toruのブログ

月1くらいで記事書きたい。

OpenColorIO の Config ファイル作成

Color Science OpenColorIO

1. 目的

  • OpenColorIO（以後、OCIOと表記する） の Config ファイルを作成する
  • ファイル作成で個人的に苦労した点をメモとして残す

2. 背景

  • OCIO の名前は数年前から目にしており何となく気になっていた
  • Nuke で HDRの勉強をする際に Nuke標準の Color Management だと ST2084 での HDR表示がやりにくかった
    • 個人的に ACES の Config から RRT(※) のみを除外した環境が欲しかった
    • ACES の Config は強制的に RRT が掛かるため基礎的な勉強をするのに都合が悪かった
    • カスタムした OCIO の Config を作成すれば上記の問題が解決できると考えた

※ ACES および RRT に関する説明はFilmLightさんの資料[1] がとても分かりやすいです。

3. 結論

  • 筆者オリジナルの OCIO Config ファイル（以後、config.ocio と表記する）の作成に成功

    • 現時点での config.ocio ファイルはココに置いた
    • Nuke での簡易動作確認が完了した
    • ACES の RRT を経由しない ST2084 の出力が簡単にできるようになった

  • config.ocio の作成で個人的に苦労した点

    • config.ocio の文法理解に時間がかかった。最初は何を書けば良いかサッパリだった。
    • FileTransform で使用する spi1d データの中身。1.0 が Reference White だという認識が無かった。

  • Nukeでの動作例は以下(図1)。図中の数字が示す内容は以下の通り。

    • ① カスタムした config.ocio の読み込み
    • ② Read1 の dpx ファイルの Color Space を指定
    • ③ ディスプレイ出力の Color Space を指定

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図1. Nuke で作成した config.ocio を適用した例

4. OpenColorIO について

OpenColorIO は名前の通り、各種 Color Space の Input/Output 変換を行うツールである。基本的な考え方は一般的なカラーマネージメントシステムと同じである。図2に示す通り任意の Colo Space のデータを Reference Color Space を経由することで任意の Color Space に変換して出力できる。

f:id:takuver4:20190414122529p:plain
図2. OpenColorIO の基本的な考え方

5. config.ocio に記述する内容について

config.ocio に記述する内容について簡単に解説する。ここでは config.ocio を4領域に分割して解説する。より詳しい解説は公式ドキュメントを参照すること。

5.1. 冒頭（ここでは Header と呼ぶ） 部分

Header部分の例を以下に示す。

ocio_profile_version: 1

search_path: luts
strictparsing: true
luma: [0.2126, 0.7152, 0.0722]

config.ocio の冒頭には上記の情報を記載する。

search_path には FileTransform で使用するLUTのディレクトリパスを指定する。config.ocio に対する相対パスとして指定する。

strictparsing は未知のファイルフォーマットが来た時に、次の 5.2.で説明する role の default 設定を使用するか否かの判断で使用する。詳細は公式ドキュメント参照。

luma は適当に BT.709 の係数を書いておけば良い。実際は使われない（はず）。

5.2. role 部分

role 部分の例を以下に示す。

roles:
  color_picking: gamut_BT.709 - eotf_Gamma 2.4
  color_timing: gamut_ALEXA Wide Gamut - eotf_ARRI LOG_C
  compositing_log: gamut_ALEXA Wide Gamut - eotf_ARRI LOG_C
  data: raw
  default: raw
  matte_paint: raw
  reference: raw
  scene_linear: raw
  texture_paint: raw

ここで用途に応じた Color Space を指定する。特に重要なのは reference である。これが図2の Reference Color Space に該当する。今回は ACES2065-1 を reference とし、 raw という Color Space 名称で扱うことにした(aces_1.0.3 の config.ocio を参考にした)。

default は未知のファイルフォーマットが来た際に、strictparsing が false だった場合に適用される Color Space である。今回は strictparsing を true としたので使われることは無い（はず）。

5.3. displays 部分

displays 部分の例を以下に示す。

displays:
  default:
    - !<View> {name: raw, colorspace: raw}
    - !<View> {name: gamut_sRGB - eotf_sRGB, colorspace: gamut_sRGB - eotf_sRGB}
    - !<View> {name: gamut_BT.709 - eotf_Gamma 2.4, colorspace: gamut_BT.709 - eotf_Gamma 2.4}
    - !<View> {name: gamut_BT.2020 - eotf_Gamma 2.4, colorspace: gamut_BT.2020 - eotf_Gamma 2.4}
    - !<View> {name: gamut_BT.2020 - eotf_SMPTE ST2084, colorspace: gamut_BT.2020 - eotf_SMPTE ST2084}
    - !<View> {name: gamut_DCI-P3 - eotf_SMPTE ST2084, colorspace: gamut_DCI-P3 - eotf_SMPTE ST2084}

active_displays: [default]
active_views: [gamut_BT.709 - eotf_Gamma 2.4]

Nuke だと Viewer での表示設定に該当する。<View> タグで表示名(name) と対応する Color Space(colorspace) の紐づけを行う。今回は name の名称を考えるのが面倒だったので Color Space と全く同じにした。ここで設定した項目が Nuke の ViewerProcess でプルダウンメニューに表示される。実例は図1の③を参照。

5.4. colorspaces 部分

colorspaces 部分の例を以下に示す。全てを貼ると長くなるため、今回は BT.709色域、Gamma2.4 の Color Space の記述例のみを貼り付ける。

  - !<ColorSpace>
    name: gamut_BT.709 - eotf_Gamma 2.4
    family: ""
    equalitygroup: ""
    bitdepth: 32f
    description: |
      gamut: BT.709, gamma: 2.4
    isdata: false
    allocation: uniform
    allocationvars: [0, 1]
    to_reference: !<GroupTransform>
      children:
        - !<FileTransform> {src: Gamma_2.4_to_Linear.spi1d, interpolation: linear}
        - !<MatrixTransform> {matrix: [0.439576, 0.383913, 0.176512, 0, 0.0896004, 0.814714, 0.0956855, 0, 0.0174155, 0.108734, 0.87385, 0, 0, 0, 0, 1]}
    from_reference: !<GroupTransform>
      children:
        - !<MatrixTransform> {matrix: [2.52193, -1.13702, -0.384911, 0, -0.275479, 1.36983, -0.0943495, 0, -0.0159829, -0.147789, 1.16377, 0, 0, 0, 0, 1]}
        - !<FileTransform> {src: Gamma_2.4_to_Linear.spi1d, interpolation: linear, direction: inverse}

ここでは文字通り Color Space の記述を行う。大事な箇所は to_reference と from_reference である。ここに Reference Color Space との変換方法を記述する。

まずは to_reference に着目する。ここでは GroupTransform の形で以下の2種類の変換が行われる。

  1. Gamma Correction された non-linear データを 1DLUT を使って linear データへ変換（EOTFの適用と同義）
  2. Gamut および White Point を BT.709-D65 --> ACES_AP0-D60 に Matrix を使って変換

次に from_reference に着目する。同様に2種類の変換が行われる。

  1. Gamut および White Point を ACES_AP0-D60 --> BT.709-D65 に Matrix を使って変換
  2. linear データを 1DLUT を使って non-linear データへ変換（OETFの適用と同義）

ここで注意して欲しいのは以下2点である。理由は別記事で解説する（予定）。

  • to_reference と from_reference とで同じ1DLUTファイルを参照している
  • from_reference の場合は direction: inverse オプションを使用している

6. 備考

config.ocio の作成には PyOpenColorIO を使うと便利である。インストール方法は公式サイトを参照。

使い方の例として以下3点を載せておく。

7. 今後の課題（理解が追いついてない点）

  • spi1d 適用時の定義域外データの扱い（クリップ？ or 変換されずに放置？）
    • (2019/04/21追記) クリップされる
  • spi3d 適用時の定義域外データの扱い（クリップ？ or 変換されずに放置？）
    • (2019/04/21追記) クリップされる
  • MatrixTransform の 0埋めしている値は何に使うのか？
  • spi1d の LUT数は幾つか良いのか。4096？16384？65536？
  • 作成した config.ocio は Nuke 以外のツールでも同じように動作してくれるのか？
  • aces_1.0.3 の config.ocio だと Color Space の選択UIがカテゴリごとにまとまっている。これはどうやれば実現できる？
    • (2019/04/21追記) family タグを指定すれば良い

参考資料

[1] 松井 幸一, "もう一度ACES", http://filmlight.jp/files/20170907.pdf (2019/04/14 確認)