AMF文件結構分析及其工作機制介紹

余倞璇 馬緒怡

(1.北京電影學院影視技術系,北京 100088)

(2.北京電影學院中國電影高新技術研究院,北京 100088)

1 AMF簡介

ACES (Academy Color Encoding System,學院顏色編碼系統)是AMPAS (Academy of Motion Picture Arts and Sciences,美國電影藝術與科學學院)主導研發的一套顏色編碼系統,同時也代表著一套嚴格的制作規范:它將不同來源的素材、視頻信號通過IDT (Input Device Transform,輸入設備轉換),轉到一個有著超過人眼可見光的色彩空間下進行視效、調色、LMT (Look Modification Transforms,風格修正轉換)處理。最后通過RRT(Reference Rendering Transform,參考渲染轉換)與ODT (Output Device Transform,輸出設備轉換),輸出給不同的顯示設備,以實現最大可能的色彩統一。

ACES自2014年1.0版本發布以來,已較為廣泛地應用到了電影制作領域,據IMDB 的不完全統計(數據截至2020年),涉及到使用ACES制作的好萊塢影片或劇集已逾五百部,每年制作的數量依舊呈增長趨勢。不僅是電影電視領域,作為一套開放的色彩管理系統,ACES也在游戲、VR/AR、顯示硬件等領域有著廣泛的應用。

在ACES實際使用中,它的色彩管線配置上存在著一些語焉不詳的細節:用戶通常需要考慮到許多不同的參數,例如:ACES 的版本設置、ASC CDL (Color Decision List,色彩決策表)工作色域設置、ODT 輸出設備的白點設置等,這些參數的不同,會使最終呈現的影像與最初的設計有所差異。

為了讓最終呈現的顏色準確無誤,轉換過程中每一個參數都必須嚴格一致,亟需提升工作流程,將ACES流程中會涉及到的大量LUT、CLF、CTL自動化地整合起來。

于是,在ACES推出1.0版本的時候,開發人員先是引入了“ACES clip”的概念,這里的“clip”指代的可以是一個實拍素材、序列幀文件,也可以是一個VFX 片段,亦或是最終的成片,ACES clip希望以文本的形式,系統地描述對當前物料的色彩管理流程,以實現自動化的處理,在這期間,“ACES clip”以“.ACEScilp.xml”作為文件尾綴。經過幾年的工作組討論,在2020年發布的ACES 1.2中,ACES元數據格式 (ACES Metadata Format,后文簡稱AMF)正式加入了ACES流程。AMF 取代并實現了“ACES clip”的設想,將ACES轉換過程涉及到的參數,以XML 元數據作為sidecar文件的形式記錄下來,然后將特定的素材與AMF 相關聯,獲取到ACES色彩管線信息,從而實現ACES色彩管理流程中每個參數的正確且有序地傳遞。

在格式上,AMF 以“.amf”為文件尾綴,也可以關聯并寫入到EDL、ALE 等剪輯信息傳遞文件中,進行數據的傳遞。應用方式上,AMF 通常需要與特定的素材之間建立聯系,以讓特定的素材獲取到AMF 色彩管線信息,它們之間的關聯形式靈活多樣。在內容上,AMF 包含詳細的IDT、ODT、RRT 信息,同時還支持攜帶LMT 信息——可以關聯任意數量且帶有順序關系的CLF (Common LUT Format,通用LUT 格式)、ASC CDL文件,以實現創意風格的傳遞。

在ACES流程中使用AMF 將可以盡可能地簡化復雜的色彩交接流程,減少溝通中的歧義,在生產的全流程中實現標準化的色彩管理。

2 AMF的工作機制

現有的顏色數據傳遞流程和AMF 顏色數據傳遞流程有著較大的區別(圖1)。

圖1 使用AMF流程和傳統流程的對比

在拍攝環節,傳統流程中需要給攝影機和現場監視器設置監看LUT 以獲得一個正確的監看效果,而在AMF的流程中,可以應用AMF文件來取代作為監看的LUT,未來支持AMF 的攝影機,則可以根據AMF色彩管線信息輸出視頻代理。

在現場調色階段,現場調色師會使用ASC CDL作為交接文件,但因為各種原因,ASC CDL文件傳遞到后期環節會比較麻煩,現場調色師難以與后期調色師形成數據上的溝通。而在AMF 的流程中,ASC CDL被內嵌在AMF 文件中,同時AMF 還攜帶著能正確還原ASC CDL 工作色域的色彩管線信息,使流程更加可靠。

在每日樣片制作環節,現場剪輯使用來自于現場調色的AMF 文件,使粗剪的畫面獲取到ACES色彩管道信息。在導出剪輯信息傳遞文件時,可以在剪輯信息傳遞文件中,關聯上每個鏡頭的AMF文件名或是UUID (Universally Unique Identifier,通用唯一標識符),之后流程中能通過剪輯信息傳遞文件自動找到關聯的AMF,使時間線上的鏡頭批量獲取到色彩管線信息。

