3x3 Matrix for Camera Matching

前言

使用 3x3 矩阵来做摄影机的匹配不是一个新技术了。很久之前看过这个叫作 Paradox 的人（他 day job 似乎是干广电的一个工程师、技术人员吧）做的一个视频，其中讲解了他是如何对 Fuji 的一台什么相机拍摄的 Log 素材和 iPhone 拍摄的 Log 素材进行匹配的，分享了详细的过程。

首先需要两台相机，源相机（source）和目标相机（target），在同一个照明环境下，拍摄同一张色卡。然后得到两条素材中色卡的值，计算两张色卡的差值，得到一个校正矩阵。将该校正矩阵应用到源相机（source）拍摄的素材上，就能实现与目标相机（target）的匹配。

他的过程需要用到达芬奇、colour-science.org 的 colour Python 库。我知道 Nuke 有一个 gizmo 叫作 mmColorTarget，可以不需要用到 colour，然后全部在 Nuke 里完成。在此将步骤简要记录：

测试图像

手边没有不同摄影机拍摄色卡的测试图，所幸 CML 有分享一组：

• https://www.cinematography.net/edited-pages/ACES.html

第一张是 ARRI Alexa，第二、三张是 Sony F55 和 Sony F65，都是 RAW。这作为我们的这个匹配测试的测试图正正好。

步骤

1. 将两张图裁切到色卡填充满整个画面，色彩空间转换到一个统一的广色域（最好大到能够承载摄影机原始色域，例如 DWG 或 ACES AP0）。我们这里选择 ACES，传递函数选择 Linear 线性。输出 EXR，ACES Linear。
2. 开启一个 Python 虚拟环境 .venv，安装这两个 python 包：colour 和 colour_checker_detection:

   python -m venv .venv
   source .venv/bin/activate
   pip install colour colour_checker
   

3. 运行脚本：

   from colour import matrix_colour_correction, read_image
   from colour_checker_detection import detect_colour_checkers_segmentation
   
   source_filename = "/path/to/source/f65-sony-rv.mxf.chart.exr"
   target_filename = "/path/to/target/alexa-raw.ari.chart.exr"
   
   source = detect_colour_checkers_segmentation(read_image(source_filename))[0]
   target = detect_colour_checkers_segmentation(read_image(target_filename))[0]
   
   matrix = matrix_colour_correction(source, target)
   
   print(matrix)
   

4. 得到一个 matrix 像这样：

   [[ 1.87196901  0.06371339 -0.08137244]
    [-0.02488484  1.9985176  -0.00450315]
    [ 0.03458153 -0.06038139  1.77408664]]
   

5. 将这个 matrix 的 9 个值复制到 Nuke 的 ColorMatrix 节点，把节点加载给源 source 素材。简单点可以首先复制一个 ColorMatrix 节点到文本编辑器：

   set cut_paste_input [stack 0]
   version 16.0 v4
   push $cut_paste_input
   ColorMatrix {
    matrix {
         {1 0 0}
         {0 1 0}
         {0 0 1}
    }
    name ColorMatrix1
    note_font Helvetica
    selected true
    xpos -483
    ypos 1283
   }
   

6. 把刚输出的那串 matrix 复制到上面的 matrix 那里，把 [] 用 {} 替换：

   set cut_paste_input [stack 0]
   version 16.0 v4
   push $cut_paste_input
   ColorMatrix {
    matrix {
      { 1.87196901  0.06371339 -0.08137244}
      {-0.02488484  1.9985176  -0.00450315}
      { 0.03458153 -0.06038139  1.77408664}
    }
    name ColorMatrix1
    note_font Helvetica
    selected true
    xpos -483
    ypos 1283
   }