【数字图形理论】理解通道和层的概念 【Nuke通道Shuffle详解】
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Nuke的独特功能之一是其“多通道、高动态范围合成系统”。 它可以处理超过一千个 “通道” 的数据；常说的R、G、B和alpha四个通道，仅仅是其1024个可用通道中的其中4个（显示通道）。 “通道”存储于“图层”中，每个图层最多包含8个 “通道”。 为便于理解，先来看看下面这张图表：
下图为：一个包含4个通道的层
下图为：256层，每个包含4个通道，产生1024个通道。
这种“层”和“通道”是Nuke合成系统独有的，它为艺术家提供了极大的灵活性，既可以直接在Nuke中使用多通道工作，也可以处理来自3D软件渲染的多通道文件。
处理来自3D软件渲染的多通道图形的优势：
许多3D软件都支持使用多次传递渲染。 不再将图像渲染为平面图像，而是根据颜色和光线信息分为多个通道分别渲染到图层。 例如：渲染拆分为：环境，漫反射，镜面反射，反射和阴影通道。 然后在Nuke（或任何Compositing）中以原始版本的图形样式进行合成。
下图中从左上角到右下角分别：BEAUTY (Flattened), EMPTY PASS, DIFFUSE, REFLECTION, SHADOW, SPECULAR
So，合成师在合成最终图像艺术效果方面有了充足的自由发挥空间。 例如：可以对阴影、或者画面的任意部分进行颜色校正、添加效果，速度非常的更快，节省了大量时间，不必返回到3D软件中进行重新渲染也可以快速调整图片的艺术效果。
下图中：左原始的RENDER。 右侧对 SPECULAR（镜面反射层）进行颜色校正并对REFLECTION PASSES（反射通道）添加了模糊。
Nuke的“Layer”和“Channel”能够直接使用可包含各种图像数据的文件格式：环境，漫反射，镜面反射和反射通道都是颜色通道，需要RGB来组成每个通道。另外，阴影通常只有一种颜色，因此只需要一个通道。
例如：将Ambient，Diffuse，Specular和Reflection通道（每个通道又包含3个通道）和单通道Shadow通道组合在一起，总共有13个通道。
许多文件格式无法存储这么多通道数据，例如： JPEG支持3个通道，TARGA支持4个，TIFF支持5个。大多数公司现在采用的是工业光魔ILM的内部格式openEXR（.exr），目前版本为2.0，EXR文件最多支持1024个数据通道，并支持16位浮点，32位浮点和32位整数的色彩深度。
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Nuke内部处理多通道的优势
Nuke独特的“Layer”和“Channel”系统不仅可以查看所有的渲染通道，还可以通过多种方式重新组织，拆分和使用通道。 通过Read节点加载多通道文件到Nuke时，Viewer视窗会显示 “Layer”和RGB “Channels”，如下所示：
Viewer视窗中显示的层和通道，这是3D软件渲染的直出图（Beauty pass）。
更改“Layer”和“Channle”显示工具，即可在查看器中显示不同的信息。
在下面的示例中，查看器选择 ‘Layer’ ：Reflection 和‘Channel’：Red（红通道）
Viewer（显示器）默认显示RGB、Alpha通道的数据。例如：文件中包含zDepth通道、点通道、UV通道、Normal（法线）通道、运动矢量、或各种遮罩通道时候，这些通道中存储传输的数据不是可见的图像通道，而是存储着数据的纯数据通道，仅用于处理RGBA通道的效果。
一个Bezier节点，绘制在地板上的三个瓷砖上。给Bezier的输出分配了一个名为“floor”的自定义“Layer”和一个名为“Bezier1”的自定义“Channel”。
在Viewer中，设置’Layer’：rgba，’Channel’：Matte Overlay（Mat）选项。 然后将中间框选择“floor.bezier1”，就会显示颜色通道与Bezier1自定义遮罩重叠的部分。
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Shuffle通道 和 shuffle Copy通道复制
Nuke中的Shuffle和Shuffle Copy节点能够重新组织排列“图层”和“通道”。刚开始看起来有点无从下手，但一旦你了解它们的布局，就很容易掌握。
要注意的是：Shuffle和Shuffle Copy的界面UI几乎完全相同，很容易混淆。
SHUFFLE：单输入端；SHUFFLE COPY：双输入端
Shuffle和Shuffle Copy节点之间的主要区别是输入数量，和作用。
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Shuffle通道