在剪輯和調色流程中,通過導入之前的剪輯信息傳遞文件,讀取到EDL中的AMF信息,以獲得現場調色數據,如此后期調色師便可以與現場調色師建立溝通,以方便進一步調整色彩。

在視效制作環節,大部分的數字內容制作(DCC)軟件都支持OCIO (Open Color IO),可以通過OCIO 支持ACES色彩管線。隨著ACES流程得到越來越廣泛的應用,之后支持ACES 的DCC軟件或將會支持直接讀取AMF。

在客戶審片環節,審片平臺也可以讀取AMF色彩管線設置,將畫面正確地在客戶面前顯示出來。

在存檔與交付環節,AMF 文件本身還可以作為一個ACES色彩管線信息的存檔文件,能夠有效地儲存影片的色彩創意,以方便未來重新制作。

3 AMF的文件命名方式與數據模塊

AMF文件在傳遞時通常不是單個文件,而是大量的AMF 文件,其使用周期中會被不同的系統和工具所處理,所以一個統一且易讀的文件名是AMF重要的元數據組成,官方建議使用者采用標準的命名格式,即“文件描述_ 標準日期格式(YYYY-MM-DD) _ 格林威治時間標準格式(HHMMSSZ)”,其中文件描述應該盡可能多地包含文件的用途、素材片段的ID、文件名、以及AMF的創建者姓名,文件名后半部的時間應采用AMF文件的創建時間。以下是一個標準的文件名命名案例,如:Dailies_Show Name_A002R2EC_2019-01-07_080228Z.amf。

這是一個簡化后的AMF結構圖 (圖2),AMF利用可擴展標記語言來撰寫,采用XSD 架構,樹形結構的AMF 以＜aces:aces MetadataFile＞為根元素,向下擴展為＜aces:amf Info＞＜aces:clipId＞＜aces:pipe Line＞＜aces:archivedPipeline＞四大主要的子元素。

圖2 AMF文件結構圖

一個AMF 文件必須包含根元素＜aces:aces-MetadataFile＞,作為所有元素的父級,由它擴展出其他子元素,它主要用于記錄AMF 的各種版本信息:“version”內記錄著AMF 的版本,“xmlns:aces”內記錄著ACES命名空間的版本,“xmlns:xsi、xsi:schemeLocation”是可選的,分別記錄著XML命名空間約束文檔和ACES 架構實例命名空間約束文檔。如果涉及到了ASC CDL 數 據,“xmlns:cdl”中會包含ASC CDL的版本信息。

子元素＜aces:amfInfo＞內包含著有關于該AMF的基礎信息,它一共有四個子元素:“author、Date Time、description、uuid”,分別用來存放AMF的創建者名稱、郵件,AMF 的創建時間與修改時間,文件的通用唯一識別碼,以及對文件的補充描述信息。其中“dateTime”和“uuid”由系統輔助填寫,軟件通過元素“uuid”來識別,確定具體某一個AMF 文件,它是由系統生成的,是相對于文件名的一個更精準識別標識。

子元素＜aces:clip Id＞是一個可選的元素,里面的＜aces:clip Name＞描述的是片段的名稱,元素＜aces:sequence＞＜aces:file＞或是＜aces:uuid＞用于確定具體是哪一個視頻文件或是哪一些序列幀。在AMF 文件和視頻的關聯原則上,則采用“多對多”的關聯方式,即一個視頻文件可以關聯多個AMF文件,一個AMF文件也可以被多個視頻使用。具體的關聯邏輯依照不同的工作流程各有不同。

子元素＜aces:pipeline＞和＜aces:archived-Pipeline＞是AMF中用來描述ACES的色彩管線信息的部分,前者是必選的,用來表述當前ACES的色彩管線;后者是可選的,用來存儲該AMF 曾經使用過的色彩管線存檔,并不限定保存數量,它相當于是該AMF色彩管線的“變化日志”。這兩個模塊內部的結構都是一樣的,一共包含著四個子元素:＜aces:pipelineInfo＞＜aces:input Transform＞＜aces:look Transform ＞＜aces:output Transform＞,分別記錄著該色彩管線的“基本介紹”與輸入轉換、風格轉換、輸出轉換四個板塊的信息,軟件會按色彩管線順序對畫面中每個像素進行逐一處理。在色彩管線的“基本介紹”信息里,通常會包含著描述、作者、創建與修改時間以及系統版本等信息,其中“系統版本”是一個關鍵信息,它可能會影響到系統間的兼容性,軟件可能會因為版本不同而選用不同的轉換文件。AMF 每一次轉換,都是關聯CTL轉換文件實現的,AMF 中僅記錄該轉換的“轉換文件ID (TransformID)”“轉換文件路徑(File)”“哈希值 (Hash)”與“補充描述信息(Description)”,另外AMF 不僅支持ACES 內部的CTL轉換,還支持一些自定義的外部轉換。

