Gamma và quản lý màu — sai một lần hỏng cả bộ ảnh

[nhatminh]

Bộ ảnh nội thất gửi đi, khách phản hồi: sao gỗ trông bạc và tường hơi xỉn. Mở lại file thì vật liệu
đúng, đèn đúng, thông số đúng. Lỗi nằm ở chỗ không ai nghĩ tới: một nửa số texture được nạp với gamma
sai, nên màu đã lệch ngay từ đầu vào. Đây là loại lỗi tệ nhất trong diễn hoạ, vì nó không báo lỗi, chỉ
âm thầm làm cả bộ ảnh sai màu. Và nó là bước số 2 trong quy trình mười bước của xưởng — làm ngay sau
khi copy file, trước mọi thứ khác.

Gamma là gì và vì sao hay sai

Ảnh chụp và texture màu được lưu ở không gian sRGB, tức là đã có sẵn một đường cong gamma khoảng
2.2 để hợp với mắt người. Bộ render thì tính toán ánh sáng ở không gian tuyến tính, nơi phép cộng
ánh sáng đúng như vật lý. Nghĩa là mỗi texture màu phải được gỡ gamma khi nạp vào, rồi ảnh kết quả
được áp lại gamma khi hiển thị.

Rắc rối nằm ở chỗ không phải map nào cũng là màu:

Loại map	Không gian màu đúng	Nếu đặt sai
Diffuse, Base color, Translucency	sRGB (gamma 2.2)	Màu bạc hoặc quá đậm
Reflection color, Refraction color	sRGB	Phản xạ sai độ mạnh
Roughness, Glossiness, Metalness	Tuyến tính (gamma 1.0)	Bề mặt bóng hoặc mờ sai hoàn toàn
Bump, Normal, Displacement	Tuyến tính (gamma 1.0)	Độ nổi sai biên độ, bề mặt bậc thang
Opacity, mask	Tuyến tính (gamma 1.0)	Rìa trong suốt sai

3ds Max cố đoán tự động khi nạp bitmap, và nó đoán sai khá thường xuyên — nhất là với map đen trắng
lưu dạng JPG, hoặc texture đến từ file cảnh của người khác.

Ba việc phải làm, theo thứ tự

1. Chốt thiết lập quản lý màu của 3ds Max. Vào Rendering > Color Management (bản 2024 trở lên
dùng hệ thống OCIO). Chọn một chế độ và giữ nguyên cho cả dự án. Đổi giữa chừng thì các góc render
trước và sau sẽ lệch màu nhau — đây là kiểu lỗi rất khó truy.

2. Kiểm tra gamma của toàn bộ bitmap trong cảnh. Với cảnh vài chục vật liệu thì mở từng cái ra soi
được. Với cảnh vài trăm map thì phải dùng công cụ liệt kê hàng loạt: bảng hiện tất cả bitmap kèm cột
Gamma và kiểu map, cho phép lọc theo loại rồi áp gamma đúng cho cả nhóm cùng lúc.

Trong bảng như trên, việc cần làm là lọc theo loại map, xác nhận map màu để 2.2 và map dữ liệu để 1.0,
rồi áp một lượt. Sửa tay từng map với 42 bitmap đã mệt, với 300 bitmap thì không xong nổi.

3. Chốt cách xuất ảnh. Xuất từ Corona Frame Buffer sang PNG hoặc JPG thì gamma đã được nướng vào
ảnh. Xuất EXR 32-bit thì ảnh còn ở dạng tuyến tính, phải xử lý tiếp trong phần mềm hậu kỳ. Cả xưởng
phải dùng cùng một quy ước, nếu không ảnh của hai người sẽ không ghép được vào một bảng thuyết trình.

