发布时间：2023年10月20日
LUT不是神奇的魔法，如果不了解色彩校正和评级的相关知识，使用LUT并不能得到任意想要的色彩效果。尤其是市场上所谓“影片仿真”的LUT，与它们的描述和宣传是大相径庭的。
为了帮助解释LUT是什么，以及它们是如何工作的，本页尽可能多地描述LUT及其使用，包括校准，技术，电影仿真和创意外观LUT之间的区别。
但是，如果您只是想继续构建和使用LUT，请直接访问LookLUT设计页面。
LUTs
LUT基本上是不同复杂度的转换矩阵，其中两个主要选项是1D LUT或3D LUT。 LUT获取输入值，并基于LUT内的数据输出新值。
1D LUT只能基于LUT数据将单个输入值重新映射到新的输出值-简单的一个输入到一个输出过程，而不管实际的RGB像素值。
3D LUT可以基于LUT数据和其他相关联的输入RGB像素数据将各个输入值重新映射到任何数量的输出值。
1D LUT
例如，1D LUT的开始可能看起来像这样：
在出来
（0） 3
（1） 5
（2） 7
（3） 9
（~） 等等
这意味着：
- 对于输入值0，输出=3
- 对于输入值1，输出=5
- 对于输入值2，输出=7
- 对于输入值3，输出=9
- 等等
作为一个1D LUT，它只能将一个输入值更改为一个输出值，因此在电影和电视世界中意味着仅更改伽马（包括对比度和亮度，黑色和白色水平），因此用途有限，因为饱和度（色域）无法调整。
组合3x 1D LUT提供对R、G和B通道值的独立控制，因此增加了控制灰度的能力。
3x 1D LUT的开始可能看起来像这样：
- In Out
- R, G, B
- (0) 3 0 0
- (1) 5 2 1
- (2) 7 5 3
- (3) 9 9 9
- (~) etc.
这意味着：
对于R、G和B的输入值为0，输出为R=3，G=0，B=0对于R、G和B的输入值为1，输出为R=5，G=2，B=1对于R、G和B的输入值为2，输出为R=7，G=5，B=3对于R、G和B的输入值为3，输出为R=9，G=9，B=9，等等.
这是一个奇怪的LUT，但你可以看到，对于给定的R，G或B输入值，有一个给定的R，G和B输出值。
因此，如果像素的RGB输入值为3，1，0，则输出像素将为9，2，0。
如果R输入值变为2，但G和B保持不变，则只有R输出值发生变化，输出像素值为7、2、0。 一个或另一个输入通道的变化对第三通道的输出值没有影响。
这意味着3x 1D LUT只能改变单个RGB值的强度，因此只能控制灰度颜色（色温，如果你喜欢的话），伽马和亮度/对比度，包括黑色和白色级别，但不能以任何方式改变色域（或饱和度）。
3×3 矩阵
为了克服1D LUT的局限性，可以采用3x 3矩阵来通过跨全颜色空间的线性缩放来控制颜色饱和度。 基本上，矩阵可以被视为简单的数学公式，其可以重新定位、旋转和缩放，从而描述色域的全局大小/位置，但不能以非线性方式管理内部（体积）内容。
- |Rin| |RR RG RB| |Rout|
- |Gin| = |GR GG GB| = |Gout|
- |Bin| |BR BG BB| |Bout|
虽然这种方法可以用于产生可接受的校准或外观LUT，但是将不考虑显示器内的任何非线性误差或试图匹配的胶片仿真的非线性属性，因为不存在可用的非线性体积校正/调整。 这是一个非常大的问题，因为任何精确的校准或真正的胶片仿真都需要非线性体积颜色管理。 这意味着要使用3D LUT。
实际上，矩阵仅用于技术/数学色彩空间转换-而不是校准。
3D LUTs
由于1D LUT和矩阵组合在颜色控制能力方面受到限制，因此3D LUT对于精确的颜色管理是优选的，因为它们提供全体积非线性颜色调整。
3D LUT稍微复杂一点，并且基于三维立方体，能够基于3D LUT内的数据，基于单个R、G或B输入值的变化来改变给定的单个R、G或B输出值。
这可能是最好的图形显示，如图所示。
查看所有三个颜色平面相交的点（给定输入值的LUT输出点），可以看出，改变任何一个输入颜色将导致所有三个输出颜色值的变化。 任何一种颜色的变化都可能引起其它颜色的交叉色变化。
