アカデミーカラーエンコーディングシステム

アカデミーカラーエンコーディングシステム（ACES ）は、映画芸術科学アカデミーの後援の下で作成されたカラー画像エンコーディングシステムです。ACESは、色精度の高いワークフローと、「ソースに関係なく高品質の映画画像をシームレスに交換する」ことを特徴としています。^[1]

このシステムは、 CIE xyY仕様で定義されたスペクトル軌跡に基づいて独自のカラープライマリを定義します。白色点は、相関色温度（CCT）が6000KのCIEデイライトの色度に近似しています。^[2] ACES準拠の画像ファイルのほとんどは16ビットの半浮動小数点数でエンコードされているため、ACES OpenEXRファイルは30ストップのシーン情報をエンコードできます。^{[1] ACESproxy形式では、ログエンコードで整数を使用します。ACESは、}ハイダイナミックレンジ（HDR）と広色域（WCG）の両方をサポートしています。^[1]

バージョン1.0は2014年12月にリリースされました。ACESは2012年にプライムタイムエンジニアリングエミー賞を受賞しました。 ^{[3]このシステムは}、米国映画テレビ技術者協会（SMPTE）の標準化団体によって部分的に標準化されています。

ACESプロジェクトは、2004年に50人の業界技術者との共同開発を開始しました。^[4]このプロジェクトは、映画業界へのデジタル技術の最近の進出により開始されました。従来の映画ワークフローはフィルムネガに基づいていましたが、デジタルへの移行に伴い、ネガのスキャンとデジタルカメラの取得が行われました。業界には、さまざまなデジタル映画カメラとフィルムからの多様なソースに対応する色管理スキームがありませんでした。ACESシステムは、現在の映画ワークフローに存在する多数のファイル形式、画像エンコーディング、メタデータ転送、色再現、および画像交換を管理する際の複雑さを制御するように設計されています。

リファレンス実装には以下のバージョンが利用可能である: ^[5]

• 0.1 (2012 年 3 月 1 日) から 0.7.1 (2014 年 2 月 26 日) までのいくつかのプレリリース バージョンがタグ付けされました。
• ACES 1.0 (2014 年 12 月) は最初のリリース バージョンです。その後、3 つの小さなパッチが続きました。
• ACES 1.1 (2018 年 6 月 21 日) では、P3、Rec. 2020、DCDM 用の ODT がいくつか追加されました。
• ACES 1.2 (2020 年 4 月 1 日) では、ACES メタデータ ファイル (AML)、更新された共通 LUT 形式、新しい ACES プロジェクトの構成と開発手順という 3 つの新しい仕様ドキュメントが導入されています。また、いくつかの変換も追加されています。
• ACES 1.3（2021年4月30日）では、Sony Veniceのカラースペース変換、飽和オブジェクトの色域圧縮方法、およびAMFの改良が追加されました。^[6]