Ứng dụng trong kiến trúc và thiết kế

• Bộ 12 góc cho một dự án, làm bởi ba người — chốt thiết lập quản lý màu và ghi vào file mẫu của
  dự án. Không chốt thì ba người ra ba tông màu và không ai biết ai đúng.
• Nhận file từ nước ngoài hoặc từ đối tác — việc đầu tiên là kiểm gamma, trước khi kết luận vật
  liệu xấu. Rất nhiều lần "vật liệu bên đó làm không đẹp" thực ra là gamma sai.
• Vật liệu gỗ và vải trông bạc màu — dấu hiệu điển hình của map Diffuse bị đặt gamma 1.0. Sửa gamma
  nhanh hơn nhiều so với chỉnh lại màu vật liệu bằng tay.
• Kim loại và kính phản xạ sai — kiểm map Roughness và Metalness trước. Hai map này bị đặt 2.2 là
  lỗi thường gặp nhất và làm hỏng toàn bộ cảm giác vật liệu.
• Ảnh in khổ lớn cho bảng thuyết trình — làm proof in thử một ảnh trước khi in cả bộ. Màn hình và
  máy in không cùng gam màu, và phát hiện lệch sau khi in 12 tờ A0 là chuyện tốn tiền.

Mẹo và lưu ý

• Sửa gamma trước, chỉnh vật liệu sau. Chỉnh vật liệu để bù cho gamma sai là xây nhà trên nền
  lệch. Đến khi ai đó sửa gamma thì toàn bộ vật liệu sai theo hướng ngược lại.
• Đừng đổi chế độ quản lý màu giữa dự án. Nếu buộc phải đổi, render lại toàn bộ, đừng ghép ảnh cũ
  với ảnh mới.
• Bản 3ds Max 2024 trở lên dùng OCIO với cấu hình mặc định theo ACES. Đây là hệ khác với gamma 2.2 cũ,
  không phải chỉ đổi tên. Nếu cả xưởng đang dùng gamma 2.2 thì chuyển sang ACES phải chuyển đồng loạt.
• Kiểm tra màn hình. Hai người ngồi cạnh nhau nhìn cùng một ảnh ra hai màu khác nhau thì mọi tranh
  luận về gamma đều vô nghĩa. Cân màu màn hình là điều kiện cần.
• Corona Frame Buffer có bộ chỉnh tone riêng. Chỉnh ở đó là hậu kỳ, không phải sửa gamma. Đừng dùng nó
  để che một lỗi gamma ở đầu vào.

Dùng kèm hoặc thay thế

• Corona Frame Buffer và các công cụ chỉnh ảnh ngay trong render: Corona Frame Buffer và LightMix — chỉnh ảnh ngay trong render
• Lý thuyết exposure, tone mapping và dải sáng: Lý thuyết render vật lý: exposure, tone mapping, dải sáng
• Vật liệu Corona và tư duy PBR — nơi gamma sai gây hại nhiều nhất: Vật liệu Corona: CoronaPhysicalMtl và tư duy PBR
• Sửa hàng loạt vật liệu và map trong cảnh: Batch Material Editor — sửa vật liệu hàng loạt

Video tham khảo (YouTube)

• Tutorial 3ds Max & Corona Renderer - Incorrect Gamma Error (Patryk Arendt)
• Corona Render and 3D Max. Preparing for linear space work "CG Bandit" (CGBandit “СG_Bandit”)
• Gamma LUT for Training 3D Visualization CORONA RENDER and 3D MAX. (CGBandit “СG_Bandit”)
• How to switch over to ACES (ICIO) color space in 3DsMax and Corona Render (Pixel Wave)
• OCIO color management in Autodesk 3DS Max 2024.1 (Autodesk 3ds Max Learning Channel)

Tài liệu tham khảo

• Color Management Settings (3ds Max Help) — bảng thiết lập chính chủ, giải thích từng chế độ.
• Color Management (3ds Max Help) — tổng quan hệ quản lý màu của bản mới.
• Corona Bitmap (Chaos Help Center) — node bitmap của Corona và cách nó xử lý không gian màu đầu vào.
• Corona for 3ds Max — tài liệu chính chủ — tra phần Frame Buffer và tone mapping đi kèm.