

OpenColorIO 支持多种 LUT 格式，包括 1D、3D LUT 以及更复杂的多维 LUT。在色彩转换过程中，应用 LUT 可以实现特定的色彩校正或风格化效果。例如，在电影制作中，可以通过 LUT 来调整画面的色调、对比度和饱和度，营造出特定的艺术氛围。

  • 配置管理，使用配置文件定义色彩空间、转换规则和 LUT 路径，可移植性强。

OpenColorIO 使用配置文件（.ocio）来定义色彩空间、转换规则和 LUT 路径。配置文件可在不同的工作站和团队之间共享，确保色彩管理的一致性。这种可移植性使得项目在不同的工作环境中能够快速部署和协同工作，提高了工作效率。

  1. API 和集成，提供 C++ 和 Python API，广泛支持与主流软件集成。

OpenColorIO 提供了 C++ 和 Python API，便于与自定义软件和脚本集成。同时，它广泛支持与主流的内容创作软件集成，如 Autodesk Maya、Foundry Nuke、Blender 等。此外，Adobe 系列软件如 Photoshop 和 After Effects 等已经直接内置 OCIO 支持，也可通过第三方插件实现集成，如 OpenColorIO Plugin for After Effects。这种广泛的集成性使得 OpenColorIO 成为数字内容创作领域中不可或缺的色彩管理工具。

三、ACES 与 OpenColorIO 的关系

三、ACES 与 OpenColorIO 的关系

（一）OCIO 对 ACES 的支持

  • 兼容性，OCIO 可以配置并支持 ACES 工作流程，加载 ACES 官方提供的配置文件。

OpenColorIO（OCIO）作为一个强大的开源色彩管理系统，在与 ACES（Academy Color Encoding System）的协同工作中展现出了卓越的兼容性。OCIO 能够轻松地配置以适应 ACES 的工作流程，通过加载 ACES 官方提供的配置文件，实现与 ACES 的无缝对接。这意味着在各种数字内容创作场景中，无论是电影制作、动画还是视觉特效领域，创作者们可以利用 OCIO 的灵活性和 ACES 的专业色彩标准，为项目带来统一且高质量的色彩管理方案。

  • 转换支持，通过 OCIO，实现不同色彩空间与 ACES 之间的转换。

OCIO 在色彩转换方面发挥着关键作用，它能够实现不同色彩空间与 ACES 之间的高效转换。例如，从常见的 sRGB、Rec.709 等色彩空间转换到 ACES，或者从 ACES 转换到特定的输出色彩空间。这种转换支持为创作者提供了极大的便利，使得在不同的软件和设备之间进行色彩管理变得更加顺畅。无论是在前期拍摄使用特定的色彩空间记录素材，还是在后期制作中需要将素材转换到 ACES 进行统一处理，OCIO 都能确保色彩的准确性和一致性。

（二）实际应用

  • 专业制作，在电影级别的制作中，OCIO 与 ACES 的结合提供了高精度的色彩管理方案。

在电影级别的制作中，OCIO 与 ACES 的结合无疑是一种强大的组合。电影制作对色彩的要求极高，需要在从拍摄到后期制作的各个环节中确保色彩的准确性和一致性。OCIO 和 ACES 的结合为电影制作提供了高精度的色彩管理方案。通过 OCIO 的配置管理和色彩转换功能，以及 ACES 的统一色彩标准，电影制作团队可以在不同的软件和设备之间实现无缝的色彩管理。例如，在电影的视觉特效制作中，OCIO 可以确保不同特效软件之间的色彩一致，而 ACES 则为整个制作流程提供了统一的色彩标准，使得最终的电影画面呈现出更加真实、震撼的视觉效果。

  • 标准化，促进行业内色彩管理的标准化，减少跨平台和跨软件的色彩偏差。

OCIO 和 ACES 的结合还促进了行业内色彩管理的标准化。在数字内容创作领域，不同的软件和平台往往存在着色彩偏差，这给创作者带来了很大的困扰。OCIO 和 ACES 的出现，为行业提供了一种统一的色彩管理解决方案。通过使用 OCIO 加载 ACES 配置文件，创作者可以在不同的软件和平台之间实现一致的色彩呈现，减少跨平台和跨软件的色彩偏差。这不仅提高了工作效率，还提升了整个行业的制作水平。同时，标准化的色彩管理也有助于不同制作团队之间的协作，使得项目在不同的阶段和环节中都能保持一致的色彩质量。

