針對Rec.709 to Log類型LUT的調色應用研究

04-27

1． LUT、Log與Rec.709簡介

1.1 什麼是LUT

LUT，英文全稱為Look Up Table。直譯為中文為「顏色查找表」。LUT的本質為數學轉換模型，通過對顏色的採樣與差值計算，將色彩輸入數值轉換為特定的數值輸出。其作用於圖像的結果就是圖像的顏色產生了變化，所以LUT可以通俗地理解為一種色彩效果的預設。在影視製作領域，LUT通常應用在三個方面：1用於顯示設備的色彩校準。2用於圖像色彩空間的轉換。如Blackmagic Cinema Camera Film to Rec.709的LUT，是用來將BMCC攝影機拍攝的Log視頻轉換成Rec.709標準視頻的LUT。這類LUT通常運用在調色製作中。3用於特殊色彩效果的設計與模擬。

1.2 什麼是Log

Log圖像文件，起源於柯達的Cineon膠片掃描系統。該系統將物理的膠片信息，以Log對數函數曲線的計算方式，轉換為數字信息。以這種方式轉換的圖像信息，擁有更多的高亮信息、陰影部分信息，以及更寬的色域範圍。由於Log視頻具有Log曲線特性，並且擁有比Rec.709更寬的色域範圍，所以Log視頻在普通顯示器上呈現出低對比度、低飽和度的特徵。

現在各數字攝影機廠商，都將Log函數曲線的記錄方式應用在了各自的攝影機之中。由於各個品牌的技術差異，其拍攝視頻的Log函數曲線、色域範圍都不盡相同。

1.3 什麼是Rec.709

Rec.709色彩標準是高清電視的國際標準。1990年，國際電信聯盟將Rec.709作為HDTV的統一色彩標準。它有相對較小色域和用於互聯網媒體的sRGB色彩空間相同。大部分影片在後期發行的過程當中，都需要在原片的基礎上參照Rec.709色彩標準進行轉碼，以期提供符合主流播放形式如網路視頻、藍光DVD等的電影載體。（摘自百度百科。網址：

http://baike.baidu.com/link?url=vEuS3DfprkseEmLjP0SPVGOT5JFkLs94gD2tgu3c9PfPQvIv-S12K-HATtg0etLz7RDt934toSTAuEftV0VaxLTUDzmjFDz8u2Fow-s608DdhsUi9vLkheKW5J2NBltD）

2．在調色中運用Rec.709 to Log類型LUT的意義

在很多片子中，我們經常用到Log to Rec.709這類型的LUT。這類LUT將拍攝的RAW文件或者Log視頻，快速轉換為擁有正常灰階範圍、正常對比度、正常飽和度的Rec.709標準圖像。讓調色師擁有一個好的調色起點，使其能在一個相對較短的工作時間內，獲得一個完美的調色效果。所以運用Log to Rec.709的LUT，在調色流程中，被廣泛調色師所接受。

那麼對於Rec.709 to Log類型的LUT，很多人認為使用該類LUT調色是錯誤的，無意義的。為什麼大家普遍會這麼認為？因為大家都明白前期拍攝的窄色域視頻，在後期是無法變成寬色域的視頻；前期拍攝的窄動態範圍，在後期也無法變成寬動態範圍。而Rec.709 to Log恰恰就是較窄色域和較窄動態範圍的Rec.709標準文件，到較寬色域和較寬動態範圍的Log文件的轉換。當然這不是真正的內在轉換，只是讓Rec.709擁有Log的外觀特徵。在Rec.709的視頻上載入Rec.709 to Log類型的LUT，勢必會造成視頻信息損失、裁切的問題。所以大家普遍認為用Lut將Rec.709轉換成Log是不可行的。其實這種看法是片面的。

Rec.709 to Log，並不是毫無意義的技術。在以前的膠片放映時代，就有運用過Rec.709 to Log 類型LUT的情況。當時一些影片，運用攝像機拍攝Rec.709的視頻，需要將數字的視頻文件轉換成電影膠片，以在影院放映。這時候，就需要在視頻上載入Rec.709 to Log類型的LUT，將Rec709轉換成Log，再製作成膠片，在電影院放映時，色彩才能正確呈現。

