3D LUT生成與轉換系統的設計與實現

鄭曉發 劉宇飛

(北京郵電大學數字媒體與設計藝術學院,北京 100876)

1 引言

LUT,英文全稱為Look Up Table。直譯中文為“顏色查找表”。LUT 的本質為數學轉換模型,通過對顏色的采樣與插值計算,將色彩輸入數值轉換為特定的數值輸出。其作用于圖像的結果就是圖像的顏色產生了變化。3D LUT 通過對RGB值做映射,實現了全立體色彩空間的控制,任意通道輸入值的變化都會對三個顏色造成影響,這使3D LUT 能夠用于精確的顏色校準工作,也可以對色相、飽和度、色彩空間等進行調整與轉換。

3D LUT 在各行各業中有著廣泛的應用。色彩管理中,LUT 轉換將不同色彩空間連接,盡量縮小影像在不同媒介及顯示設備上的視覺差別;數字攝影方面,一些數字攝影機機內不進行白平衡處理,會因感光元件感知不同顏色靈敏度上的差異,發生偏色現象,還有一些數字攝影機使用對數空間來記錄數據,需要借助LUT 的處理,獲得正常色彩關系的監看畫面;影像創作領域,調色師在調色系統上使用LUT 對影像進行處理,滿足導演想要的目標效果;日常生活中的彩色打印機,同樣會用到LUT,將以RGB 記錄的圖像轉換到打印機噴頭使用的CMYK 空間,實現色彩的高準確性和平滑過渡。隨著視頻創作行業的磅礴發展,相機、攝影機制造商的對數空間技術下放,越來越多的人開始學習相關知識,接觸到數字調色等技術,大眾使用與生成LUT 的需求空前旺盛。

目前,3D LUT生成與轉換軟件系統開發方面,有Oleg Sharonov等開發的專業調色軟件3D LUT Creator;攝影師Ben Turley基于JavaScript獨立開發的LutCalc;Greg Cotton 等開發的MacOS色彩科學軟件Lattice。……