四、ACES 与 OpenColorIO 的应用场景

四、ACES 与 OpenColorIO 的应用场景

（一）视觉特效与合成

  • 一致性，在不同软件之间共享相同的色彩配置，确保素材在各个环节中的色彩一致。

在视觉特效与合成领域，OpenColorIO（OCIO）与 Academy Color Encoding System（ACES）的结合发挥着至关重要的作用。例如在使用软件如 Nuke 和 Maya 进行视觉特效制作时，通过 OCIO 配置可以确保不同软件之间共享相同的色彩配置。OCIO 能够加载 ACES 官方提供的配置文件，实现与 ACES 的无缝对接，从而在各个制作环节中确保素材的色彩一致。这对于复杂的视觉特效项目来说尤为重要，避免了因色彩差异而导致的后期调整困难，提高了制作效率和质量。

  • 线性工作流程，使用线性色彩空间进行合成，获得更准确的光照和合成效果。

采用线性色彩空间进行合成是视觉特效与合成中的关键步骤。OCIO 支持线性色彩空间转换，使得创作者能够在合成过程中获得更准确的光照和合成效果。通过将不同色彩空间的素材转换到线性空间进行处理，可以更好地模拟真实世界的光照情况，减少色彩失真和光照不准确的问题。例如，在电影特效制作中，使用 OCIO 和 ACES 可以确保场景中的光照效果更加真实，提升观众的视觉体验。

（二）动画制作

  • 多部门协作，动画、灯光、渲染等部门使用统一的色彩管理，减少沟通误差。

在动画制作中，多个部门的协作至关重要。OCIO 和 ACES 为动画制作提供了统一的色彩管理方案，使得动画、灯光、渲染等部门能够使用相同的色彩配置。这大大减少了部门之间的沟通误差，提高了制作效率。例如，在动画工作室中，灯光部门可以根据统一的色彩标准进行灯光设置，渲染部门则可以确保输出的画面符合预期的色彩效果。同时，OCIO 的可移植性使得不同工作站和团队之间能够共享配置文件，进一步促进了多部门协作。

  • 风格化色彩，通过 LUT 和自定义色彩空间，实现特定的艺术风格。

为了实现特定的艺术风格，动画制作常常需要使用风格化色彩。OCIO 提供了多种查找表（LUT）格式的支持，以及自定义色彩空间的功能。通过应用 LUT 和自定义色彩空间，动画制作团队可以轻松地实现各种独特的艺术风格。例如，在一部动画电影中，可以通过调整 LUT 和色彩空间来营造出奇幻的氛围，或者模拟特定的历史时期的色彩风格。这为动画创作者提供了丰富的创意空间，使得动画作品更加生动和吸引人。

（三）后期制作与调色

  • 精确调色，在调色软件中加载 OCIO 配置，确保色彩调整的准确性。

在后期制作与调色阶段，精确的色彩调整是关键。通过在调色软件中加载 OCIO 配置，可以确保色彩调整的准确性。OCIO 的色彩空间转换功能和高精度的计算性能，使得调色师能够对画面进行精细的调整，实现理想的色彩效果。例如，在电影后期制作中，调色师可以利用 OCIO 和 ACES 的结合，对每一帧画面进行精确的色彩校正，确保电影的整体色彩风格统一且符合导演的艺术要求。

  • 多格式输出，针对不同的发行渠道，应用相应的显示色彩空间。

不同的发行渠道对色彩空间的要求不同，因此在后期制作中需要进行多格式输出。OCIO 能够针对不同的发行渠道，应用相应的显示色彩空间。例如，对于影院发行，需要使用特定的色彩空间来确保画面在大屏幕上的色彩鲜艳度和对比度；而对于电视和网络发行，则需要考虑不同设备的显示特性，选择合适的色彩空间。OCIO 的配置管理功能使得这一过程变得简单高效，确保了作品在不同渠道上都能呈现出最佳的视觉效果。

