Membuat Alur Kerja ACES untuk Pencahayaan Realistis dengan 3D

Membuat Alur Kerja ACES untuk Pencahayaan Realistis dengan 3D

Pelajari cara meningkatkan render 3D Anda dengan menggunakan ACES untuk membangun alur kerja linier. (Juga, seorang penjelajah: Apa sebenarnya ACES itu?)

ACES. Apa itu? Mari kita bahas dengan deskripsi tingkat pemula: ACES dianggap sebagai standar industri untuk warna. Ini digunakan dalam membuat film, CG Animasi, dan VFX. Sekarang, mari kita masuk semua.

ACES adalah singkatan dari Academy Color Encoding System. Ini dianggap sebagai standar untuk bertukar file gambar, dan ini adalah cara untuk menciptakan pencahayaan yang lebih baik dalam 3D. Selain itu, dan secara lebih umum, ini adalah seperangkat aturan untuk menyandikan data dan mengelola alur kerja warna.

Dalam artikel ini, kita akan berbicara tentang alur kerja ACES untuk render 3D dan, untuk kesempatan ini, kita akan mempertimbangkan ruang warna ditelepon ACEScg.

Tapi, mari kita lakukan selangkah demi selangkah. Apa itu ruang warna?


Apa Itu Ruang Warna?

Gamut Ruang Warna
Contoh ruang warna dari CIELAB. Gambar melalui EIZO.

Sederhananya, ruang warna menggambarkan warna yang tersedia dalam subset tertentu—disebut sebagai CIELAB standar—dan juga mewakili profil warna untuk media digital.

A gamut warna berisi semua warna yang dapat dihasilkan perangkat, dan ketika monitor dibuat dan dikalibrasi untuk menggunakan sRGB, misalnya, warnanya dipetakan ke koordinat ruang warna sRGB. Gamut juga bisa lebih kecil dari ruang warna saat ini atau mencakupnya. Dalam kasus terakhir ini, kami mengatakan bahwa monitor adalah 100% sRGB.

Selain itu, sebagian besar gambar dari internet (JPG, PNG, dll.) dilengkapi dengan profil warna yang disimpan yaitu sRGB, dan itu mempertahankan standar dalam pertukaran file.

Ruang warna yang paling umum adalah sRBG, AdobeRGB, DCI-P3, dan Rec.2020, hanya untuk beberapa nama, dengan sRGB menjadi ruang warna terkecil dalam daftar. Banyak monitor mengandalkannya untuk mewakili gambar.

8-bit per saluran cukup untuk menutupi ruang warna sRGB tetapi—jika kita ingin memperluasnya rentang dinamis, misalnya, dengan ruang warna DCI-P3—kita membutuhkan setidaknya 10-bit per saluran. Pikirkan tentang hdri. Saat ini, monitor dan TV perlu memiliki kemampuan untuk menghadapinya.


Apa itu Alur Kerja Linier?

Koreksi gamma
Contoh umum koreksi gamma untuk gambar sRGB. Gambar melalui Alur Kerja Linier PBR.

Sebelum memperkenalkan ACES, kita masih perlu tahu apa itu alur kerja linier adalah dan mengapa itu sangat penting saat rendering.

Saat kami membuka gambar sRGB pada suatu monitor yang dikalibrasi menggunakan sRGB, kita melihatnya dengan benar karena koreksi gamma diterapkan pada gambar yang disimpan (0,45) digabungkan dengan pantau gamma dari 2.2 untuk memberikan respons linier, dan itulah yang kami inginkan.

Baca Juga  Apakah Kacamata Anda Harus Sesuai Dengan Pakaian Anda?

Jika gambar tidak dikoreksi gamma, monitor akan menampilkan gambar yang lebih gelap, yang tidak bagus.

Alasan di balik monitor gamma 2.2 adalah historis; itu berasal dari monitor CRT lama, di mana tidak ada respons linier antara intensitas cahaya dan tegangan pistol elektron. Bahkan jika LCD dan monitor yang lebih baru tidak mengalami masalah ini sekarang, gamma 2.2 telah dipertahankan untuk menjaga kompatibilitas dengan monitor CRT lama.