希望你能看到，当颜色平面沿着它们各自的轴的方向远离原点（0，0，0）时，它们各自的颜色会增加，如图所示。
因为3D LUT描述了整个体积颜色空间中所有色点的精确行为，所以它们可以处理显示器的任何非线性属性，或者精确地映射胶片仿真，处理颜色变化的突然尖峰等， 正如许多当今的显示器所遭受的那样，也正如电影胶片所固有的那样。
这使得3D LUT非常适合精确校准，因为它们可以处理所有显示器校准问题，从简单的伽马、色域和跟踪误差到校正高级非线性属性、颜色串扰（去耦）、色调、饱和度、亮度等。基本上，所有可能的显示校准错误。
使用分光辐射计捕获的真实胶片色度数据的胶片仿真也是如此，因为胶片色度包含高度非线性伽马和颜色通道串扰。
这是许多提供用于销售的“胶片仿真”LUT高度不准确的地方，因为它们不是基于使用分光光度计从真实的胶片库存捕获的数据。 它们通常是简单的线性视觉猜测，没有非线性的体积数据。
然而，对于更简单的颜色转换，例如在不同颜色空间（Rec 709，P3，sRGB等）之间转换，矩阵更常用，尽管数据通常转换为3D LUT形式，因为很少有创意系统直接使用矩阵。
所以，3D LUT比1D更好？
看看1D与在这个页面底部的3D比较你会这么想，不是吗？
这取决于LUT的要求和应用.
1D LUT往往具有每个输入到输出值的值，因此它们在其1D转换限制内非常准确。
如果一个3D LUT对于每个输入输出组合都有值，那么LUT将非常非常大，大到不可能使用。 对于10位图像工作流，使用每个输入到输出值的3D LUT将是1024点LUT，并且将具有1，073，741，824点（1024^3）。
因此，大多数3D LUT使用17^3到64^3范围内的立方体，这对于17^3 LUT意味着每个轴有17个输入到输出点，并且这些点之间的值必须被插值，并且不同的系统以不同的精度级别执行此操作，因此在两个不同的系统中使用的完全相同的3D LUT将在所有可能性中产生微妙不同的结果。
很少有两个系统使用相同的3D LUT来显示完全相同的结果，除非LUT大小很大，因此限制了使用的插值量。
3D LUT的编写方式也可能相当混乱。
通常有三列数字，R，G和B，通常蓝色变化最快，然后是绿色，然后是红色。
以下是“defult bypass”17^3 3D LUT的前几行-输出等于输入：
- R, G, B
- 0, 0, 0
- 0, 0, 64
- 0, 0, 128
- 0, 0, 192
- 0, 0, 256
- 0, 0, 320
- 0, 0, 384
- 0, 0, 448
- 0, 0, 512
- 0, 0, 576
- 0, 0, 640
- 0, 0, 704
- 0, 0, 768
- 0, 0, 832
- 0, 0, 896
- 0, 0, 960
- 0, 0, 1023
- 0, 64, 0
- 0, 64, 64
- 0, 64, 128
- 0, 64, 192
- 0, 64, 256
- 0, 64, 320
- 0, 64, 384
- 0, 64, 448
- 0, 64, 512
- 0, 64, 576
- 0, 64, 640
- 0, 64, 704
- 0, 64, 768
- 0, 64, 832
- 0, 64, 896
- 0, 64, 960
- 0, 64, 1023
- 0, 128, 0
- 0, 128, 64
- 0, 128, 128
- 0, 128, 192
- 0, 128, 256
- 0, 128, 320
- 0, 128, 384
- …, …, …,
可以看到的是，蓝色快速地经历其17点周期，绿色在蓝色的17个周期中更新其周期一次，并且红色将在LUT的整个长度期间更新一次，这等于绿色经历17个周期。
这42条线路延续共4913条线路……
别紧张！
好吧，没那么容易…… 这样想吧：
在上面的“立方体”图中，红色平面从其17个点（位置）中的第一个开始。
绿色平面也位于其第一个点，蓝色也是如此。
此位置的输出值记录为LUT的第一行（0，0，0）。
红色平面与绿色平面保持不变，蓝色平面移动到其第二个位置。
此位置的输出值记录为LUT的第二行（0，0，64）。
这将继续为所有17点（位置）的蓝色。
然后，绿色移动到第二个点，蓝色再次经过17个点。
当绿色已经通过了所有17个点，红色移动到它的第二个点，循环再次开始。
现在明白了吗？
因此，对于不是旁路LUT的LUT，针对17个点中的每一个改变每个“平面”的位置以生成期望的输出值。
因此，来自真实的“校准3D LUT”的前几行将类似于：
- R, G, B
- 0, 0, 0
- 0, 0, 36
- 0, 0, 112
- 0, 0, 188
- 0, 0, 261
- 0, 0, 341
- 0, 0, 425
- 0, 0, 509
- 0, 0, 594
- 0, 0, 682
- 0, 0, 771
- 0, 0, 859
- 0, 0, 955
- 0, 0, 1023
- 0, 0, 1023
- 0, 0, 1023
- 0, 0, 1023
- 0, 32, 0
- 0, 28, 28
- 0, 28, 96
- 0, 24, 172
- 0, 24, 252
- 0, 20, 333
- 0, 20, 417
- 0, 12, 501
- 0, 12, 586
- 0, 8, 674
- 0, 4, 762
- 0, 4, 851
- 0, 0, 943
- 0, 0, 1023
- 0, 0, 1023
- 0, 0, 1023
- 0, 0, 1023
- 0, 92, 0
- 0, 88, 20
- 0, 88, 88
- 0, 88, 164
- 0, 84, 244
- 0, 84, 321
- 0, 80, 405
- …, …, …,
因此，本质上，3D LUT所做的就是为每个RGB三元组中的每个RGB值获取输入值并生成新的输出值。
一般来说（完全忽略上面关于3D LUT与1D的准确性的说法），1D LUT有其用途，但3D LUT在现实世界的应用中要准确得多。
下面的Marcie图像显示了3D LUT和1D LUT之间的差异。
初始图像是3D LUT，第二个图像显示1D LUT的结果，两个LUT基于完全相同的数据。
1D & 3D
还可以将1D LUT（3x 1D）的灰度级精度与3D LUT（使用1D作为输入）或3D LUT之前的整形器LUT进行联合收割机。以这种方式，可以大大提高3D LUT的相对精度。
输入1D整形器LUT的使用可以是增强后续3D LUT的相对准确度的强大的方法，并且可以是单个单声道1D整形器LUT，而不是3通道RGB 1D LUT，其仅用于将输入图像范围重新缩放到后续3D LUT的特定范围中。
LUT的尺寸
有很多关于LUT大小的困惑，以及关于什么是好的大小，或者不是。
LUT大小也有不同的方面。
首先，要使用的给定LUT的实际大小主要由任何给定DI系统或LUT Box可以使用的大小定义。从5^3到64^3的尺寸是常见的。
任何给定系统设计使用的LUT大小都是基于实时的，因此根据经验，高端系统能够利用大LUT大小。因此，说LUT大小是一个问题实际上是错误的-它取决于DI系统（或LUT框）的大小，它可以和将使用。
第二，也是对LUT大小可能更重要的部分是在使用LUT校准显示器时从配置文件数据构建LUT。
生成LUT配置文件数据需要时间，因为任何给定显示器的非常准确的配置文件将需要生成准确的结果。在为胶片实验室配置文件生成配置文件数据时也是如此，其中需要使用密度测量准确地对胶片负片和胶片打印库存进行配置文件。
技术LUT（非校准LUT）很容易生成，因为不需要对显示器进行分析。因此，任何大小都很容易-它只是一个公式，或公式，用于生成结果LUT。
这也适用于创造性的LUT，因为方法是制作一个等级，然后从等级中RIP LUT，无论需要什么大小。
在制作校准LUT时，您必须分析尽可能多的点（尽管某些校准系统试图通过使用基于猜测的分析来避免这种情况，使用较少的点）。所以，问题是做侧写的时间。
最后一点是如何从较小的配置文件生成更大的LUT.在LUT生成过程中，您需要一些非常好的内部颜色引擎处理来实现这一点，而这正是ColourSpace非常非常好的地方-其精度远远超过其他校准系统。
一些DI系统和LUT盒内部也使用良好的LUT插值，因此可以使用17点LUT并获得非常好的结果。其他人则没有。这些糟糕的插值系统需要更大的LUT，因为它们本身不能进行精确的插值。
性能分析与LUT生成
关于LUT生成应当理解的是，所生成的LUT的大小不以任何方式与剖析测量补丁序列大小相关联。33^3 LUT可以从非常稀疏的测量数据集生成，甚至不一定基于立方体，而小的5^3 LUT可以很容易地从大的21^3补丁集生成。
轮廓数据和生成的LUT之间的这种分离意味着轮廓补丁集可以被定义为最好地满足被校准的显示器的要求，对于具有线性体积响应的显示器，轮廓补丁集可以是简单的快速轮廓，对于具有固有非线性响应的显示器，轮廓补丁集可以是具有10，000+补丁的完整体积补丁集。
所需的最终LUT大小和格式对所需的分析没有影响。
这种分离还意味着使用过大的LUT尺寸几乎没有好处，特别是对于校准，因为由于所花费的时间以及显示漂移、探头漂移等，在剖析期间可以进行的轮廓测量的量受到限制。从较小的配置文件补丁集生成一个大的LUT意味着在生成的LUT中只有大量的插值。
校准、技术和创意外观LUT
LUT可以以多种不同的方式使用和应用，三种最常见的应用是校准，技术和创意。
校准LUT用于校正显示不准确性，确保校准显示器上显示的任何图像尽可能准确-考虑到显示器的基本功能和/或限制。这些是最重要的LUT，因为它们的生成必须以非常高的精度执行，否则在校准显示器上看到的所有图像都将是不正确的，导致不准确性沿着工作流程链向下涟漪，生成不准确的分级结果。
这就是为什么ColourSpace被视为所有其他校准系统都渴望匹配的事实标准的关键原因-它是所有校准系统中最准确的。
技术LUT用于在不同标准之间进行转换，例如从一个颜色空间转换到另一个颜色空间，这应该使LUT易于准确生成。
令人惊讶的是，许多技术LUT根本不准确，并且在尝试在不同标准之间转换图像时可能会导致重大问题。通过ColourSpace生成的所有技术LUT都是准确的。
创意LUT通常被称为外观LUT，因为它们通常用于在拍摄期间设置DoP的外观，以及赋予图像特定的外观。外观LUT通常通过对静止图像进行分级并导出与该等级匹配的LUT来创建。这可以通过经由ColourSpace LUT图像抓取等级来执行。
ColourSpace拥有所有工具来生成所需的任何外观LUT，从从DI系统中提取创意等级，到使用Photoshop设置样式，再到使用ColourSpace中的内部创意工具。
电影仿真LUT第四个非常有趣的LUT应用是电影电影仿真。
这已经给了自己的一个部分，因为这是最混乱的地方，很多个人和公司都试图利用LUT的有用性，通过销售过多的所谓准确的电影股票仿真LUT，以及电影外观LUT，具有特定的颜色外观。
实际上，真正的胶片仿真LUT必须基于使用基于分光光度计的分析系统从真实胶片中提取的光谱数据，就像Light Illusion Film Profiling Service一样，它可以生成高度精确的胶片轮廓数据，确保LUT尽可能完美地匹配目标胶片。
替代的、劣质的胶片仿真LUT通常基于视觉图像匹配，试图在不使用任何真实胶片光谱数据的情况下模仿胶片的外观。 在现实中，只是创造性的外观LUT，碰巧有一个通过类似于一个简化的电影股票看。
这意味着这样的LUT不包含任何电影的自然非线性颜色失真-例如颜色通道交叉耦合和颜色相关的伽马变化-这是与电影图像相关联的外观和情感的核心。
这种变化和不准确性可以在通过在线供应商提供销售的许多LUT中看到。 很少有基于真实电影仿真数据的。 这样的LUT实际上只是不准确的，经常产生不想要的伪影，随着图像在LUT下被分级/操纵而具有意想不到的颜色失真。
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