このシステムは、統一されたワークフローを作成するために連携して動作するように設計された複数のコンポーネントで構成されています。

• アカデミー カラー エンコーディング仕様 (ACES) : ACES カラー スペースを定義する仕様。カメラで露出されたシーンの線形ライトでの半浮動小数点の高精度エンコーディングと、ファイルへのアーカイブ ストレージを可能にします。
• 入力デバイス変換 (IDT) : この名前は ACES バージョン 1.0 で廃止され、入力変換に置き換えられました。
• 入力変換 (IT) : 処理不可能なソース マテリアルからキャプチャされた画像を取得し、そのコンテンツを ACESカラー スペースとエンコード仕様に変換するプロセス。IT は多数あり、キャプチャ デバイスのクラスごとに固有で、ACES ガイドラインを使用してメーカーによって指定される可能性があります。タングステンと日光の照明条件に応じて異なる IT を使用することをお勧めします。
• 外観変更変換 (LMT) : RRT および ODT と組み合わせて体系的に適用される外観の特定の変更。(ACES 表示変換の一部)
• 出力変換: ACES バージョン 1.0 の命名規則に従って、これは標準のシーン参照 ACES色彩測定(SMPTE 2065-1色空間) から特定のデバイスまたはデバイス ファミリの出力参照色彩測定への全体的なマッピングです。これは常に、以下に定義される参照レンダリング変換 (RRT) と特定の出力デバイス変換 (ODT) の連結です。このため、出力変換は通常、「RRT+ODT」と短縮されます。
• リファレンス レンダリング変換 (RRT) : シーン参照の色彩測定をディスプレイ参照に変換し、S 字カーブを持つ従来のフィルム画像レンダリングに似ています。より広い色域とダイナミック レンジが利用できるため、あらゆる出力デバイス (まだ存在しないデバイスも含む) へのレンダリングが可能です。
• 出力デバイス変換 (ODT) : RRT の広い色域と広いダイナミック レンジを、色​​域とダイナミック レンジが制限された物理的に実現された出力デバイスにレンダリングするためのガイドライン。多くの ODT があり、ACES ガイドラインに従ってメーカーによって生成される可能性があります。
• アカデミー表示変換: LMT と出力変換を組み合わせた参照、つまり「LMT+RRT+ODT」。
• アカデミー印刷密度 (APD) : フィルム スキャナーとフィルム レコーダーの調整用に AMPAS によって定義された基準印刷密度。
• Academy Density Exchange (ADX) : フィルム スキャナーからデータをキャプチャするために使用される、Kodak の Cineon に似た濃度測定エンコーディング。
• ACES カラー スペース SMPTE 標準 2065-1 (ACES2065-1) : ACES フレームワークで画像を保存するために使用する主要なシーン参照カラー スペース。SMPTE によってドキュメント ST2065-1 として標準化されています。その色域には、放射測定的に線形な転送特性を持つ完全な CIE 標準観測者の色域が含まれます。
• ACEScc (ACES 色補正スペース) : ITU Rec.2020 色空間および対数転送特性よりもわずかに大きい色空間定義で、色補正ツールおよびグレーディング ツール内での使用が改善されています。
• ACEScct (ACES 色補正スペースとつま先) : ITU Rec.2020 色空間よりわずかに大きく、対数的にエンコードされた色空間定義で、Cineon ファイルのつま先の動作に似ており、色補正ツールやグレーディング ツール内での使用が向上します。
• ACEScg (ACES コンピュータ グラフィックス スペース) : ITU Rec.2020 カラー スペースよりわずかに大きく、コンピュータ グラフィックスのレンダリングおよび合成ツール内での使用を改善するために線形にエンコードされたカラー スペース定義。
• ACESproxy (ACES プロキシ カラー スペース) : ITU Rec.2020 カラー スペースよりわずかに大きいカラー スペース定義で、対数的にエンコードされ (ACEScct ではなく、ACEScc と同様)、10 ビット/チャネルまたは 12 ビット/チャネルの整数演算デジタル表現で表されます。このエンコードは、 SDIケーブル、モニター、一般的なインフラストラクチャなど、浮動小数点演算エンコードをサポートしないデジタル デバイス間でのコード値の転送専用に設計されています。

ACES 1.0 はカラー エンコーディング システムで、1 つのコアアーカイブカラー スペースと、4 つの追加の作業 カラー スペース、および追加のファイル プロトコルを定義します。ACES システムは、映画やテレビ制作のニーズ、つまり動画や静止画データのキャプチャ、生成、転送、交換、グレーディング、処理、短期および長期の保存に対応するように設計されています。これらのカラー スペースには、すべて共通の特性がいくつかあります。

1. これらはRGB カラー モデルに基づいています。
2. 画像データはシーン参照です。つまり、数値は、撮影時にセット上の実際のオブジェクトとライトから反射または放射された元のシーン照明に関連しています。空間は「標準参照カメラ」を参照します。これは、人間の視覚のすべてをキャプチャできる架空のカメラです。実際のカメラでキャプチャされたシーン参照コード値は、光露出に直接関連しています。
3. 30 ストップの露出を保持できます。
4. 基準ホワイト ポイントは、CIE D60 標準光源というものは存在しないにもかかわらず、誤って「D60」と呼ばれることがあります。さらに、ホワイト ポイントは CIE 昼光軌跡にもプランク軌跡にも存在せず、中立軸を定義しません。映画製作者は、技術的または芸術的な理由から、必要な有効なホワイト ポイントを自由に選択できます。
5. ホワイト ポイントは、変換の数学的基準としてのみ機能し、シーンや表示の基準と混同しないでください。これは、キセノン バルブ付きのプロジェクターを使用して、LAD テスト パッチを含むフィルムを劇場のスクリーンに投影する実験によって選択されました。測定されたホワイト ポイントは、CIE 昼光軌跡に近くなるように調整されましたが、CIE 昼光軌跡上にはありませんでした。CCT は6000kに近く、CIE 1931 xy 色度は です。^[7]${\displaystyle (0.32168,0.33767)}$

