3DLut表实现log视频的后期调色原理

现在越来越多的视频或者图像拍摄设备支持log模式，比如大疆无人机的D-Log模式等等，log模式的起源和发展就不多做介绍，其在普通显示器上显示画面通常看起来是平坦的灰色，因此也常被称为log灰视频。

由于其能记录更多的图像细节，动态范围更广，使得后期调色可操作空间更大，所以今天就来说一说怎么用3Dlut表实现log图的调色。

首先，要准备Log图、3DLut表，如下：

1.Log图长酱紫的：

看起来确实是灰灰的，妹子也显得如此的忧郁。

2.  3DLut表内容是酱紫的：

用adobe的调色软件PR或者PS啥的都可以自己手动调色，然后保存一个lut表出来，以后所有图片都可以直接载入这个lut表自动实现调色，非常之方便。

以Adobe 的PR软件或者PhotoShop保存的.cube文件为例，当然我只是截取的一部分，下面还有很长很长，都是如下形式排布。

第一行是lut表的名称，第二行是lut表三个维度的尺寸，64就是指R，G， B三个分量分别只保存64个值。

3. 调色原理是酱紫的：

Lut全称是look up table，没错就是你熟悉的查找表，3D LUT就只指三维的查找表，这个三维是指RGB三个通道是独立的，查找的时候也是独立查找。那么怎么个查找法，简单来说就是给你一个像素点的RGB三个值，我从表里面找到新的RGB三个值，调色过程至此完成。

如果真有这个简单就好了，细想一下如果要把0-255所有三个通道的颜色值保存下来，数据量是256*256*256个，文件有点庞大了。因此为了减小数据的存储量，通常将256阶缩放到16阶或者64阶保存下来。上面的lut表就是64阶，存储的点个数就是64*64*64个。

lut表的具体排布含义如下：

R     G       B

0      0        0

0      0         1

0       0        2

0       0        3

........

0       0         63  

0        1          0

0         1         1

0         1          2

0         1          3

......

0          1         63

.......

.......

.......

0          63          63

......

......

......

63         63          63

敲空格好难受，不过聪明的你一定看出来规律了，没错就是依次把三个通道的值一一列出来，想象一个三维的坐标轴，分别是R G B，取值范围都是0-63.  那么这个立方体内整点的个数就是64*64*64个。而表里面的值是将 0-63 归一化到 0-1，存为浮点数而已。

当我们得到一张log妹纸图片后，每次取一个像素点，假如RGB三个值（50,100,200），然后将其量化到0-63范围，其实简单做法就是直接除以4，得到（12.5, 25, 50），那么从查找表中找到R = 12， G=25 ， B=50位置的三个浮点值（这个预先把lut表读入三维数组就可以了，根据索引下标取很简单），将三个浮点值再乘以255，扩展到0-255范围，得到一组新的RGB值，这个就是调色后的颜色值。

没错，就是酱紫。当然上面用的是最简单的最近邻插值方法，因为（12.5, 25, 50）直接取整是不准确的，输出的图片会有比较明显的条纹断层现象。可以使用稍微复杂点的三线性插值（三维空间中浮点周围的8个整数点插值）或者四面体插值，能够得到比较平滑的输出图。

4.  忧郁的妹纸调色后是酱紫的：

最近邻插值：

三线性插值：

四面体插值：

可以看到最近邻插值妹纸的衣服上有明显的条纹，后两种插值方法要改善很多，突然感觉也没那么忧郁了。

放两张其他LUT文件调色出的忧郁妹纸：

上面是博主用OpenCVC++写代码实现的，并不麻烦。

FFmpeg中集成有3DLutFilter，同样也是有这三种插值算法，命令行调用也非常方便。