Dalam rendering 3D, semua perhitungan perlu diperlakukan secara linier, sehingga jika kita menggandakan intensitas cahaya dalam pemandangan kita, kita juga harus menggandakan nilai warna dari tekstur dan shader. Beginilah cara cahaya bekerja dalam kenyataan.

Berikut adalah contoh khas alur kerja linier dengan masukan, perhitungan, keluaran, dan final koreksi gamma diterapkan pada output (sRGB LUT), untuk mendapatkan gambar yang benar di monitor.

Alur Kerja Linier
Alur Kerja Linear: dari input hingga render akhir di layar. Gambar melalui Alur Kerja Linier.

gambar sRGB harus linierisasi, serta warna. Jika sesuatu sudah linier, seperti gambar mengambang (HDRI), kita membiarkannya apa adanya—benjolan, perpindahan, peta normal, dll. tidak perlu dilinierkan.

Output render linier tetapi gamma monitor, seperti yang kita lihat, adalah 2.2. Kami kemudian membutuhkan sRGB LUT untuk mengoreksi gambar yang dirender dan membuatnya linier ke pemirsa.

Tanpa sRGB LUT yang tepat atau cara yang benar untuk linierisasi input kita, kita tidak akan bisa mendapatkan representasi yang benar dari adegan yang dirender.

Diagram Alur Kerja Linier
Langkah-langkah spesifik dalam alur kerja linier—input linier, kalkulasi, dan sRGB LUT untuk mengoreksi gamma pada gambar akhir yang dirender. Gambar melalui Alur Kerja Linier.

Di sisi lain, dengan mengikuti alur kerja ini, kami yakin bahwa perhitungannya akurat dan kami mendapatkan hasil yang benar secara fisik. Autodesk Maya, misalnya, menggunakan alur kerja linier ini.

Itu bagus untuk alur kerja yang benar dan standar. Namun, kami dapat melakukan lebih baik lagi dalam hal kualitas adegan yang kami render. Ini dia ACES!


Alur Kerja ACES

Setelah memperkenalkan konsep ruang warna dan alur kerja linier, kami siap berbicara tentang bagaimana ACES dapat meningkatkan render kami.

Mari kita lihat apa yang dapat ditawarkan ACES:

  • Ruang warna yang lebih luas: Dalam rendering 3D, kami menggunakan ACEScg, yang jauh lebih besar daripada sRGB biasa.
  • Alur kerja linier seperti pada sRGB, tetapi dengan aturan yang berbeda untuk mengkodekan, menghitung, dan mendekode data, untuk mendapatkan keluaran warna yang lebih baik
  • Penampilan highlight yang lebih alami, dengan desaturasi warna saat intensitas cahaya meningkat. ACEScg menghindari adanya area yang terlalu terang atau terbakar saat intensitas cahaya yang kuat mengenainya.
  • Representasi warna yang lebih kaya, karena beroperasi di ruang warna yang lebih luas, penghitungan menggunakan lebih banyak corak dan variasi.
Baca Juga  Panduan Utama untuk Memahami Produk Katup Steker Terbaik
sRGB vs. ACEScg
sRGB vs. ACEScg—lihat bagaimana ACEScg menggunakan lebih banyak warna. Gambar melalui acescolorspace.com.

Mari kita lihat alur kerja ACES secara mendalam:

  • Input (tekstur, warna, gambar linier, render ACEScg) diubah menjadi ruang warna ACEScg oleh ID (transformasi perangkat masukan). Fungsi ini melinierkan input (jika diperlukan) dan memetakan nilai ke ruang warna yang lebih luas (ACEScg).
  • Semua perhitungan terjadi di ACEScg, dengan demikian, kami memiliki rentang yang lebih dinamis untuk digunakan.
  • NS ODT (transformasi perangkat keluaran) mengambil hasil render dan, sebelum menerapkan transformasi untuk perangkat tertentu, menggunakan fungsi RRT untuk memetakan kembali nilai ke ruang warna tertentu.