下图显示：通过shuffle节点的通道数据流（“层”和“通道”）。
layerChannelShuffle
在此案例中，数据不会更改。希望最终得到包含“通道”红色，绿色，蓝色和Alpha的“图层”rgba。
1. 将输出’Layer’设置为rgba（已预先设置）。2. 选择哪些输入“通道”并传递给哪个输出“通道”。3. 默认红色变为红色，绿色变为绿色，蓝色变为蓝色，Alpha变为Alpha。4. 选中DATA IN与DATA OUT相交的方框，如上图所示。
现在来改变顺序。我们将红色输入置于绿色输出中，将绿色输入置于蓝色输出中，将蓝色输入置于红色输出中，暂时不使用Alpha通道。
左侧： 原始图片. 中间：Shuffle SETTINGS. 右侧：SHUFFLED IMAGE
现在我们来处理Alpha：可以将任何“通道”移入Alpha通道也可以将Alpha传输到r，g，b通道中，也可以选择用黑色替换Alpha（移除Alpha通道）或用白色填充（完全不透明）。当然也可以使用填充0和1列来完成这个操作。
左侧：原始 ALPHA. 中间：Shuffle SETTINGS. 右侧：SHUFFLED ALPHA
Shuffle节点的底部部分与顶部一样，可以将数据添加到我们迄今为止所讨论的标准四（r，g，b，a）之外的通道。
假设要让Alpha通道，变为完全不透明，但想保留原来的Alpha通道数据，Shuffle节点的底部可以轻松完成。 只需将Alpha通道数据移到新的（或现有的）“通道”存储起来，然后用纯白色覆盖到原始Alpha（1）即可。
在这个案例中，创建了一个新的自定义“Layer”和“Channel”来保存我们现有的Alpha数据。 将Alpha通道传输到新的图层中的通道内保留。
1. 在Shuffle下半部分将none框选择为new，会弹出一个新的对话框。
2. “新建图层 New Layer”对话框，可创建一个包含八个“通道”的“Layer图层”。 1. 添加要创建的“图层 Layer”的名称，2. 添加一个或多个“通道”名称。
小技巧：单击Auto：rgba按钮，Nuke会自动填写前四个“通道”。 之后单击“确定”返回“Shuffle”节点。
下图展示：
左侧：对话框, Name = oldAlpha, Channels = alphaShape
中间：SHUFFLE SETTINGS。提示：alpha是新图层RGBA输出中的第一通道，即“R”通道
右侧： VIEWER, ‘Layers’ and ‘Channels’ 提示：alpha默认在新图层 “R” 通道中
3. 现在只需选中alpha（oldAlpha）和（rgba）相交的框，原始Alpha通道就会被传输进新的自定义“图层Layer”的“通道 Channel”。
请注意：在查看器中新的自定义“图层Layer”和“通道channel”，将显示在“R”标签下，而不是“alpha”。
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Shuffle Copy通道复制
掌握了Shuffle，Shuffle Copy也就非常简单。将A输入端的数据拷贝到B输入端，进行合并。
例如：两个图像，一个包含Beauty通道，另一个包含zDepth通道，现在需要在同一个数据流中汇集这两个通道，就可以使用创建景深模糊的ZBlur工具快速对原图进行景深处理。
Shuffle Copy节点要注意：Merge节点的输入标记为A和B，然而Shuffle Copy输入标记为1和2，可以假设1是A，2是B， B输入始终是主数据流，A输入将部分内容添加到现有流中。与Shuffle Copy的工作方式相同，2是主数据流，1带来新的数据。
在下面的图表中，Beauty Pass进入2输入端，新的zDepth传递进入1输入端，查看shuffle复制属性，将看到数据流内同时拥有“1 in”和“2 in”列输入。
与Shuffle节点的工作方式相同。红色，绿色，蓝色和阿尔法值都来自Beauty Pass。然后用Nuke中现有的“Layer”和“Channel”中的“depth”和“Z”。
Shuffle节点的一个常见用途是将多通道openEXR拆分为单个层，最终合成在一起。
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这篇技术贴非常到位，把通道的概念以及通道数据流的链路讲得非常清楚，刚裁了张图作为延伸总结，算作学习记录📓。通道的数据流通过程图，可以这样来理解🐸：
好啦😤十七来收个尾，几位小伙伴儿经过两天🉐️协同翻译兼操作实践论证，再用中文二次创作梳理的技术文就到这里啦（Original Test From：SphereVFX），如有疑问❓可以跟帖留言✉️，会尽快回复你的。点击Nuke合成社区并订阅可以查看更多精彩教程哦。
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