数字媒体技术基础之：颜色查找表 LUT
数字媒体技术基础之：颜色查找表 LUT
什么是 LUT？
LUT（LookUp Table）在电影工业调色上久负盛名，如今在摄影后期上也被广泛使用，越来越多的软件和硬件都已经支持 LUT。LUT，中文常称为“颜色查找表”。
其核心思想是用查表来代替计算，如同数学中查九九乘法表、对数表一样。LUT 本身并不进行运算，只是列举一系列输入与输出数据，这些数据呈一一对应的关系，系统按照此对应关系为每一个输入值查找到与其对应的输出值，这样即可完成转换。
1D LUT
1D LUT 的输入与输出关系如以下公式：
R输出 = LUT(R输入)
G输出 = LUT(G输入)
B输出 = LUT(B输入)
1D LUT 最大的特点是：每一个通道的变换与其他两个通道无关。即，1D LUT 针对每一个通道都有一个独立的查找表。
使用 1D LUT 可以更改图像的Gamma值、白平衡（灰场）以及对比度，并可重新定义白场以及黑场。但是，无法进行更改饱和度等这些复杂操作，RGB 曲线也无法取代通道混合器的作用，即无法将一个通道的信息叠加到另一个通道上。因此，3D LUT 就出现了。
3D LUT
3D LUT 输入输出关系如以下公式：
RGB输出 = LUT(R输入，G输入，B输入)
3D LUT 可以映射并处理所有的色彩信息，无论是存在还是不存在的色彩，或者是那些连胶片都达不到的色域。
1D LUT 与 3D LUT 的本质区别就是转换后的色彩空间的 RGB 三通道是否与转换前的 RGB 三通道单独关联？如果单独关联，1D LUT 即可适用，如果不单独关联，需要使用 3D LUT。
3D LUT 文件的大小由三维坐标内每个轴上的点的疏密程度决定。比如，三维坐标上每个原色通道上的颜色为 8 级，则共有 8×8×8 = 512 个点。若每通道的颜色为 64 级，则共有 26144 个点。若每通道有 256 级，即 8 位/通道的位深度下，共 16777216点。一般来讲，在进行 LUT 转换时， 64 级已经足够。因为在转换过程中，错误也被累积，极有可能使原本平滑过渡的颜色产生阶梯型的色带。
当制作好的 LUT 文件被应用程序加载后，图像的色彩空间就被重建了，因此图像的色彩与层次也表现为经 LUT 变换后的结果，就如同水总是被“塑造”成容器的形状一样。
LUT 文件
文本 LUTs
常见的文件格式有：.cube（颜色编码精度达 20 bits，被多数软件支持）、.3dl、.csp、.cms、.lut 等。图像 LUTs
.PNG（包含所有的颜色参考点，游戏引擎常使用这种格式存储 LUT）、GPU 图像格式等。
LUT 的用途
色彩管理：校准 LUT
在电影技术数字化的今天，影像在拍摄、后期处理以及最终放映的过程中会由不同的系统处理，会以不同的形式出现。电影的色彩管理就是要确保影像在各个不同系统中保持视觉上的一致。而 LUT 在色彩管理的过程中起了非常重要的作用，它是统一不同系统、不同设备的色彩空间的重要工具。
技术转换：技术 LUT
理论上，符合 Rec.709 标准的视频信号只能在同样标准的显示器上正常还原。我们在工作和生活中接触到的电脑显示器、电视机以及手机、平板等的颜色标准与 Rec.709 很接近，某些设备的颜色还可以被校准成 Rec.709 。所以，我们把这些设备笼统地称为 Rec.709 设备。
以前，大多数的摄影机和照相机所拍摄的影像都是 Rec.709 标准的，所以在 Rec.709 设备上观看的话，看到的就是正常的影像。如今，大多数摄影机及单反都可以拍摄 LogC 格式影像。LogC（对数曲线）格式通常可记录更多的亮部信息、暗部信息及色域范围。但在 Rec.709 设备上直接播放会呈现出低对比度、低饱和度等特征，因此可通过 LogC 转 Rec.709 的 LUT 转换为标准高清影像。
影像风格：风格 LUT
LUT 的另一种用途就是调色，也就是对影像进行创造性的后期处理，这就要说到“电影感”和“风格化”的问题了。例如国外某公司出品的 OSIRIS LUT 包含九款高品质的胶片模拟 LUT，这些 LUT 可以把普通视频、照片转化为具有强烈胶片感的画面。
摄影后期：调色工具
- 改变目标颜色的色相和饱和度，而不影响中性灰和其他颜色，并保持色彩过渡平滑。
- 调整目标颜色范围内的对比度。
- 改变目标颜色的对比度和明度。
关于 3D LUT Creator
3D LUT Creator 是俄罗斯人 Oleg Sharonov 开发的一套独特的图像和视频润色工具，通过其创建编辑的 3DLUT 文件可以导入到如 Photoshop、After Effects、Premiere Pro、Davinci Resolve、Finalcut 等软件中用于后期调色。
官网：http://www.3dlutcreator.com