在ACES 色彩管線設計上,＜aces:input-Transform＞和＜aces:look Transform＞元素都是可選的(如果導入的顏色屬于ACES物料,則無需進行＜aces:input Transform＞轉換,如果不具有風格調整則無需＜aces:look Transform＞轉換);但是＜aces:output Transform＞轉換是必須存在的,色彩管線中必須有一個確定且具體的輸出目標,這里的＜aces:output Transform＞輸出轉換代表的是“Combined Output Transform”,即RRT 與ODT 的結合。

4 剪輯信息傳遞文件對AMF的支持

AMF可以寫入剪輯信息傳遞文件,使之關聯到時間線上對應鏡頭。

ALE (Avid Log Exchange File)文件通過自定義元數據的方式關聯了AMF信息。ALE 新定義了兩欄對片段描述的元數據,分別是“AMF_UUID”“AMF_NAME”元素。“AMF_UUID”表示AMF子元素＜aces:uuid＞內包含的UUID 信息。“AMF_NAME”表示與ALE文件關聯,處于同一文件夾下的AMF 文件的文件名。通過這兩列自定義元數據,支持ALE 的軟件可以檢索到相關的AMF文件,并應用到對應鏡頭上。

EDL (CMX3600 Edit Decision List,剪輯決策表)通過在片段后定義專用指令的方式,來支持自定義擴展,以關聯AMF 文件。定義了兩個專用指令“AMF_UUID”和“AMF_ NAME”,作用和ALE中一樣,用于關聯相關的AMF文件。

ALE 和EDL都支持ASC CDL作為內部參數傳遞,當其參數與AMF 中的參數產生沖突時,會優先選擇AMF中的信息。

FCPXML (Final Cut Pro X XML)和OTIO 都支持給剪輯片段添加自定義元數據來關聯AMF。里面同樣包含了UUID、AMF文件名與及其路徑。

在以上的剪輯信息傳遞文件中,都采用“AMF_UUID”和“AMF_NAME”來標識某一個AMF 文件,這二者都是可選的元素,當二者中缺少一個,會應用另一個元素進行AMF 文件的尋找和匹配,當二者的匹配產生沖突的時候,而UUID 的優先級會更高一點,被優先采用。

另外,以上剪輯信息傳遞文件都是通過“一條片段關聯一個AMF文件”的方式,對AMF文件與片段的關聯進行更高一級的管理,所以在這種情況下,AMF中用于鏈接片段的子元素＜aces:clipId＞理論上應該與關聯的剪輯信息傳遞文件內的數據保持一致。

5 AMF現階段的實際應用

AMF 一個比較常見的流程應用就是將現場調色數據傳遞至每日樣片環節,實際創作中,僅使用LUT 或ASC CDL有時并不能夠完整復現現場調色的結果(ASC CDL數據作用在不同的工作色域下得到的結果可能會不一樣,或因監看環境不一致,觀看效果也不一樣),在AMF 中對于ASC CDL 有著相應的輸入和輸出轉換,可以將ASC CDL 的數據應用在創建該ASC CDL 時所使用的對應工作色彩空間上,這可以使得ASC CDL 的調色信息不會因軟件的工作色彩空間不同而影響畫面。利用AMF文件將IDT、ODT、LMT 集成在一起,會極大地方便整個工作流程。以下筆者通過使用Pomfort公司的軟件Sliverstack,以及Colorfront公司的Transkoder 系統,演示一下現場調色的數據,通過AMF傳遞到樣片環節的工作流程。

如圖3所示,在Silverstack調色界面中將調色模式選為“ACES CDL Advanced”,通過使用ACES的方式處理測試圖,在此,IDT 根據素材選擇為“ARRI-Alexa Log-C El800 v3”,ASC CDL 的工作色彩空間選擇為ACES 1.2.0(ACEScct)。ACES所有轉換都是公開的,這些轉換在后續的流程中也可以得到其他軟件的支持。

圖3 在Silverstack的調色界面中選擇調色模式

ACES色彩管線的LMT 部分是對畫面進行風格調整的模塊,一般ACES的使用者會在這里添加一些風格上的調整。AMF內支持添加多個LMT 節點,反映在軟件里即可以在這里添加多個ASC CDL處理,并且這里的ASC CDL 處理是帶有順序關系的。還可以添加.CUBE 格式的LUT,以及一些Sliverstack自帶的處理節點。ASC CDL信息會被記錄到子節點“cdl:SOPNode”和“cdl:SOPNode”下以進行保存,對于其他非ASC CDL 的節點會被轉換到CLF (通用LUT 格式,Common LUT Format)文件中進行保存,如圖4所示,Cube格式的LUT 信息會被轉成CLF的標準格式記錄在CLF 文件中,其他Sliverstack 自帶的處理,會以16 位浮點矩陣的形式記錄到關聯的CLF 中,這使得AMF支持的色彩變換更加多元,但缺點是,對于其他軟件,CLF中的信息將無法進行數據上的修改。

