Nguồn: Frame.io
Thuỳ sưu tầm và biên dịch

Academy Color Encoding System (Hệ thống Mã hóa Màu của Viện hàn lâm hay còn được biết đến rộng rãi với tên viết tắt là “ACES”) đề cập đến một định dạng và đồng thời là một quy trình đi kèm, giúp việc xử lý các không gian màu sâu (deep color space – các không gian màu trên 10-bit, ACES là 16-bit) trong các workflow cao cấp trở nên dễ dàng hơn. Làm việc với các không gian màu sâu và hình ảnh HDR (High Dynamic Range) có thể cực kỳ phức tạp vì có quá nhiều định dạng, công cụ và quy trình làm việc khác nhau, nhiều trong số đó không tương thích với nhau. ACES hướng tới việc giải quyết vấn đề đó bằng cách tạo ra một quy trình làm việc chuẩn hóa, duy nhất có thể áp dụng cho bất kỳ ai thực sự quan tâm đến việc bảo toàn toàn bộ dữ liệu hình ảnh của họ xuyên suốt toàn bộ chuỗi quy trình xử lý hình ảnh (image pipeline).

Nếu bạn chỉ sản xuất video để đăng tải lên mạng, thì có lẽ ACES không cần thiết đối với bạn. Nhưng nếu bạn đang sản xuất một bộ phim điện ảnh để chiếu rạp, hoặc nếu bạn đang đầu tư rất nhiều tiền vào một dự án có thể tồn tại trong nhiều năm tới (và có thể được trình chiếu trên các công nghệ chưa được biết đến hiện nay), thì ACES có thể rất xứng đáng để bạn dành thời gian và công sức tìm hiểu.

ACES

ACES hay Hệ thống Mã hóa Màu của Viện hàn lâm là một hệ thống quản lý màu sắc mở và hỗ trợ chuyển đổi màu sắc giữa các hệ thống, được phát triển bởi Viện hàn lâm Khoa học và Nghệ thuật Điện ảnh Hoa Kỳ (AMPAS) cùng các đối tác trong ngành.

ACES chuẩn hóa color science (tạm dịch là “công nghệ màu”) được sử dụng trong mọi loại dự án và được thiết kế để cung cấp cho ngành công nghiệp một hệ thống quản lý màu sắc tiêu chuẩn, bao gồm tất cả các khâu, từ sản xuất, hậu kỳ, đến trình chiếu và lưu trữ.

Mục tiêu của ACES

Vào năm 2004 khi dự án ACES bắt đầu, Viện hàn lâm Khoa học và Nghệ thuật Điện ảnh Hoa Kỳ (AMPAS) cùng nhiều chuyên gia trong ngành đã nhận ra sự cần thiết của một hệ thống quản lý màu sắc mở, phù hợp để xử lý sự phức tạp của quá trình sản xuất kỹ thuật số hiện đại.

Trong một ngành công nghiệp với hàng tá hệ thống máy quay khác nhau, nhiều tùy chọn mã hóa, cùng các thiết bị trình chiếu đa dạng, v.v., Viện hàn lâm nhận thấy cần có một hệ thống như ACES để quản lý màu sắc một cách chính xác nhưng vẫn đơn giản, bất kể loại máy quay hay màn hình nào đang được sử dụng.

Nhiều nhà phát triển phần mềm đã giải quyết vấn đề quản lý màu sắc trong các ứng dụng riêng của họ, nhưng không có giải pháp nào trong số đó được áp dụng rộng rãi cho toàn ngành và được cung cấp dưới dạng mã nguồn mở. ACES là một giải pháp quản lý màu sắc theo tiêu chuẩn công nghiệp mà bất kỳ ai cũng có thể sử dụng để quản lý quy trình xử lý màu sắc của bất kỳ dự án nào.

Kể từ khi ACES 1.0 được phát hành vào năm 2014, các quy trình xử lý hình ảnh sử dụng ACES đã được dùng trên hàng chục bộ phim bom tấn của Hollywood, phim truyền hình dài tập và phim độc lập. Quy trình xử lý hình ảnh sử dụng ACES hiện đã có sẵn trong nhiều ứng dụng bao gồm DaVinci Resolve, Filmlight’s Baselight, Nucoda và nhiều ứng dụng khác.

