调色师不可不知的LUT调色知识

实际上，国内的很多调色爱好者甚至是在职的调色师对LUT都存在或多或少的误解或错误认识。本文试图为读者细数LUT的前世今生，廓清一些混乱的认识，帮助读者建立正确的LUT调色理念。当然，限于本人学识，疏漏错误之处难免，望高手使劲“拍砖”！近年来，影片剪辑包装完成后还需要调色成为很多影视制作人的一个共识。调色软件和调色教程接触多了之后，你会不可避免地接触到一个东西——LUT。LUT似乎拥有神奇的魔力，一个原本灰暗无光的画面通过加载LUT之后立即焕发光彩。一个个LUT就像一个个滤镜一样，可以让你快速得到多种调色风格。似乎只要拥有了LUT就可以调出随心所欲的影调风格了。事实果真如此吗？

LUT到底是什么？

从名字上说，LUT是LookUp Table的简称，LookUp Table的意思是查找表。所以一些软件的中文版本中，LUT被翻译为“查找表”或“查色表”。很多人会把LUT看成是一种“黑魔法”，将其神秘化，然而LUT是再正常不过的东西。LUT文件就是一个包含了可以改变输入颜色信息的矩阵数据。从本质上可以将LUT视为函数，就是能在其中通过一个对象查到另一个对象，呈现一一对应的关系。LUT中的两个对象往往具有等价性，譬如摩斯电码与英文字母的关系，摩斯电码长短信号的排列等同于与之对应的英文字母。LUT本身并不进行运算，只需在其中列举一系列输入与输出数据即可，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。

上面这一段话可能把一些人看晕了，这种极端数学化的描述产生了理解障碍。不要慌，我们找一个LUT文件看看它到底写了些什么。达芬奇调色软件中自带了FilmLooks系列LUT，可以用来模拟富士胶片和柯达胶片的洗印风格。在硬盘上找到“Rec709 Kodak 2383 D65.cube”文件，可以看到它的后缀是.cube，这个文件格式不是每一个程序都可以打开的。

好在它和文本文件类似，我们可以使用文本编辑工具打开。打开之后，可以看到这个文件一开始是一堆注解，下方的就是一大串的数据。在文件中下方的数据还有很多，我截图的时候没有完全截出来。我们可以看到这些数据的小数点精度已经达到了小数点后六位。数据呈现为三列N行，三列代表的是红绿蓝三个通道的信息。

这样一个表格有点像我们熟悉的九九乘法表，假设计算机的内存里已经加载了乘法表，当我们输入4和8，并点击等号的时候，计算机并不用CPU去直接计算4*8，而是在内存里查找九九乘法表中4和8相交时的数值。所以这个原理告诉我们，使用LUT文件来调色的时候，软件并不进行特别复杂的数学运算，而是根据输入颜色的数值通过LUT文件，直接查找到输出颜色的数值。

1D LUT和3D LUT有什么区别？

有过LUT使用经验的人会发现，LUT分成两种，一种是1D的，一种是3D的。很多人会产生疑问，1D LUT好呢还是3D LUT好呢？我应该选用1D LUT还是3D LUT？它们到底有什么分别呢？

对于这个问题，我们可以先看一下如图所示的LUT结构图，LUT可以从结构上分为两种类型，一种是1DLUT，另一种是3D LUT，即俗称的一维查找表和三维查找表。两者在结构上有着本质的区别，应用的领域也不同。

1D LUT的输入与输出关系如以下公式:

Rout=LUT(Rin)

Gout=LUT(Gin)

Bout=LUT(Bin)

该LUT输出的三个色彩分量仅与自身分量的输入有关，而与另外两个分量的输入无关，这种分量之间一一对应的关系就是1D LUT。对于10比特系统来说，一个1D LUT包含1024 x 3个10比特数据，总的数据量为1024 x 3 x 10=30Kbit，可见一个1D LUT的文件量是相当小的。1D LUT具有数据量小、查找速度快的特点。

3D LUT输人与输出关系如以下公式:

Rout=LUT(Rin，Gin，Bin)

Gout=LUT(Rin，Gin，Bin)

Bout=LUT(Rin，Gin，Bin)

以上公式表达的是3D LUT的对应关系，从中可以看到转换后色彩空间的每一种色彩与转换前的RGB三色均相关，这也是3D LUT区别于1D LUT最本质的特点。

3D LUT的数据量是非常大的，因此需要采用插值的方式计算，也就是进行一定节点的采样，节点的数目是衡量3D LUT精度的重要标志。3DLUT的节点数目一般是2n+l，譬如17、33、65、129、257等，目前市面上的色彩管理系统可支持最高的单色彩通道节点数目为257。

以上知识怎样指导实践呢？总结并引申一下就是：

►1D LUT数据量小，3D LUT数据量大，为了让3D LUT更加实用，需要进行插值运算，插值精度对最终结果会产生影响。最低插值17，最高257，但并不意味着实用257的节点一定能取得超级优秀的结果，一句话，需要找到平衡点。

►1D LUT变动某个颜色的输入值只会影响到该颜色的输出值，RGB数据之间是互相独立的。这就意味着1D LUT只能控制Gamma值、RGB平衡和黑、白点。

►3D LUT除了可以实现1D LUT的功能之外，还能调整色相、饱和度和亮度，甚至可以进行区域颜色偏移等等，可以满足显示器校准的严苛需求。

►3D LUT也经常被用于创造性的调色工作，可以用来校正数字配光所用的显示器画面与最终胶片影像之间的差距。

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。在实际应用中3D LUT被广泛应用。理论上讲，3D LUT可以代替1D LUT，反过来，1D LUT不能代替3D LUT。