Jika kita ingin melihat hasilnya pada monitor sRGB, kita harus memetakan nilai dinamis tinggi (ACEScg) ke nilai dinamis rendah (sRGB). Operasi ini disebut pemetaan nada dan dilakukan oleh RRT yang disebutkan di atas fungsi.

Sebagai langkah terakhir, jika kita memiliki gamma monitor 2.2, ODT juga menerapkan koreksi gamma seperti dijelaskan di atas.

Alur Kerja ACES
Alur kerja linier untuk ACEScg. Gambar melalui garagefarm.net.

Selanjutnya, ODT tergantung pada tujuan alur kerja ACES. Kami juga dapat mengonversi hasil untuk pengarsipan dalam ruang warna ACES 2065-1, bukan sRGB atau Rec.709.


Contoh dan Pertimbangan Praktis dengan ACES

Di bagian ini, saya ingin memperkenalkan contoh adegan yang saya buat dengan cepat di Maya, di mana saya menggunakan alur kerja ACES.

Adegan Contoh ACES
Contoh adegan yang dirender dengan ACEScg dan disimpan dengan sRGB untuk web.

Dalam adegan dalam ruangan, saya ingin fokus pada beberapa detail pencahayaan yang membuat ACES lebih baik dari sRGB. Untuk tujuan kita, saya memperkenalkan cahaya terarah melalui jendela dan beberapa bola reflektif.

Bekerja dengan ruang warna yang lebih besar pada waktu render, ACEScg mampu pertahankan detail tertentu itu, jika tidak, akan terpotong, karena ruang warna sRGB yang lebih rendah. Efek ini lebih terlihat di area dengan luminositas yang kuat.

Anda dapat melihat bahwa detail kayu dipertahankan dan warna adalah desaturasi. Inilah yang terjadi dalam kenyataan!
Cahaya di karpet, juga, menghilangkan warna merah mudanya tetapi mempertahankan beberapa detail tanpa efek kliping yang drastis.

Detail Alur Kerja ACES
Desaturasi warna dan detail dipertahankan dalam alur kerja ACES.

Tapi, jika perhitungannya bekerja dengan nilai lebih di ACEScg, bagaimana kita bisa melihat hasilnya di monitor yang gamutnya jauh lebih kecil?

Di sinilah Referensi Render Transform (RRT) berguna. Ini praktis melakukan pemetaan nada nilai warna ACEScg ke gamut perangkat (dalam hal ini sRGB). Fungsi ini mendekati tampilan warna pada perangkat yang memiliki rentang dinamis yang jauh lebih rendah.

Sekarang, mari kita buat render yang sama di ruang warna sRGB dan lihat perbedaannya.

Baca Juga  Boot HELLCAT dalam 3D: Wawancara dengan Yang Sudah Dikunyah
Contoh sRGB
Dirender dalam sRGB.
Contoh ACEScg
Dirender dalam ACEScg.

Sekilas memang terlihat mirip, namun ada beberapa perbedaan.

Kualitas dari cahaya arah di lantai adalah hal pertama yang Anda perhatikan. Di dalam sRGB, bagian kayu tidak mempertahankan semua detail, dan warnanya terlalu jenuh. Demikian pula, warna difus pada karpet dibakar oleh cahaya terarah. Itu karena bekerja dengan rentang dinamis yang lebih rendah menyebabkan kliping pada intensitas cahaya yang tinggi.

Sekali lagi, bola yang terkena cahaya arah tampak benar-benar putih di sRGB, sedangkan bola yang sama di ACEScg, meskipun pencahayaannya kuat, mempertahankan tampilan yang lebih desaturasi dan realistis.

Pantulan jendela di lantai juga terpotong dalam sRGB. ACEScg, sebaliknya, bekerja jauh lebih baik.

Highlight
Sorotan jauh lebih baik di ACEScg dibandingkan dengan sRGB.

