什麼是LUT(Look Up Table)?——節選自《高興說顯示進階篇之三》

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什麼是LUT呢？簡單的說就像是一個九九口訣，或者小抄本一樣。針對任意一個在範圍內的輸入，都會有一個已經計算好的答案。不需要每次都用公式再計算一次，這樣可以大大減少計算負擔並加快輸出速度。

作者：高興

中泰證券研究所國際銷售

曾任職於美銀美林、中信證券、銀河證券、大宇證券

畢業於紐約大學、香港科技大學，高麗大學

可以聽說讀寫中文、英文和韓文，日文只能讀不會聽說寫

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只不過顯示器中的LUT不是九九口訣那樣的通用口訣，而是針對特定產品的特性來定製出的專門的口訣，可以精確的微調顯示的顏色效果。

其實LUT在整個顯示產業的各個（涉及到輸入與輸出的）環節都有存在且有必要存在。因為信息在經過某一個環節的時候，因為各種硬體軟體的細微差異，信息總會或多或少的被改變，從而漸漸失去和初始信息的一致性。

比如：

所以為了改善輸出圖像的質量，很多廠家會根據自家的產品的硬體特性在輸入與輸出之間加入一個LUT，這個LUT要經過各種試驗檢測，使其能「完美」匹配產品特性。

比如照相機也會有一個LUT，用來精細調整信息的記錄並「完美」地轉化成sRGB標準的圖像。甚至電視、電腦操作系統甚至顯示卡也都會有一個自己的LUT，雖然在很多時候這些LUT是默認不開啟的。但是顯示器里內置的LUT卻是非常重要的，對畫質的影響非常大。

顯示器在收到信號以後，在內部會對信息作出各種轉換。而且我們之前說過，顯示器的輸入與輸出之間其實不是完美的線性關係，會因為材料以及硬體的特性存在各種不規則的區間。那麼，與其採用簡單的數學計算轉換，一個經過實驗檢驗的，針對特定產品的的LUT可以最大限度的改善顏色準確性。

另外，在做Gamma Correction以及Dithering抖色的時候，LUT也可以大幅提高效率和結果的質量，比如像下面這樣：

為了達到這個效果，顯示器中的LUT的精度一定要大於輸入與輸出的信息的精度。這是因為要做指數計算，如果使用同樣的精度去做變換的話，有四捨五入的問題，在轉換的過程之中會產生很多重複的數據，從而導致了信息的丟失與不準確。

但是如果我們先通過一個LUT把數據的精度放大，再在更高的精度下進行計算的話，就不會丟失信息了，然後最後再通過一個LUT，精確的把結果轉回原來的精度，可以大幅提高顏色的準確性。

一個現實裡面可以存儲很多LUT，用來應對各種不同的需求，實際上現在的顯示器上的各種調節按鈕裡面，除了亮度功能是直接物理調整背光的明暗以外，其他的基本上都是靠LUT實現的。

高端的顯示器裡面一般還會有一種叫3D LUT的高級LUT。傳統LUT一般是R/G/B三種顏色各自有自己的LUT，如果是8位的話，每種顏色其實只有256個對應關係，那麼3種顏色就是256 x 3 = 768個對應關係。

但是3D LUT實際上是為R/G/B的每一種組合都賦予一個對應的轉換關係。

那麼如果是8位的話就是16,777,216個對應關係，如果考慮到轉換過程中需要更高的精度的話，比如說14位，那麼，就需要4,398,046,511,104組對應關係。如果是16位呢。。。

這樣做的好處是顏色的調整會更加準確，可以最大限度保證輸入輸入的一致性，並發揮顯示器的最大潛力。