Управление цветом (color management)#

Управление цветом имеет важное значение для создания визуальных изображений и ассетов, которые являются физически точными и выглядят великолепно на нескольких дисплеях. Оно используется как для обеспечения правильной интерпретации цветов всеми частями конвейера, так и для внесения художественных изменений, таких как экспозиция и цветокоррекция.

../_images/render_color-management_different-exposures.jpg — Разные виды и экспозиции одного и того же рендера.#

Управление цветом в Blender’е основано на библиотеке OpenColorIO. При использовании одной и той же конфигурации OpenColorIO в нескольких приложениях – будут доступны одни и те же цветовые пространства и преобразования для получения согласованных результатов.

Рабочий процесс#

Линейное пространство цветов сцены#

Для получения корректных результатов необходимы разные цветовые пространства для рендеринга, отображения и хранения изображений. Рендеринг и композитинг лучше всего выполняются в линейном цветовом пространстве сцены, которое больше соответствует природе и делает вычисления физически более точными.

../_images/render_color-management_linear-workflow.svg — Пример линейного рабочего процесса.#

Если цвета линейны, это означает, что если в реальности мы удваиваем число фотонов, то значения цвета также удваиваются. Другими словами, если у нас есть две фотографии/рендера, каждый с одним из двух включённых источников света, и мы складываем эти изображения – результат будет таким же, как у рендера/фотографии с обоими включёнными источниками света. Из этого следует, что такое радиометрически линейное пространство лучше всего подходит для фотореалистичного рендеринга и композитинга.

Однако эти значения не соответствуют напрямую человеческому восприятию или принципу работы устройств отображения, а файлы изображений часто хранятся в разных цветовых пространствах. Поэтому нам нужно позаботиться о том, чтобы правильно выполнить преобразование в это линейное цветовое пространство сцены и из него.

Преобразования отображения#

Преобразование линейных цветов сцены на дисплей требует как технических, так и художественных решений.

Правильное отображение рендеров требует преобразования в цветовое пространство устройства отображения. Компьютерный монитор работает иначе, чем цифровой кинопроектор или HDTV, и поэтому требует другого преобразования.

Также необходимо сделать художественный выбор. Частично это связано с тем, что устройства отображения не могут отображать полный спектр цветов и имеют лишь ограниченную яркость, поэтому мы можем сжать цвета, чтобы они вписались в гамму устройства. Кроме того, может быть полезно придать рендерам особый вид, например, имитация их записи на настоящую плёнку камеры. Это осуществляет преобразование вида «Filmic», которое установлено по умолчанию.

../_images/render_color-management_linear-display-space.svg — Преобразование из линейного пространства в пространство устройства отображения.#

Цветовые пространства изображения#

При загрузке и сохранении форматов мультимедиа важно помнить об управлении цветом. Такие форматы файлов, как PNG или JPEG, обычно хранят цвета в цветовом пространстве, готовом для отображения, а не в линейном пространстве. Когда они используются в качестве текстур в рендерах, их сначала необходимо преобразовать в линейные, а при сохранении рендеров для их отображения в интернете – также необходимо их преобразование в пространство отображения.

Для промежуточных файлов в производстве – рекомендуется использовать файлы OpenEXR. Они всегда хранятся в линейных цветовых пространствах сцены, без потери данных. Это делает их подходящими для хранения рендеров, с которыми впоследствии можно произвести компо́зининг, цветокоррекцию и преобразование в различные форматы вывода.

Изображения также могут содержать данные, которые на самом деле не являются цветом. Например, карты нормалей или смещения содержат только векторы и смещения. Такие изображения следует помечать как «Non-Color» данные, чтобы на них не происходило преобразования цветового пространства.