Hiểu về Dữ liệu Tham chiếu Thu nhận (Capture Referred – dữ liệu trực tiếp đi ra từ cảm biến của máy quay, mang theo các đặc tính kỹ thuật của máy quay đó) & Tham chiếu Cảnh (Scene Referred – dữ liệu đại diện cho giá trị ánh sáng vật lý thuần túy đang tồn tại trong không gian thực, trước khi nó chui qua ống kính và được cảm biến máy quay ghi lại dưới dạng dữ liệu kỹ thuật số)

Một trong những điều quan trọng nhất cần hiểu về ACES là quy trình xử lý của nó sử dụng dữ liệu tham chiếu thu nhận (capture-referred data) – tức là công nghệ màu (và đôi khi là các ‘bí quyết riêng’) mà mỗi hệ thống máy quay sử dụng và tích hợp vĩnh viễn (nhúng chết – bake) vào tín hiệu. ACES sẽ đảo ngược quá trình xử lý dữ liệu đó (thông qua thứ được gọi là ACES Input Transform, viết tắt là IDT – Biến đổi Đầu vào ACES) để đưa dữ liệu trở lại thành thông tin ánh sáng tuyến tính (linear light) thuần túy giống như trong bối cảnh thực tế trước ống kính máy quay. Về mặt lý thuyết, nó loại bỏ đi mọi “định kiến thiên vị màu sắc” (bias) của máy quay.

Đây là lý do tại sao ACES thường được mô tả là một hệ thống tham chiếu cảnh (scene-referred) hay với thuật ngữ mang tính kỹ thuật hơn là tuyến tính theo cảnh (scene-linear). Việc loại bỏ sự thiên lệch của máy quay cho phép chúng ta tiến gần hơn đến bối cảnh thực tế phía trước ống kính.

Ngoài ra, ACES sử dụng một không gian màu lớn đến mức nó thực sự bao trùm toàn bộ quỹ tích thị giác (tất cả những gì con người có thể nhìn thấy) và thậm chí cả những ánh sáng mà chúng ta không thể nhìn thấy! Ngay cả các không gian màu làm việc nhỏ hơn của nó cũng rất lớn (chi tiết cụ thể về (các) không gian màu ACES sẽ được thảo luận ở phần sau).

ACES là một tiêu chuẩn thống nhất – biến đổi dữ liệu tham chiếu thu nhận từ nhiều máy quay khác nhau thành tuyến tính theo cảnh với một điểm xuất phát chung và công nghệ màu tương đồng.

ACES cũng rất bao quát – trong một workflow sử dụng ACES, bạn sẽ không bao giờ gặp phải những hạn chế khi làm việc trong các không gian màu nhỏ hơn. Đối với việc bàn giao cho khách hàng và mục đích lưu trữ, không gian màu ACES lớn đến mức về cơ bản nó “đón đầu tương lai” (future-proof).

Cách tiếp cận tuyến tính theo cảnh của ACES chỉ là một phần của toàn bộ quy trình tổng thể.

Mắt người không hoạt động theo cách tuyến tính và cuối cùng thì các dự án sẽ được xem trên TV, máy chiếu, v.v., những thiết bị này gán các đường cong gamma hoặc EOTF (Electro Optical Transfer Function – Hàm truyền quang điện) vốn không tuyến tính. Các thiết bị này cũng có không gian màu hạn chế hơn nhiều so với ACES.

Vì lý do này, ACES cũng kết hợp quản lý màu sắc tham chiếu thiết bị hiển thị (display-referred) như một phần của quy trình tổng thể. Dữ liệu ACES được phân tích qua các phép biến đổi khác nhau cho các không gian màu và thiết bị trình chiếu khác nhau.

Khi nói đến độ chính xác, ACES sử dụng công nghệ xử lý Open EXR 16-bit half-float, có khả năng phơi sáng lên đến hơn 30 stop theo tham chiếu cảnh.

Hãy nhớ rằng mặc dù sử dụng EXR, nhưng quá trình xử lý này thường chỉ diễn ra nội bộ trong ứng dụng bạn đang dùng và không có tệp EXR nào được tạo ra để bạn phải quản lý – ngoại trừ lúc xuất file (render).

Tóm lại, đây là những lợi ích của quy trình ACES:

• Thống nhất Công nghệ màu của Hệ thống Máy quay – Nhờ có phép biến đổi từ tham chiếu thu nhận sang tuyến tính theo cảnh ở phần đầu của chuỗi xử lý ACES (bất kể máy quay nào được sử dụng trong dự án), các source sẽ có một điểm xuất phát chung đối với công nghệ màu mà tất cả các ứng dụng tương thích với ACES đều có thể sử dụng và hiểu được.
• Không còn phỏng đoán (Guessing) cho các Quy trình VFX/CGI – một lý do khiến ACES được các bộ phim sử dụng nhiều VFX/CGI đón nhận là vì đằng nào họ cũng đang làm compositing và xử lý mọi thứ trong môi trường tuyến tính! Và dữ liệu tuyến tính đó sau đó có thể được render trở lại thành bất kỳ định dạng nào phù hợp với dự án, hoặc giữ nguyên dạng tuyến tính và giao lại cho chuyên gia chỉnh màu (colorist) để họ đơn giản là áp dụng lại phần chỉnh màu hiện có của họ mà không làm thay đổi phong cách hình ảnh (look).
• Sẵn sàng cho Wide Gamut / HDR – cho cả hiện tại và tương lai. Vì ACES có khả năng giữ lại hơn 30 stop dynamic range và dải màu mà nó hỗ trợ rất lớn, nó cực kỳ phù hợp cho các dự án HDR, Wide Gamut, bất kể các khái niệm này có thể phát triển thế nào trong tương lai.
• Bản Master Kỹ thuật số Vĩnh cửu (Evergreen Digital Master) – Một điều mà Viện hàn lâm luôn nhấn mạnh về ACES là nó cho phép tạo ra một bản gốc (bản master) kỹ thuật số thực sự vĩnh cửu (không bị lỗi thời) nhờ vào bản high dynamic range của hệ thống này (hơn 30 stop).

Các ‘Thành phần’ của ACES

Mặc dù ACES và các phép biến đổi khác nhau của nó khá phức tạp về mặt toán học, nhưng bạn vẫn có thể hiểu ACES một cách dễ dàng hơn bằng cách hiểu chức năng của từng bộ phận hoặc phép biến đổi trong chuỗi quy trình.

Dưới đây là thuật ngữ cho từng phép biến đổi này (sau khi định nghĩa các phép biến đổi, ở phần tiếp theo, bạn sẽ thấy được cách chúng hoạt động cùng nhau trong một quy trình ACES):

• ACES Input Transform (hay còn gọi là Input Device Transform (viết tắt là IDT) – Biến đổi Thiết bị Đầu vào) – Phép biến đổi Đầu vào lấy dữ liệu tham chiếu thu nhận của một máy quay và biến đổi nó thành tuyến tính theo cảnh trong không gian màu ACES. Các nhà sản xuất máy quay chịu trách nhiệm phát triển IDT cho máy quay của họ, nhưng Viện hàn lâm sẽ kiểm tra và xác minh các IDT đó. Trong các phiên bản tương lai của ACES, Viện hàn lâm có thể kiểm soát nhiều hơn trong việc phát triển IDT. Các IDT, giống như mọi phép biến đổi ACES khác, được viết bằng ngôn ngữ lập trình CTL (Color Transform Language). Chúng ta cũng có thể sử dụng các IDT khác nhau cho cùng một loại máy quay, nhằm bù trừ cho các thông số cài đặt khác nhau đã được thiết lập trên máy quay đó lúc bấm máy.
• ACES Look Transform (hay còn gọi là Look Modification Transform, viết tắt là LMT) – Phần đầu tiên của ACES Viewing Transform (Viewing Transform là sự kết hợp của các phép biến đổi LMT, RRT và ODT). Cho phép áp Look lên hình ảnh tương tự như việc dùng LUT. Điều quan trọng cần lưu ý là LMT được sử dụng sau khi chỉnh màu dữ liệu ACES và không phải mọi công cụ đều hỗ trợ sử dụng LMT.
• RRT (Reference Rendering Transform) – Có thể coi coi RRT như thành phần render engine của ACES. RRT chuyển đổi dữ liệu tham chiếu cảnh tuyến tính thành bộ dữ liệu tham chiếu màn hình siêu rộng. RRT hoạt động kết hợp với ODT để tạo ra dữ liệu có thể xem được cho màn hình và máy chiếu. Mặc dù Viện hàn lâm là đơn vị xuất bản RRT tiêu chuẩn, một số ứng dụng có khả năng sử dụng các RRT tùy chỉnh (được viết bằng CTL), nhưng nhiều hệ thống chỉnh màu không cho phép truy cập trực tiếp vào RRT.
• ACES Output Transform (còn được gọi là Output Device Transform, viết tắt là ODT) – Bước cuối cùng trong quy trình xử lý ACES là ODT. Phép biến đổi này lấy dữ liệu high dynamic range từ RRT và biến đổi nó cho các thiết bị và không gian màu khác nhau như P3 hoặc Rec 709, 2020, v.v. Các ODT giống như IDT và RRT đều được viết bằng CTL.

Ngoài ra còn có ba tập con (subset) chính của ACES được sử dụng cho các quy trình hoàn thiện (finishing) gọi là ACEScc, ACEScct và ACEScg:

• ACEScc sử dụng mã hóa màu logarit và có lợi thế là làm cho các công cụ chỉnh màu hoạt động giống như khi làm việc trong không gian log, là điều mà nhiều chuyên gia chỉnh màu (colorist) ưa thích.
• ACEScct giống hệt ACEScc, nhưng thêm một ‘đường vát vùng tối’ (toe) vào mã hóa để khi sử dụng các thao tác nâng sáng (lift), phản hồi mang lại cảm giác giống với các bản scan phim nhựa logarit truyền thống. Hành vi giả-logarit này được mô tả là ‘đục hơn’ (milky) hoặc ‘mờ hơn’ (foggier). ACEScct được bổ sung vào ACES 1.03 và được xem là một giải pháp thay thế cho ACEScc dựa trên phản hồi của nhiều chuyên gia chỉnh màu.
• ACEScg sử dụng mã hóa màu tuyến tính và được thiết kế cho các nghệ sĩ VFX/CGI để các công cụ của họ hoạt động theo cách truyền thống hơn.

Mặc dù ACEScc, ACEScct, ACEScg và các phép biến đổi chúng sử dụng là những gì bạn thường thấy nhất khi làm việc với ACES, có một số thuật ngữ bổ sung mà bạn có thể bắt gặp:

• APD (Academy Printing Density) – Mật độ tham chiếu do AMPAS cung cấp để hiệu chuẩn máy scan phim.
• ADX (Academy Density Exchange) – Được sử dụng để scan phim nhựa và đưa các bản quét đó vào ACES – tương tự như hệ thống Cineon dành cho việc quét phim.
• ACESproxy – sử dụng mã hóa màu logarit và là một phiên bản sử dụng số nguyên, giới hạn dải (range-limited) của ACEScc. ACESproxy được thiết kế để sử dụng ngay trên phim trường với các thiết bị tương thích thông qua cáp SDI.

Quy trình ACES

Giờ đây, khi chúng ta đã định nghĩa các phép biến đổi được sử dụng cho ACES, việc hiểu cách các phép biến đổi này kết hợp để tạo thành một chuỗi xử lý ACES khá đơn giản:

Dữ liệu từ Máy quay → Input Transform → Chỉnh màu → Look Transform (tùy chọn) → Reference Rendering Transform → Output Transform

Như đã đề cập, ACES là hệ thống quản lý màu sắc lai giữa dữ liệu tham chiếu cảnh/tuyến tính theo cảnh và dữ liệu tham chiếu thiết bị hiển thị.

Trong hình minh họa bên dưới, các phép biến đổi khác nhau của ACES khớp với phần tham chiếu cảnh (nửa trên) và tham chiếu thiết bị hiển thị (nửa dưới) của quy trình:

Hiểu về Các Không gian Màu ACES

Khi thảo luận về ACES, bạn sẽ thường nghe thấy một số cụm từ mang tính kỹ thuật cao để mô tả nó: 2065-1, AP0, AP1, Rec.2020+.

