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來(lái)源:光虎
LUT是Look Up Table(顏色查找表)的縮寫。
要理解“顏色查找表”,就必須要先理解“查找表”,“查找表”在我們?nèi)粘I钪刑幪幙梢?jiàn)。
舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子:
現(xiàn)在你要參加一場(chǎng)考試,然后學(xué)校主辦發(fā)給了你一個(gè)三位數(shù)233,然后告訴你第一位數(shù)對(duì)應(yīng)的是樓,第二位數(shù)對(duì)應(yīng)的是層,第三位數(shù)對(duì)應(yīng)的是房間號(hào),然后給了你下面這張查找表:
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樓 | 層 | 房間 |
1 | A 樓 | 1 層 | 6 號(hào) |
2 | B 樓 | 2 層 | 4 號(hào) |
3 | C 樓 | 4 層 | 3 號(hào) |
4 | D 樓 | 7 層 | 5 號(hào) |
5 | F 樓 | 5 層 | 1 號(hào) |
6 | E 樓 | 6 層 | 2 號(hào) |
然后我們?cè)僖?guī)定RGB三者的取值范圍為0到255,0表示不發(fā)光,255表示發(fā)出最強(qiáng)的光線,因此RGB(255,0,0)就表示純紅色,同理RGB(0,255,0)就表示純綠色,RGB(0,0,255)表示純藍(lán)色,這三種顏色按照不同比例混合就可以得到不同的色彩,因此我們可以用一組RGB值來(lái)表示任意一種色彩,這就是RGB色彩模型。
我們可以用一個(gè)立方體來(lái)表示RGB色彩模型,因?yàn)槲覀儎偛耪f(shuō)了任意一種色彩都可以被拆分為R、G、B三個(gè)分量,同理,立方體中的任意一個(gè)點(diǎn)的位置坐標(biāo)也可以拆分為X、Y、Z三個(gè)分量,因此我們就可以利用立方體里面的某個(gè)點(diǎn)來(lái)表示某種顏色。
這里以1D LUT為例講解一下,所謂1D LUT,就是指一維的顏色查找,也就是說(shuō)你的輸入值只能有一個(gè)變量,比方下面這組數(shù)據(jù):
R | G | B |
3 | 0 | 0 |
5 | 2 | 1 |
7 | 5 | 3 |
9 | 9 | 9 |
R輸入0,輸出為3;G輸入1,輸出為2;B輸入2,輸出3。每一個(gè)輸入值都準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)一個(gè)輸出值,這就是1D LUT,所以如果某個(gè)像素的RGB輸入值是3,1,0,它的輸出值將為9,2,0。如果R的輸入值變成了2,但是G和B保持不變,那么只有R的輸出值會(huì)改變,這時(shí)候像素的輸出值為7,2,0。
很容易可以看出,變動(dòng)某個(gè)顏色輸入值只會(huì)影響到該顏色的輸出值,RGB的數(shù)據(jù)之間是互相獨(dú)立的。
這就意味著1D LUTs只能控制gamma值、RGB平衡(灰階和白場(chǎng))。
亮度對(duì)人眼的刺激是非線性的,第1個(gè)和最后一個(gè)燈泡點(diǎn)亮對(duì)人眼的刺激感覺(jué)是不同的。
人眼感覺(jué)黑 → 白的范圍“有限”,燈泡可以無(wú)限,但是感覺(jué)會(huì)趨于一個(gè)有限值。
在上面的例子中,輸入是燈泡的強(qiáng)度,輸出是人眼的感覺(jué),大自然中,感覺(jué)的差別閾限跟隨原來(lái)刺激量的變化而變化,這就是著名的韋伯定律,我們來(lái)看一張圖。
當(dāng)物理亮度達(dá)到白色的20%左右的時(shí)候,人眼中已經(jīng)感受到中灰色的概念。而剩下的一半高光區(qū)的灰階,需要用白色80%的物理亮度才能照亮成白色。
在精確的色彩控制當(dāng)中會(huì)接觸使用3D LUT,因?yàn)樗鼈兡軌驅(qū)崿F(xiàn)全立體色彩空間的控制。
三個(gè)色彩平面的相交點(diǎn)(代表某個(gè)輸入值的 LUT 輸出值),我們可以看到某個(gè)輸入顏色的改變都會(huì)對(duì)三個(gè)顏色值造成影響,也就是說(shuō)任何一個(gè)顏色的改變都會(huì)對(duì)其他顏色做出改變。
由于 3D LUT 可以在立體色彩空間中描述所有顏色點(diǎn)的準(zhǔn)確行為,所以它們可以處理任何顯示的非線性屬性,也可以準(zhǔn)確地處理顏色突然的大幅變動(dòng)等問(wèn)題。