Настройки рендера (render settings)#

Ссылка

Редактор:: Свойства (properties)
Панель:: Рендер ‣ Управление цветом Render Properties ‣ Color Management

../_images/render_color-management_panel.png — Свойства управления цветом.#

Это параметры управления цветом, которые используются в Blender’е. Эти настройки управления цветом специфичны для сцены, поэтому они могут быть настроены для каждой имеющейся у вас сцены. Color management также можно переопределить при сохранении изображений; этот режим можно задать в свойствах управления цветом «вывода».

Устройство вывода (display device)

Цветовое пространство дисплея, на котором просматривается Blender.

Большинство дисплеев по умолчанию имеют sRGB, а некоторые новые дисплеи имеют возможность использовать Rec. 2020. Эти дисплеи имеют более широкую цветовую гамму и могут отображать контент с высоким динамическим диапазоном. Если у вас дисплей Apple, вы, вероятно, захотите использовать цветовое пространство Display P3.

Важно проверить настройки ОС и дисплея, чтобы убедиться, что они соответствуют используемому дисплею для просмотра наиболее точного изображения.

sRGB:: Используется большинством дисплеев.
Display P3:: Используется большинством устройств Apple.
Rec. 1886:: Используется во многих старых телевизорах.
Rec. 2020:: Используется для новых HDR-дисплеев с широким цветовым охватом.

Преобразование вида (view transform)

Это разные способы просмотра изображения на одном и том же устройстве отображения.

Стандартный (standard):

Не выполняет дополнительных преобразований, кроме преобразования для устройства отображения. Часто используется для нефотореалистичных результатов или редактирования видео, когда определённый вид уже запечён во входном видео.

Khronos PBR Neutral:

Преобразование тонального отображения, разработанное специально для точности цвета PBR, чтобы получить цвета sRGB в выходном рендере, которые максимально точно соответствуют вводному базовому цвету sRGB в материалах при освещении в оттенках серого. Этот способ нацелен на случаи использования предметной фотографии, где сцена хорошо экспонирована, а значения цвета HDR в основном ограничены небольшими зеркальными бликами.

AgX:

Преобразование тонального отображения, которое улучшает Filmic, давая более фотореалистичные результаты. AgX предлагает 16,5 ступеней динамического диапазона и снижает насыщенность сильно экспонированных цветов, чтобы имитировать естественную реакцию плёнки на свет.

Filmic:

Преобразование тонального отображения, разработанное для обработки цветов с высоким динамическим диапазоном. Filmic устарел и заменён на AgX, который улучшает обработку насыщенных цветов.

Filmic Log:

Конвертирует в цветовое пространство Filmic Log. Это может быть использовано для экспорта в приложения для цветокоррекции или для проверки изображения путём выравнивания очень тёмных и светлых областей.

False Color:

Показывает тепловую карту интенсивности изображения для визуализации динамического диапазона, помогает правильно экспонировать изображение.

Ниже приведена таблица, демонстрирующая, как нормализованные линейные цветовые данные представлены с помощью False Color.

Значение яркости	Цвет (color)
Низкие значения	Чёрный(-е) (black)
0.0001% до 0.05%	Синий (blue)
0.05% до 0.5%	Сине-голубой
0.5% до 5%	Голубой
5% до 16%	Зелёно-голубой
16% до 22%	Серый
22% до 35%	Жёлто-зелёный
35% до 55%	Жёлтый
55% до 80%	Оранжевый
80% до 97%	Красный (red)
Высокие значения	Белый(-е) (white)

Исходное (raw):

Предназначено для проверки изображения, но не для окончательного экспорта. Raw даёт изображение без преобразования цветового пространства.

Вид (look): Выбрать художественный эффект из набора измеренных данных отклика плёнки, который приблизительно имитирует вид определённых типов плёнки. Применяется до преобразования цветового пространства.