圖4 示例CLF中的信息 (部分省略)

在ACES RRT 和ODT 設置部分,筆者選擇了Rec.709-Rec.709 100nits (dim)與ACES 1.2.0(ACEScct)。如圖5、圖6所示,選擇進行AMF調色數據的導出,一同被導出的還有與之關聯的CLF文件。

圖5 在Silverstack中輸出AMF

圖6 在Silverstack中導出的AMF里所做的調整

AMF 導出后,將其導入Transkoder (目前Transkoder還不支持利用剪輯信息傳遞文件的方式導入AMF,所以這里對時間線上的鏡頭逐個應用AMF)。Transkoder 會自動加載AMF中選定的IDT、RRT、ODT 轉換,以正確的方式將畫面顯示出來,同時因為所有的轉換都是確定唯一的,所以不存在傳統流程中LUT 的歧義或誤用。

但是,因為軟件之間的節點邏輯稍有不同,Transkoder并不能直接關聯AMF內CLF文件,但可通過手動的方式,添加一個CLF節點,導入CLF信息。至此,AMF 完成了一次簡單的信息傳遞,對于之后的流程,原則上也可以通過類似的方式傳遞片段或是成片的顏色信息(圖7～圖9)。

圖7 在Transkoder系統中為單個鏡頭應用AMF

圖8 片段應用AMF后的ACES色彩管線

圖9 完整導入的后的ACES色彩管線及其輸出效果

在之后的軟件版本中,通過剪輯信息傳遞文件導入AMF的方式變得更加成熟之后,會使得整個工作流程變得更加順暢,目前開發人員和軟件廠商正在進一步推進這一部分內容。

考慮到AMF 存在的兼容性問題,筆者制作了一款針對AMF 解析、并轉換成LUT 的工具 (https://github.com/youdrew/ACESMetadataForm at Analyst_CPP)。該工具使用C++和部分Python代碼進行混合編程,在Mac OS (x86_64)上測試運行,主要是基于QT6框架,使用到的其他外部程序庫包括CTL (Color Transform Language)庫,用它來解析CTL轉換并根據設定的管線渲染出相應的畫面;OCIO (Open Color IO)庫,用它來負責解析和轉換各種格式的LUT 并檢查輸出的OCIO配置文件;QT 庫主要負責圖形界面的顯示以及AMF文件的XML 解析和處理、文件的IO 操作。OpenCV 庫主要負責碼值的讀取和圖像的分析。

該工具通過輸入一個AMF,讀取到AMF中的ACES色彩管線信息,并將其以對象的形式存儲到內部的變量中。在這期間,用戶可以選擇性地修改AMF中的信息,或選擇是否輸出“輸入轉換”或“風格轉換”中的內容。然后根據色彩管線中的信息,在用戶指定路徑里遍歷對應的CTL、CDL、LUT 文件,找到相應的色彩信息傳遞文件之后,根據管線內容,分別渲染一張“伊莎貝拉測試圖”和一張“標準色彩圖”,將渲染后的伊莎貝拉測試圖顯示到UI界面上(圖10)。讀取渲染后的標準色彩圖上的信息,在“Cube”和“Curve”頁面更直觀地展現出色彩管線的顏色傾向。最后,為了應對不同的使用場景,可以將AMF 中的內容轉換成LUT,使不支持AMF,但支持LUT 的軟/硬件中支持AMF的ACES色彩管線信息(圖11)。

圖10 軟件分析頁面

圖11 軟件導出頁面

6 結論與展望

ACES以其開源特性和極高的兼容度,獲得了影視行業的青睞。自2020 年ACES 1.2 公布,AMF、CLF等新的工具引入了工作流程,AMF 以元數據的方式打包傳遞了ACES 的色彩管線信息,對復雜的傳統流程有了一定的改進。但就目前來說,ACES依舊處在研發階段,很多功能尚需要工程師繼續完善,而AMF 雖然相比于ACES cilp已經改進了許多,但該文件格式也還是需要更多的軟件廠商的支持,才能使它變得更普遍通用。

預計ACES 2.0推出的時候,AMF被正式投入使用,屆時一個更方便、精準且適用性更高的色彩管理流程將會被建立起來,屆時ACES流程也將得到更全面的普及,這也是行業所期盼的。