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。

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