Экспозиция (exposure): Используется для управления яркостью изображения (в стопах), применяемой перед преобразованием цветового пространства. Рассчитывается следующим образом: \(значение\_вывода = значение\_рендера × 2^{(экспозиция)}\)

Гамма (gamma): Дополнительная гамма-коррекция применяется после преобразования цветового пространства. Обратите внимание, что преобразования отображения «по умолчанию» уже выполняют соответствующее преобразование, поэтому это в основном действует как дополнительный эффект для художественных настроек.

Секвенсор (sequencer)

Цветовое пространство, в котором работает секвенсор. По умолчанию секвенсор работает в пространстве sRGB, но его также можно настроить на работу в линейном пространстве, как и ноды композитинга, или же в другом цветовом пространстве. Различные цветовые пространства дают разные результаты для цветокоррекции, кроссфейдов и других операций.

Список цветовых пространств зависит от активной конфигурации OCIO. Поддерживаемые «по умолчанию» цветовые пространства подробно описаны здесь: «Стандартная конфигурация OpenColorIO»

Отображение (display)#

Расширенный динамический диапазон (high dynamic range)

Включить отображение с расширенным динамическим диапазоном в визуализированном вьюпорте, сняв ограничение яркости дисплея. Для этого требуется монитор с поддержкой HDR и преобразование вида, разработанное для HDR (Filmic не генерирует цвета HDR).

В настоящее время эта функция поддерживается только на macOS.

Использовать кривые (use curves)#

Настроить RGB-кривые для управления цветами изображения перед преобразованием цветового пространства. Узнайте больше об использовании «виджета кривых».

Файлы изображений#

При работе с файлами изображений, обычно правильным является цветовое пространство, установленное по умолчанию. Если это не тот случай – цветовое пространство файла изображения может быть настроено в настройках изображения. Распространённая ситуация, когда требуется ручная настройка, – это работа с картами нормалей или картами смещения, возможно их запекание, например. Такие карты на самом деле не содержат цвета, а только данные, закодированные как цвета. Такие изображения следует помечать, как имеющие Non-Color данные.

Блоки данных изображения всегда будут хранить в памяти буферы с плавающей запятой в линейном цветовом пространстве сцены, в то время как буфер байтов в памяти и файлы на диске хранятся в указанном параметре цветового пространства.

По умолчанию отображаются и сохраняются только рендеры с применённым «преобразованием вида». Эти изображения представляют собой блоки данных изображений «Render Result» и «Viewer», а также файлы, сохранённые непосредственно на диске с помощью оператора Render Animation. Однако при загрузке рендера, сохранённого в промежуточном файле OpenEXR, Blender не может автоматически определить, что это рендер (это может быть, например, текстура изображения или карта смещения). Нам нужно указать, что это именно рендер и что мы хотим применить преобразования, с помощью этих двух настроек:

Отображать как рендер (view as render): Отображать блок данных изображения (не только рендеров) с применёнными RGB-кривыми, преобразованием вида, экспозиции, гаммы. Полезно для просмотра отрендеренных кадров в линейных файлах OpenEXR так же, как и при их прямом рендеринге.
Сохранить как рендер (save as render): Опция в операторе сохранения изображения для применения преобразования вида, экспозиции, гаммы, RGB-кривых. Это полезно для сохранения линейных OpenEXR, например, в файлы PNG или JPEG в пространстве дисплея.

Конфигурация OpenColorIO#

Blender поставляется со стандартной конфигурацией OpenColorIO, которая содержит ряд полезных устройств отображения и преобразования вида. Справочное линейное цветовое пространство используется как линейное цветовое пространство с хроматическими градациями Rec. 709 и белой точкой D65.

Однако OpenColorIO также разработан для обеспечения единообразного стиля при работе пользователя в различных приложениях, и для этого можно использовать один общий файл конфигурации. Blender будет использовать стандартную переменную среды OCIO для чтения конфигурации OpenColorIO, отличной от конфигурации Blender’а «по умолчанию». Более подробную информацию о том, как настроить такой рабочий процесс, можно найти на веб-сайте OpenColorIO.