5 つのカラー スペースは、 AP0およびAP1 (「ACES Primaries」#0および#1 )と呼ばれる 2 つの定義済み RGB カラー プライマリ セットのいずれかを使用します。色度座標は以下の表に示されています。

AP0 は、CIE 1931 標準観測者スペクトル軌跡全体を囲む最小の原色セットとして定義されます。したがって、理論的には平均的な人間の目で見ることができるすべての色刺激を含み、それを超えています。実現不可能な原色または架空の原色を使用するという概念は新しいものではなく、可視スペクトル軌跡のより大きな部分をレンダリングしたいカラー システムでよく使用されます。ProPhoto RGB ( Kodakが開発) と ARRI Wide Gamut ( Arriが開発) は、そのような色空間の 2 つです。スペクトル軌跡の外側の値は、後でカラー タイミングまたは他の画像交換の場合に操作されて、最終的に軌跡内に収まるという前提で維持されます。これにより、ポスト プロダクション操作の結果として色の値が「クリップ」または「押しつぶされる」ことがなくなります。

AP1色域は AP0 原色よりも狭いですが、それでも「広い色域」と見なされます。AP1 原色は実現可能な原色に非常に近いですが、AP0 とは異なり、負の値はありません。これは、いくつかの実用的な理由から、作業スペースとして使用する場合に重要です。

• 3 つの RGB チャネルで独立して動作するカラー イメージングとカラー グレーディング操作により、赤、緑、青のコンポーネントで自然に認識される変化が生成されます。これは、AP0プライマリの「曲がっていない」RGB 軸で操作する場合、自然に認識されない可能性があります。
• 範囲に含まれるすべてのコード値は、それぞれの出力変換 (上記を参照) を介して出力参照色彩測定に変換され、現在または将来の投影/表示テクノロジで表示できる色を表します。${\displaystyle [0,1]}$

これは ACES のコア カラー スペースであり、AP0 RGB プライマリを使用する唯一のカラー スペースです。測光的に線形な転送特性 (ガンマ 1.0 など) を使用し、施設間の交換、そして最も重要な点として、画像/ビデオ ファイルのアーカイブを目的とした唯一の ACES スペースです。

ACES2065-1 コード値は、入力変換でスケーリングされた線形値であるため、次のようになります。

• 完全に白い拡散板はRGB コード値にマッピングされます。${\displaystyle (1,1,1)}$
• 18% グレーカードの写真露出はRGB コード値にマッピングされます。${\displaystyle (0.18,0.18,0.18)}$

ACES2065-1 コード値は、通常のシーンでは超過することが多く、エンコード時に非常に広範囲のスペキュラとハイライトを維持できます。ACES2065-1 コード値の内部処理と保存は、チャネルあたり少なくとも 16 ビットの浮動小数点演算で行う必要があります。ACES のプレリリース バージョン、つまり 1.0 より前のバージョンでは、ACES2065-1 が唯一のカラー スペースとして定義されていました。そのため、レガシー アプリケーションでは、「ACES カラー スペース」というときに ACES2065-1 を参照する場合があります。さらに、その重要性と線形特性、およびAP0プライマリに基づくものであることから、「リニア ACES」、「ACES.lin」、「SMPTE2065-1」、さらには「AP0 カラー スペース」とも不適切に呼ばれています。 ${\displaystyle 1.0}$

ACES2065-1 カラー スペースで画像を保存するための標準が定義されています。特にメタデータ側では、ACES フレームワークを尊重するアプリケーションが、他のものから推測するのではなく、メタデータからカラー スペース エンコーディングを認識できます。例:

• SMPTE ST2065-4 は、 OpenEXRファイルおよびファイル シーケンス内の ACES2065-1 静止画像の正しいエンコードと、それらの必須メタデータ フラグ/フィールドを定義します。
• SMPTE 2065-5 は、 MXFファイル内の ACES2065-1 ビデオ シーケンスの正しい埋め込みと、必須のメタデータ フィールドを定義します。

ACEScg は ACES2065-1 のようなシーンリニア エンコーディングですが、ACEScg は実現可能な原色に近い AP1 原色を使用しています。ACEScg は、ACES2065 が負の青原色と他の仮想原色の極端な距離のために有用な作業空間ではないことが明らかになったときに、視覚効果作業で使用するために開発されました。

AP1 原色は実際の色の色度図に非常に近く、重要なことに、いずれもマイナスではありません。これは、視覚効果に必要な画像データのレンダリングと合成を行う上で重要です。