Akhirnya, tampilan keseluruhan di ACEScg juga lebih baik dalam hal warna. Bekerja dengan rentang dinamis yang lebih tinggi, kami memiliki lebih banyak warna untuk ditangani. Dengan demikian, selama pemetaan nada ke monitor sRGB, RRT akan mendekati tampilan dengan mempertahankan kontras yang tepat dan dengan membuat hasilnya lebih hidup dan jelas.

Umumnya, warna muncul lebih baik.

Warna Hidup
Di ACEScg, warna muncul lebih baik. Lihatlah warna hijau atau garis-garis ungu di karpet.

Menyiapkan ACES di Autodesk Maya Menggunakan Konfigurasi ACES Open-Source

Di bagian terakhir ini, kita akan berbicara tentang bagaimana Anda dapat dengan mudah mengatur alur kerja ACES Anda di Autodesk Maya dengan menggunakan konfigurasi ACES open-source. Perhatikan bahwa ACEScg sekarang menjadi ruang rendering default di Maya 2022, tetapi jika Anda menggunakan Maya 2019 seperti tutorial ini, Anda dapat mengikuti bagian ini.

Kita harus mengakses:

Windows > Pengaturan/Preferensi > Preferensi

Dibawah Manajemen Warna, ada tab bernama Preferensi Manajemen Warna:

Manajemen Warna
Manajemen Warna di Autodesk Maya.

Secara default, Manajemen Warna diaktifkan dan opsi Preferensi Transformasi Warna memiliki konfigurasi berikut:

  • Ruang Render (ID): Scene-linear Rec. 709/sRGB
  • Lihat Transformasi (ODT): sRGB gamma

Itulah pengaturan yang sesuai dengan alur kerja linier yang kami jelaskan di atas.

Untuk memuat ACES, Anda harus terlebih dahulu:

  • Kloning seluruh perpustakaan ke disk Anda dari repositori Github berikut: Perpustakaan ACES
  • Setelah dikloning, pertimbangkan folder bernama as_1.2
  • Cari file bernama config.ocio dalam folder as_1.2
  • Salin seluruh jalur file config.ocio dari disk Anda ke Jalur Konfigurasi OCIO yang Anda temukan di Preferensi Manajemen Warna
  • Aktifkan opsi yang disebut Gunakan Konfigurasi OCIO dan Anda sudah selesai!
Mengaktifkan OCIO
Mengaktifkan alur kerja ACES.

Sekarang, kami memiliki IDT dan ODT yang berbeda. Mereka masing-masing ACES – ACEScg dan sRGB(ACES). Yang terakhir termasuk pemetaan nada dan 2.2 koreksi gamma untuk perangkat sRGB.

Terakhir, namun tidak kalah pentingnya, Aturan Ruang Warna Masukan tab memungkinkan untuk menentukan seperangkat aturan untuk input (gambar, HDRI, dll.). Aturan default di tangkapan layar sebelumnya mengatakan bahwa, untuk gambar input apa pun, Maya secara otomatis menetapkan ruang warna sRGB yang disebut Utilitas – sRGB – Tekstur. Kami dapat menetapkan aturan yang berbeda untuk format gambar lainnya.

Jika kita tidak ingin mendefinisikan aturan lain, ingatlah untuk mengatur ruang warna secara manual untuk setiap gambar dalam proyek Anda.

Secara khusus, tetapkan ruang warna ini untuk tekstur berikut:

  • Tekstur seperti difus, warna dasar, spesifikasi, dll. -> Utilitas – sRGB -Tekstur profil warna (aturan default)
  • Tekstur linier seperti HDR -> Utilitas – linier – sRGB profil warna
  • Benjolan, normal, kekasaran, logam, peta perpindahan, dll. -> Utilitas -Mentah profil warna

Sekarang, Anda siap bereksperimen dengan alur kerja ACES Anda sendiri! Bersenang-senang dengan itu!


Beberapa artikel desain lainnya untuk Anda:

%d bloggers like this: