聊聊OpenEXR
小插曲 早一个月以前，我在找寻关于工业光魔的书籍时，发现了一本宝藏书《The Art of Film Magic》，里面主要讲述了Weta Workshop最近20年的电影特效成果，我想通过国内的购买渠道购买这一套书籍，最后发现书中部分内容因为和中国法律有冲突，书中冲突部分的内容被第三方做了撕页处理，于是我找到了Weta Workshop的官方商店，直接从欧洲购买这套书籍，然后经过UPS的转运，昨天顺利到达。 是的，电影工业确实是一门魔术，是一门具有艺术性的魔术，艺术与科技相结合才有了呈现在大银幕上的电影。那么今天我想介绍一款工具OpenEXR，它是工业光魔在1999年开发的数字图片存储格式，存储具有高动态范围场景数据。 设计 OpenEXR的特点: 高动态范围，我们也可以表示为High Dynamic Range，EXR图像中的像素数据以16bit或者32bit的浮点数存储。 相比于8bit数据存储的图像，EXR对于调色更加友好，尤其是进行大幅度的色彩调整，使用EXR的图像不会出现条带化现象。 无损压缩，EXR提供很多的压缩算法，降低存储成本，同时像素数据不会随之流失。 多通道存储，EXR可以存储图像的多通道数据，除了常见的Red Green Blue Alpha，还有场景的深度信息，物体表面法线方向，高光通道等等。 能够更好的与C C++进行交互，EXR提供C C++接口，方便外部应用读写EXR文件。 EXR色彩管理 OpenEXR图像通常是Scene-referred(场景参考)，相对于Display-referred，我们做一个简单的介绍，显示参考我们是以某个显示标准为图像的色彩显示，比如使用相机拍摄sRGB图片，那么在100%sRGB的显示器上，我们看到的图像色彩和现实场景中的是一样的，但是拿到Rec709的显示器上，图像会与我们的sRGB显示器有区别，这就是显示参考，我们依据显示的标准来标定图像的正确色彩，场景参考就是不管我们用什么摄影机拍摄，用什么样的显示器显示，最终对于同一个场景，所得到的图像结果都是一致的，场景参考的色彩存储都是和现实世界的光照成线性比例的，在有关ACES色彩管理的文章中我们介绍过这一点。OpenEXR只是一个数据存储的容器，不论你用什么摄影机拍摄，整个场景的信息都能够存储在EXR文件中，为了后期能够方便的显示和处理图像，我们需要对OpenEXR进行色彩管理，不像Jpeg，PNG格式的图像，他们都是内嵌色彩信息，比如图像的色彩空间是sRGB或者Rec709，Gamma是sRGB或者Gamma2.2，这些数据在OpenEXR里面都是不存在的，因为后者都是依赖于显示参考，而EXR是场景参考。以下是我根据2004年工业光魔发表的一篇文章《A Proposal for OpenEXR Color Management》做为参考来理解OpenEXR的色彩管理科学。 将摄影数据存储在OpenEXR之前，我们都要进行场景线性化的转换，数字电影机的RAW就是摄影机所能看到的场景中的所有数据，已经是场景线性参考了，所以存储到OpenEXR不需要进行线性转换，当在OpenEXR中处理完成图像数据之后，我们需要将场景参考转换到显示参考，这样我们就能在各种显示器上正确查看图像的色彩。