先进的数字色彩理论

彩色图像编码是数字成像的核心。它是高质量数字电影和高清制作的关键要素。在本课程中，我们将颜色从摄像机前的光谱形式转变为采集，将颜色减少为3种成分，然后进行后期制作，分级，整理，批准，母版制作，分配和展示/展览阶段。我们讨论了在所有这些阶段中使用的颜色变换和颜色空间。我们讨论了子采样和压缩的颜色方面（在佳能相机中为H.264，在Alexa中为ProRes，在DCP中使用JPEG2000）。

我们将在中级水平使用数学方法来展示许多图表，图形和方程式。我们希望您对y = mx + B非常熟悉，并且对矩阵，幂函数和对数有所了解。 （警告：演示者是加拿大人；颜色将拼写为“ u”。）

课程纲要

颜色科学的技术介绍：我们使用1666年的牛顿图来介绍物理学的光谱功率分布。我们介绍CIE标准观察者，以及将这些加权函数应用于SPD所产生的三刺激值（“ tristimuli”）。我们导出RGB值，并演示RGB颜色混合。我们回顾了电影胶片的CMY编码，并回顾了经典CPD / DPX系统的光密度编码。

感知统一编码：我们定义线性的概念，并解释为什么线性度在现代成像系统中很重要。我们定义亮度。我们介绍幂函数和对数。我们讨论代码100问题。我们问，代表现实需要什么深度？满足人类视觉需要什么深度？

Lin，log和准log编码：有两种“线性”获取和两种“ log”获取；我们详细说明。我们概述了各种专有日志格式。我们讨论了采集编码的理论和实践方面。

颜色变换：颜色变换有很多种：仿射变换（3x3线性矩阵，在LMS，XYZ，RGB色彩空间以及Y'CBCR空间中），投影变换（在CIE xy中使用），以及各种非线性变换（包括CIE LAB）。我们讨论了3D LUT，色域映射和ICC颜色管理系统。

ACES工作流程，色彩空间和变换：以场景为参考的线性光图像编码正迅速成为进行高端生产的标准方法。我们描述了ACES和OCES色彩空间，以及ACES色彩转换：IDT，LMT，RRT，RDT和ODT。

我们解释了相机3x3矩阵的理论和实际必要性。我们描述了如何构建从真实摄像机RGB（设备空间）到ACES交换色空间的转换-也就是说，我们解释了如何构建ACES输入设备转换IDT。我们还将讨论为什么IDT具有照明依赖性。

视频颜色编码：我们对gamma进行了系统概述，包括用于数字电影的DCI标准（2.6），用于高清的BT.1886标准（2.4）和用于台式机计算的sRGB标准（2.2）。我们回顾了色度二次采样（4：4：4、4：2：2、4：2：0），并讨论了其对噪声，分辨率和位深度的影响。

分布：我们详细描述了用于参考D电影放映机的DCI P3图像编码，以及用于DCP的XYZ编码。我们概述了与ProRes，H.264和JPEG2000相关的压缩问题。

HD，2K，4K（“ UHD”），8K：我们详细介绍了当前和将来的图像格式，并讨论了空间采样，重采样和过采样的基础理论。

新兴的显示系统：广色域色彩正在迅速出现。我们讨论LCD显示器上的LED背光灯； OLED显示器；激光显示器；空间调制背光和高动态范围显示器。我们还将讨论新兴显示中观察者同色异谱的开放性问题。