罡渡晨星 达芬奇调色 LUT详解

   
      本文由罡渡晨星编写，如有转载请注明出处。

      随着达芬奇在国内的流行，相对来说各种概念的混淆和混乱导致很多同学在学习中遇到了各种各样的问题。调色需要对颜色有很深刻的认识和个人理解，还需要理解颜色的计算方式和转换，在这里就来讲一下达芬奇在调色中LUT的概念，很多人这个名词，但是不知道是什么含义和作用，在这里晨星给大家铺一下LUT的概念和应用，当然具体达芬奇怎样使用就不说了，目的就是让大家知道LUT是什么东西是干什么的。      这里我把大家遇到的问题总结了一下，下面还会有对于问题的解答。问题如下：

1、什么是LUT？
2、LUT有什么作用？
3、1D LUT与3D LUT有什么不同？
4、3D LUT是不是远远胜于1D LUT？

     好的，接下来罡晨将会对以上内容进行解答，为了方便大家记忆与学习，用不同颜色进行标注，原理性的段落用蓝色字体标注，总结性的文字用红色标注，普通文字就不标记了。如果大家想直接了解总结结果，直接看黄色文字就可以了。


1、什么是LUT？
    LUT全称look up table，实际上就是一张像素灰度值的映射表，它将实际采样到的像素灰度值经过一定的变换如阈值、反转、二值化、对比度调整、线性变换等，变成了另外一个与之对应的灰度值，这样可以起到突出图像的有用信息，增强图像的光对比度的作用。很多PC系列卡具有8/10/12/16甚到32位的LUT，具体在LUT里进行什么样的变换是由软件来定义的。
    其实就是起到颜色空间转换的作用，再直白一点，就是把一种颜色的效果转化为另一种颜色效果。

2、LUT有什么作用？
     我认为目前LUT的作用有三个：1、校准显示；2、较色；3、白平衡处理
     校准显示，也就是说校准到监视器的色彩空间范围；较色，有点像AE的预置的效果，就是直接添加LUT就能自动调节成一个较好的画面效果；白平衡处理，就是加载了白平衡LUT的色彩空间转换器以获得正常色彩关系的监看画面。

     
3、1D LUT与3D LUT有什么不同？
    首先要理解1D LUT和3D LUT。先介绍下1D LUT

举个例子，一个1D LUT的开端可能是这样子的：
注意：严格来说这是3个1D LUT，因为每种颜色（RGB）都是一个1D LUT。


R, G, B
3, 0, 0
5, 2, 1
7, 5, 3
9, 9, 9


上面的意思是：
在R、G、B的输入值是0时，输出值是R=3，G=0，B=0
在R、G、B的输入值是1时，输出值是R=5，G=2，B=1
在R、G、B的输入值是2时，输出值是R=7，G=5，B=3
在R、G、B的输入值是3时，输出值是R=9，G=9，B=9


这是一个特别的LUT，不过你可以看到一个特定的R、G或B输入值都有特定的输出值。
所以如果某个像素的RGB输入值是3, 1, 0，它的输出值将为9, 2, 0。
如果R的输入值变成了2，但是G和B保持不变，那么只有R的输出值会改变，这时候像素的输出值为7, 2, 0。

以上的内容可以用如下图像来表示：

     我们很容易可以看出，变动某个颜色输入值只会影响到该颜色的输出值，RBG的数据之间是互相独立的。
     这就意味着1D LUTs只能控制gamma值、RGB平衡（灰阶）和白场（white point）。




3D LUT
因为1D LUT和模型组合的色彩控制功能还是会有一些局限，因此在精确的色彩控制当中我们通常会偏向使用3D LUT，因为它们能够实现全立体色彩空间的控制。
最好还是用图像的方式来向大家展示：



    先来看看三个色彩平面的相交点（代表某个输入值的LUT输出值），我们可以看到某个输入颜色的改变都会对三个颜色值造成影响，也就是说任何一个颜色的改变都会对其他颜色做出改变。
    大家应该可以从图中看到，当颜色“平面”按照它们对应坐标轴的方向远离原点（0, 0, 0）时，它们的相应颜色也会增加。
    由于3D LUT可以在立体色彩空间中描述所有颜色点的准确行为，所以它们可以处理任何显示的非线性属性，也可以准确地处理颜色突然的大幅变动等问题，这是令现在许多的显示器头疼的问题。
    这样就让3D LUT非常适合用于精确的颜色校准工作，因为它们能够处理所有的显示校准的问题，从简单的gamma值、颜色范围和追踪错误，到修正高级的非线性属性、颜色串扰、色相、饱和度、亮度等。基本上是所有可能出现的显示校准的问题。


4、3D LUT是不是远远胜于1D LUT？
    实际上取决于LUT的需求和应用情况……
    1D LUT更倾向于为每一个输入和输出值提供对应的数值，所以这些取值在1D转换的范围内是非常准确的。

    通常来说（完全忽略上文提到3D LUT和1D LUT之间的准确度对比的话），1D LUT也有相应的应用需要，不过3D LUT在现实生活的应用当中会准确得多。
    1D LUT说白了就是Gamma曲线，只影响画面“亮度”。3D LUT不仅可以改变Gamma也可以改变色彩，但并不能精确表现所有色彩空间转换，3D LUT也有精度限制的。如果只是矫正或调节亮度的话，选择1D LUT就可以，如果除了亮度之外还要调节色彩的话，就选择3D LUT。

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