ACEScg と同様に、ACEScc と ACEScct は AP1 プライマリを使用しています。ACEScc と ACEScct が他のものと異なるのは、シーンリニア転送エンコーディングではなく、対数曲線を使用していることです。そのため、カラーグレーディングに適しています。グレーディング ワークフローでは、主に映画撮影で使用される物理的なフィルムが光に対して対数応答するため、従来はログ エンコードされた画像データが使用されてきました。

ACEScc は純粋なログ関数ですが、ACEScct には黒の近くに「つま先」があり、写真のネガフィルムの最小密度と、従来のDPXまたは Cineon ログ曲線をシミュレートします。

${\displaystyle {\begin{bmatrix}X\\Y\\Z\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}0.9525523959&0.0000000000&0.0000936786\\0.3439664498&0.7281660966&-0.0721325464\\0.0000000000&0.0000000000&1.0088251844\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}R\\G\\B\end{bmatrix}}}$

${\displaystyle {\begin{bmatrix}R\\G\\B\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}1.0498110175&0.0000000000&-0.0000974845\\-0.4959030231&1.3733130458&0.0982400361\\0.0000000000&0.0000000000&0.9912520182\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}X\\Y\\Z\end{bmatrix}}}$

ACESは、 SMPTE（ST2065ファミリー）のいくつかの標準規格とAMPASの文書によって定義されており、その中には以下が含まれます。^[8]

• SMPTE ST 2065-1:2012 -アカデミーカラーエンコーディング仕様 (ACES)
• SMPTE ST 2065-2:2012 -アカデミー印刷濃度 (APD): 分光応答性、基準測定装置および分光計算
• SMPTE ST 2065-3:2012 -アカデミー密度交換エンコーディング (ADX): アカデミー印刷密度 (APD) 値のエンコーディング
• SMPTE ST 2065-4:2013 - ACES 画像コンテナ ファイル レイアウト
• SMPTE ST 2065-5:2016 -マテリアル交換フォーマット: ACES 画像シーケンスを MXF 汎用コンテナにマッピングする
• S-2013-001 - ACESproxy: ACES 画像データの整数ログエンコーディング
• S-2014-003 - ACEScc: カラーグレーディングシステムで使用するための ACES データの対数エンコーディング
• S-2014-004 - ACEScg: CGI レンダリングと合成のための作業スペース
• S-2016-001 - ACEScct: カラーグレーディングシステムで使用するための ACES データの準対数エンコーディング
• P-2013-001 -デジタルカメラシステム入力デバイス変換 (IDT) の作成と使用に関する推奨手順
• TB-2014-001 -アカデミー カラー エンコーディング システム (ACES) ドキュメント ガイド
• TB-2014-002 -アカデミー カラー エンコーディング システム (ACES) バージョン 1.0 ユーザー エクスペリエンス ガイドライン
• TB-2014-004 - SMPTE ST 2065-1 に関する参考ノート - アカデミー カラー エンコーディング仕様 (ACES)
• TB-2014-005 - SMPTE ST 2065-2 に関する参考ノート - アカデミー印刷濃度 (APD) - スペクトル応答性、基準測定装置およびスペクトル計算、および SMPTE ST 2065-3 アカデミー印刷濃度交換エンコーディング (ADX) - 印刷濃度 (APD) 値のエンコーディング
• TB-2014-006 - SMPTE ST 2065-4 に関する参考ノート - ACES 画像コンテナ ファイル レイアウト
• TB-2014-007 - SMPTE ST 268:2014 に関する参考ノート - デジタル動画交換用ファイル形式 (DPX)
• TB-2014-009 -アカデミー カラー エンコーディング システム (ACES) クリップレベル メタデータ ファイル形式の定義と使用法
• TB-2014-010 - ACES ルック変更変換の設計、統合、および使用
• TB-2014-012 -アカデミー カラー エンコーディング システム (ACES) バージョン 1.0 コンポーネント名
• TB-2018-001 - ACES ホワイトポイント CIE 色度座標の導出

ACESコードストリームをMaterial Exchange Format （MXF）コンテナにマッピングできるようにするSMPTE標準も開発中です。^[9]

• 映画芸術科学アカデミー
• 色決定リスト
• カラーマネジメント
• 映画テレビ技術者協会

• 公式サイト
• ACES 作品リスト - ACES Central
• ACEScg - 視覚効果アプリケーション用の共通カラーエンコーディング
• ACEScg - 視覚効果アプリケーション用の共通カラーエンコーディング - DigiPro 2015、Slideshare