LUT可以用来做什么？

一般而言，LUT从功能上可以分为三类，第一类是色彩管理，确保影像在各个不同系统中保持视觉上的一致；第二类是技术转换，多用于不同色彩空间不同特性曲线下的转换，从Log映射到Rec709即属于此种类型；第三类是影像风格，用于制作特殊的影调。

色彩管理（校准LUT）

在电影技术数字化的今天，影像在视频拍摄、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，我们工作和生活中接触到的电脑显示器、电视机以及手机、Pad等的颜色标准与Rec.709很接近。某些设备的颜色还可以校准成Rec.709。所以，我们把这些设备笼统地成为Rec.709设备。

几年前，大多数的摄影机和照相机所视频拍摄的影像还都是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。而如今，大量摄影机甚至单反都可以拍摄对数（Log）影像了。如果将对数（Log）影像送给Rec.709标准显示器监看的话，你看到的效果如图所示。

可以看到，此时的影调不能得到正常还原。对数影像在Rec.709视频监视器上显示，其影调具有如下特征：

►影调、色调还原失真;

►画面反差大幅度降低，画面整体偏灰;

►画面色彩饱和度降低。

对数（Log）影像在标准Rec.709显示器上不能够正常还原，其根本原因在于二者的伽马差异很大。理论上，对数（Log）影像必须在具有电影伽马的显示系统中才能够正常还原。但是没有任何一种显示器的自身伽马是电影伽马，所以要人为地将其校正为电影伽马。最常见的改变显示系统伽马的方法是使用LUT。经过LUT转换后，你就能在Rec.709显示器上看到正常的效果了。

既然使用LUT能够把Log转换为709，那么能否把709转换为Log呢？答案是肯定的。不过要注意，709素材在拍摄的时候就没有记录到足够的宽容度，即使将其转换为Log也不会增加宽容度。但是这种转换还是有意义的，例如施加一些电影感的LUT，往往需要先把709素材转换为Log素材，然后再添加相应的LUT，或者找到针对709素材的LUT。

影像风格（风格LUT）

使用LUT校准监视器的颜色并没有对影像进行创造性的加工，LUT的另外一类用途就是调色，也就是对影像进行创造性的处理。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可以把你的普通视频转化为具有强烈胶片感的画面。

如何使用LUT？

今天，LUT已经被广泛应用于图像处理软件，不仅应用于专业的调色软件例如达芬奇（DaVinci Resolve）和SpeedGrade，还被应用于剪辑与合成软件，例如FCPX、Premiere Pro、Avid Media Composer和Nuke等等。甚至Photoshop和一些手机App也可以加载LUT，真可谓遍地开花。

下面我来讲一下如何在达芬奇软件中使用LUT。在达芬奇中使用LUT是方便而灵活的。你既可以为整个时间线上的所有片段应用LUT，也可以为单个片段应用LUT。你甚至可以在达芬奇中把自己制作的调色风格导出为LUT文件。

要应用LUT的话，首先需要把LUT文件拷贝到达芬奇的LUT文件夹中。在“项目设置”面板中找到“色彩管理”标签页，点击其上的“打开LUT文件夹”按钮。

这会打开达芬奇的LUT文件夹。把你的LUT文件夹拷贝进去，然后在“项目设置”面板中点击“更新列表”按钮。这样你在LUT列表中就可以看到自己拷贝的LUT文件了。如果你不点击“更新列表”按钮的话，重新启动达芬奇也可以起到更新列表的作用。

为监视器应用LUT

你可以为监视器应用风格LUT或校准LUT。使用专业的软硬件校准你的监视器之后会生成一个LUT文件，按照前面介绍的方法安装到达芬奇之中。接着在“项目设置”面板中找到“色彩管理”标签页，你会看到“1D视频监视器查找表”和“3D视频监视器查找表”的下拉菜单，根据你的LUT类型，选择合适的校准文件即可。这是对监视器校准的操作。如果是针对你的显示器呢，那就要选择使用“1D色彩检视器查找表”或“3D色彩检视器查找表”了。如图所示。

为片段应用LUT

如果你想给视频拍摄的每个片段单独添加LUT的话，则在“节点编辑器”面板中找到相应的节点，保证节点处于“剪辑”模式，然后在其上点右键。在右键菜单中选择你想要的1D LUT或3D LUT文件即可。如图所示。一个节点只能添加一个LUT，要想添加多个LUT需要创建额外的节点。

为整个时间线添加LUT

如果要对时间线上的所有片段添加LUT呢，这有两种方案。一种是在“节点编辑器”面板中把“剪辑”模式切换为“时间线”模式。然后创建新的节点，添加LUT。另一种方法是在项目“设置面板”中找到“色彩管理”，在其中的“1D输入查找表”或“3D输入查找表”中选择想要的LUT即可。如图所示。

总结一下

通过本文的讲解，相信你不会认为LUT就是一个滤镜了，因为那只是LUT的一个方面而已！LUT是连接不同色彩空间的桥梁，在影像数字化的今天，LUT在后期处理特别是在色彩管理过程中发挥着重要的作用，利用LUT可以在后期系统中校准不同显示媒介的差别，进行白平衡的调整，进行线性空间与对数空间的转换等等。LUT在调色过程中也可以发挥作用，它可以将调色效果记录下来应用到其他素材上，从而获得统一的影调。掌握了LUT的基本原理，我们才能创造性地使用LUT甚至根据具体项目制作专用的LUT，敬请期待我的后续的关于LUT调色实战的文章。