Những thuật ngữ này có nghĩa là gì?

Mặc dù tiêu chuẩn này có nhiều phần, nhưng trong sử dụng hàng ngày, ACES 2065 được hiểu là phiên bản tuyến tính đầy đủ của ACES có dải màu (gamut) lớn hơn cả tập hợp các màu cơ bản (đỏ, xanh lá cây và xanh dương) của quỹ tích thị giác. ACES 2065 có một tập hợp các màu cơ bản (primaries) được gọi là AP0 (ACES Primaries 0).

Có thể so sánh ACES với các dải màu khác bằng việc sử dụng một biểu đồ CIE1931 tiêu chuẩn. Vòng màu hình móng ngựa đại diện cho quỹ tích thị giác của con người – tất cả các màu sắc mà chúng ta có thể nhìn thấy.

Biểu đồ bên trái cho thấy các màu cơ bản ACES AP0 so với các dải màu khác, bạn cũng có thể thấy nó lớn hơn toàn bộ quỹ tích thị giác. Biểu đồ bên phải cho thấy các màu cơ bản ACES AP1 so với các dải màu khác. Màu gốc AP1 được sử dụng trong ACEScc, ACEScct & ACEScg.

2065-1 AP0 chủ yếu dành cho mục đích lưu trữ và chuyển đổi file. Trong thực tế sử dụng – chỉnh màu, vfx v.v., 2065-1 AP0 không được dùng tới. Thay vào đó, một tập hợp các màu cơ bản nhỏ hơn gọi là AP1 (ACES Primaries 1) được sử dụng. Còn được gọi là Rec2020+, các màu gốc AP1 lớn hơn một chút so với Rec. 2020 (vốn được coi là dải màu siêu rộng cho tương lai), và chính các Màu cơ bản AP1 này được sử dụng trong ACEScc, ACEScct và ACEScg.

Các phiên bản ACES & Phát triển Mã nguồn mở

Hiện tại, phiên bản chính thức của ACES là 1.1 nhưng nhiều ứng dụng vẫn chưa hỗ trợ phiên bản này, mặc dù phiên bản 1.03 đã được hỗ trợ rộng rãi. Trừ khi có những thay đổi lớn trong tương lai và/hoặc nhu cầu của người dùng cuối do AMPAS xác định, bạn sẽ tiếp tục thấy các phiên bản phát hành chính trong phần mềm và có lẽ không thấy các bản phát hành phụ .0x, mặc dù các nhà sản xuất phần mềm có thể triển khai các bản phát hành .0X để cải thiện hiệu suất và sửa lỗi.

Các dự án được tạo bằng các phiên bản ACES cũ hơn có thể mở được bằng phiên bản ACES mới hơn mà một ứng dụng sử dụng, nhưng điều này có thể gây ra một số khác biệt trong việc biểu diễn hình ảnh so với dự án gốc. Một số ứng dụng cung cấp khả năng chuyển đổi phiên bản ACES đang được sử dụng sang một phiên bản cũ hơn để khớp với phiên bản ACES đã dùng trong dự án gốc.

Cũng cần lưu ý rằng quá trình phát triển ACES là ‘mã nguồn mở’. AMPAS quản lý và giám sát sự phát triển của hệ thống, nhưng nếu bạn rành về toán học/công nghệ màu, bạn có thể đóng góp vào quá trình phát triển hệ thống hoặc quan sát quy trình phát triển bằng cách truy cập kho lưu trữ GitHUB mà Viện hàn lâm duy trì cho ACES:

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

Đồng thời, như đã đề cập, các phép biến đổi ACES được viết bằng ngôn ngữ CTL hay Color Transform Language. Viện hàn lâm cũng duy trì một kho lưu trữ GitHub cho CTL:

https://github.com/ampas/CTL

ACES Central

Nếu bạn không rành về kỹ thuật, bạn cũng có thể truy cập ACES Central. ACES Central là một trang web do AMPAS duy trì hướng tới việc thảo luận về ACES và thường xuyên được người dùng cũng như các đối tác được chứng nhận của ACES truy cập.