（四）虚拟制作与实时渲染

  • OCIO 的高性能支持实时渲染中的色彩管理，适用于虚拟制作环境。

在虚拟制作领域，实时渲染的色彩管理至关重要。OCIO 的高性能特点使其能够在实时渲染中有效地管理色彩，确保虚拟场景的色彩准确性和一致性。例如，在虚拟制作的电影拍摄中，OCIO 可以与实时渲染引擎配合使用，为导演和摄影师提供实时的色彩反馈，使得他们能够更好地把握画面的色彩效果。同时，OCIO 的兼容性和可定制性也使得它能够适应不同的虚拟制作需求，为创作者提供更多的创意空间。

五、ACES 与 OpenColorIO 的优势

（一）开源与社区支持

  • 自由使用，基于 BSD 许可证，允许自由使用、修改和分发。

OpenColorIO 和 ACES 均基于 BSD 许可证，这为用户提供了极大的自由。用户可以根据自己的需求自由地使用这些工具，无需担心版权问题。无论是个人创作者还是专业制作团队，都可以在各种项目中放心地运用 OpenColorIO 和 ACES。同时，用户还可以对其进行修改，以适应特定的工作流程或项目需求。这种灵活性使得 OpenColorIO 和 ACES 能够满足不同用户的多样化需求。此外，用户还可以自由地分发这些工具，与其他创作者分享，促进了整个行业的发展。

  • 活跃的社区，由行业专家和开发者共同维护，不断更新和改进。

OpenColorIO 和 ACES 拥有活跃的社区，众多行业专家和开发者积极参与其中。这些专业人士不断地为工具的完善和发展贡献力量，确保其始终保持在行业的前沿。社区成员之间相互交流、分享经验，为新用户提供了丰富的学习资源和支持。同时，社区的活跃也促使 OpenColorIO 和 ACES 能够及时响应行业的变化和需求，不断进行更新和改进。例如，当新的色彩空间或转换算法出现时，社区成员会积极地将其整合到工具中，为用户提供更强大的功能。

（二）灵活性与可定制性

  • 配置灵活，可根据项目需求，自定义色彩空间和转换规则。

OpenColorIO 和 ACES 提供了极高的配置灵活性。用户可以根据具体的项目需求，自定义色彩空间和转换规则。例如，在电影制作中，不同的场景可能需要不同的色彩风格，通过 OpenColorIO 和 ACES，用户可以精确地调整色彩空间和转换规则，以实现所需的视觉效果。同时，对于动画制作、视觉特效等领域，用户也可以根据不同的创作要求进行个性化的配置。这种灵活性使得 OpenColorIO 和 ACES 能够适应各种复杂的项目需求，为创作者提供了广阔的创意空间。

  • 扩展性，支持多种 LUT 格式和色彩转换算法，适应不同的工作流程。

OpenColorIO 和 ACES 具有很强的扩展性，支持多种 LUT 格式和色彩转换算法。这使得它们能够适应不同的工作流程和软件环境。无论是 1D、3D LUT 还是更复杂的多维 LUT，OpenColorIO 和 ACES 都能轻松应对。同时，对于不同的色彩转换算法，用户可以根据项目的具体要求进行选择，以实现最佳的色彩转换效果。这种扩展性使得 OpenColorIO 和 ACES 能够与各种主流软件集成，为用户提供了更加便捷的工作流程。

（三）高性能

  • 优化的算法，针对大规模数据处理进行了优化，支持高分辨率和高帧率的内容。

OpenColorIO 和 ACES 采用了优化的算法，能够高效地处理大规模数据。在现代数字内容创作中，高分辨率和高帧率的内容越来越常见，这对色彩管理工具的性能提出了更高的要求。OpenColorIO 和 ACES 的优化算法能够快速地进行色彩转换和处理，确保在处理高分辨率和高帧率内容时不会出现卡顿或延迟。同时，这些算法还能够保证色彩的准确性和一致性，为用户提供高质量的视觉效果。

  • 跨平台支持，兼容 Windows、macOS 和 Linux 系统。

OpenColorIO 和 ACES 具有跨平台支持的优势，兼容 Windows、macOS 和 Linux 系统。这使得用户可以在不同的操作系统上使用相同的工具，无需担心平台兼容性问题。无论是在 Windows 系统上进行电影后期制作，还是在 macOS 上进行动画创作，或者在 Linux 系统上进行视觉特效合成，OpenColorIO 和 ACES 都能提供稳定的性能和一致的色彩管理效果。这种跨平台支持为用户提供了更大的灵活性和便利性，使得他们可以根据自己的喜好和工作环境选择合适的操作系统。