简介

LUT是“Look-Up-Table”——查找表的缩写。它是数据的一种容器，类似字典、map等，将索引与值对应起来的一种描述方式。

3D LUT，顾名思义，描述索引与值之间的对应方式是三维的，可以被理解为三个维度的索引-值对应方式的结合，通过三个维度的索引，可以查找到一个值。与一本普通的字典一样，输入固定的值作为索引，可以查到固定的结果作为输出。

3D LUT被广泛地在电影工业和显示工业广泛使用，用于在不同的显示器、不同的颜色空间之间做色彩校正、显示调节、效果和优化等方面。也就是说，3D LUT实际上是颜色的转换，是RGB的映射。借助3D LUT的颜色映射，将颜色进行调节，达成3D LUT即定的显示效果。

1D LUT只能控制gamma值、RGB平衡（灰阶）和白场（white point），而3D LUT能以全立体色彩空间的控制方式影响色相、饱和度、亮度等。简单描述来说3D LUT可以影响到颜色，而1D LUT只能影响亮度值。

由于颜色空间、gamma、色域等会影响颜色的呈现效果，因此想要让LUT有较好的效果，一般要求输入的颜色和输出的颜色在同一个显示环境下（颜色空间、色域、伽马一致）。

得益于颜色映射，富有创意的艺术家们能调出效果绝伦的LUT，通常会用于显示效果调节、色彩管理、美颜P图、显示器校正等方面，有很大的实用价值。

技术型LUT：用于颜色转换，校准显示器，显示补偿，硬件矫正，色彩管理，色彩过滤，失真弥补，硬件偏色改善
创意型LUT（风格LUT）：用于显示风格的转换、美化、调色、多图合成（图像叠加）

直观了解3D LUT

先来看看LUT能达到的效果，看上去就是平平无奇的滤镜。

下图为两位特邀模特的演示图，图的右半部分分别应用了一个黑白化、鲜艳化的3D LUT：

一个调整对比度的案例：

一个调整对比度+明度的案例：

3D LUT的基本结构和表示方法

3D LUT是一种统称，表示RGB三个维度的颜色映射规则表，有很多种文件格式，包括文本类型的cube，图片类型的png等。

立体地来理解3D LUT，就像一个有X、Y、Z三轴的三维坐标系，分别是RGB三个分量：

颜色的查找实际上就是将RGB当作XYZ，在表中查找得到映射后的RGB值：

如前述，3D LUT有不同的文件格式，不同的文件格式有不同的使用方式和性能表现，在工业界平台的技术栈和性能要求，对3D LUT的文件格式的选型有决定性的影响。
实际应用时，3D LUT往往使用cube格式，其便利性、性能表现有明显优势，下文会简单介绍，其结构如下。

将LUT按立方体进行面分割并平铺每一个面，如下。

cube格式的核心思想是，将三维维度转换为二维维度。将R与G分量组成小的二维坐标系（小方片），整个cube有N个小方片，每个小方片内部B分量固定，小方片B分量互相之间自然增长。
通俗来说，每一个小方格子里面的内部横坐标是红色，纵坐标是绿色。蓝色是固定不变的，只会随着小方片的序号的增长而增长。

左上角一点蓝色都没有，所以很红很绿；右下角蓝色很多，看上去很蓝。
3D LUT按照面划分就是16x16x16，32x32x32，64x64x64，256x256x256……，我们知道面由线段围成，而一根线段有两个端点，因此一个3D LUT按照端点来计算深度，那么就有17x17x17，33x33x33，65x65x65，257x257x257的表示方法。

上图的cube是一个64x64x64的3D LUT。我们知道RGB颜色空间取值有256个（0~255），因此64x64x64的3D LUT实际上是不能表示所有颜色的。

因此它有如下特点：

每个输入的RGB，如果不是刚好落到整数点上，此时换算不那么直接（比如输入的R分量刚好是点1和点2中间的位置，此时到底用点1还是点2，还是点1和点2的平均值，还是插值计算）来映射
换算不那么直接，意味着有一定的精度差异，低精度误差大，高精度消耗内存、消耗LUT文件解析时间（256256256的cube大约占据48M左右的空间）
不论LUT层数是否足够高，都会碰见需要插值或降低采样的场景
人眼分辨能力、颜色学、内容颜色精度、显示器屏幕质素等因素客观上决定了，颜色的轻微偏差不会被察觉，不会对显示效果造成影响

下图为256层的LUT：