В настоящее время Blender использует следующие правила цветового пространства:

scene_linear: Цветовое пространство, используемое для рендеринга, композитинга и хранения всех изображений с плавающей точностью в памяти.
data: Цветовое пространство для нецветных данных.
aces_interchange: Цветовое пространство ACES2065-1. Используется для получения хроматических градаций цветового пространства scene_linear для таких эффектов, как «blackbody emission».
color_picking: Определяет распределение цветов в виджетах выбора цвета. Ожидается, что оно будет приблизительно линейным по восприятию, иметь ту же гамму, что и цветовое пространство scene_linear, сопоставлять значения 0..1 со значениями 0..1 в линейном цветовом пространстве сцены для предсказуемого редактирования альбедо материалов.
default_sequencer: Цветовое пространство «по умолчанию» для секвенсора, scene_linear – если не указано иное.
default_byte: Цветовое пространство «по умолчанию» для изображений и файлов с байтовой точностью, texture_paint – если не указано иное.
default_float: Цветовое пространство «по умолчанию» для изображений и файлов с плавающей точностью, scene_linear – если не указано иное.

Стандартная конфигурация Blender’а включает поддержку сохранения и загрузки изображений в цветовых пространствах ACES (код и документация). Однако цветовой охват ACES больше, чем у Rec. 709, поэтому для достижения наилучших результатов следует использовать специальный файл конфигурации ACES. OpenColorIO предоставляет файл конфигурации ACES, хотя для его использования в производстве может потребоваться несколько дополнительных настроек.

Стандарты конфигураций OpenColorIO#

Цветовые пространства (color spaces)

Файл конфигурации OCIO Blender’а по умолчанию поддерживает чтение/запись файлов в следующих цветовых пространствах:

sRGB:: Стандартное пространство отображения RGB с использованием хроматических градаций Rec. 709 и белой точки D65.
Rec.2020:: BT.2020 со степенной функцией 2.4 EOTF дисплей.
Rec.1886:: BT.1886 со степенной функцией 2.4 EOTF дисплей, часто используется для телевизоров.
Non-Color:: Общие данные, не являющиеся цветом, не будут применять никаких преобразований цвета (например, карты нормалей).
Linear Rec.709:: Линейные хроматические градации BT.709 с осветителем белой точки D65.
Linear Rec.2020:: Линейный BT.2020 с осветителем белой точки D65.
Linear FilmLight E-Gamut:: Линейный E-Gamut с осветителем белой точки D65.
Linear DCI-P3 D65:: Линейный DCI-P3 с осветителем белой точки D65.
Linear CIE-XYZ E:: Стандарт CIE XYZ 1931 года с предполагаемой точкой белого источника света E.
Linear CIE-XYZ D65:: 1931 CIE XYZ с адаптированной точкой белого источника света D65.
Filmic sRGB:: Аналогично sRGB, но использует преобразование кинематографического вида.
Filmic Log:: Промежуточное логарифмическое цветовое пространство преобразования Filmic.
Display P3:: Дисплей Apple P3 с функцией составной (piece-wise) кодировки sRGB, распространённой на устройствах Mac.
ACEScg:: Цветовое пространство ACES, предназначенное для использования при рендеринге и композитинге. Оно использует основные цвета AP1, белую точку D60 и линейную функцию передачи. Хотя это цветовое пространство похоже на ACES2065-1, оно имеет меньшую цветовую гамму. Меньшая гамма позволяет ему лучше представлять цвета, которые вписываются в диаграмму цветностей CIE 1931. Цвета, которые лежат за пределами цветностей CIE 1931, как правило, не важны для рендеринга и композитинга, поскольку человеческое «восприятие» не может передать эти цвета.
ACES2065-1:: Цветовое пространство ACES с использованием основных цветов AP0, белой точки D60 и линейной функции передачи. Это цветовое пространство предназначено для хранения и передачи данных с наибольшим объёмом возможной цветовой информации.