在現在影視製作的全數字流程下，Rec.709 to Log類型的LUT同樣擁有用武之地。當一個項目中同時擁有Log素材和Rec.709素材，並且以Log素材為主，那麼我們在調色時，需要對素材進行色彩管理：即給Rec.709素材載入Rec.709 to Log類型的的LUT，將Rec.709素材轉換為Log素材。這裡所說的色彩管理，是指將不同色彩空間、不同Gamma曲線的圖像素材，統一為一種較大的色彩空間，然後在該色彩空間的基礎上進行調色。

為什麼要將色彩空間統一後再做調色？因為各品牌攝影機的色彩空間和Gamma曲線都不相同，導致圖像的色彩與反差不相同。這種情況下做鏡頭間的顏色匹配會有難度。有時候來回調整多次仍然不能有一個滿意的結果。統一色彩空間後，各種圖像的飽和度、色相、Gamma曲線都在一個標準之內，圖像的色彩外觀都趨於統一，這時匹配顏色時，就會容易許多，調色效率也會大大提高。

在上文與題目中，作者多次提到「Rec.709 to Log 類型的LUT」。注意，這裡有「類型」兩字。因為這是一類LUT，而不是一個LUT。Rec.709 to Log是對這類LUT的一個統稱。為什麼Rec.709 to Log不是一個LUT呢？上文中提到過：各品牌攝影機拍攝的RAW文件、Log視頻的色彩空間和Gamma曲線都是不同的，正是由於這個原因，Rec.709 to Log類型的LUT就會包含對多種Log的轉換。例如Rec.709 to Slog3 SGamut3.Cine的LUT，意思就是將Rec.709視頻的色彩空間與Gamma曲線，轉換為SONY攝影機的SGamut3.Cine色彩空間與Slog3 Gamma曲線。

3．在調色中如何運用Rec.709 to Log類型的LUT

在調色中如何具體運用Rec.709 to Log類型的LUT呢？下面作者將以親自參與調色的「五糧液集團CAVE數字沙盤影片」為例說明：

五糧液集團CAVE數字沙盤影片的剪輯時間線上大部分是 RED EPIC拍攝的R3D文件，少量為Canon 5D Mark 2補拍的Rec.709文件。導演喜歡Kino35 ORIG STANDARD WB LUT的膠片效果。亮部偏黃，暗部偏青。導演要求在該LUT的顏色基礎上，適當增加飽和度與亮度反差。

以下範例中的R3D素材與Rec.709素材在拍攝時，白平衡均設置為6500K。

對於R3D素材，按照一般習慣我們將色彩空間設為REDcolor4，Gamma曲線設為RED logFilm。在R3D素材上載入 Log Kino35 ORIG STANDARD WB的LUT，並增加節點，根據畫面實際情況進行飽和度和反差的調整。R3D素材調色前後對比如圖1：

圖1 R3D素材調色前後對比

R3D素材調色節點如圖2：

圖2 R3D素材調色節點圖

對於Rec.709文件，我們先給其載入Rec709 to REDlogFilm的LUT，讓其外觀轉換為REDlogFilm的Gamma曲線和顏色。再給其載入Log Kino35 ORIG STANDARD WB的LUT。這時圖像顏色與上述R3D素材感覺一致，最後增加節點適當調整亮度以匹配上述R3D鏡頭。Rec.709素材調色前後對比如圖3：

圖3 Rec.709素材調色前後對比

Rec.709素材調色節點如圖4：

圖4 Rec.709素材調色節點圖

在該範例中，由於運用LUT轉換色彩和模擬膠片色彩效果，在色相上我們沒有再進行任何變化。只是針對亮度進行了調整，以達到鏡頭間的匹配。最終的匹配結果令人滿意。

4．如何製作適合各種項目特點的Rec.709 to Log LUT

在網路上我們可以很容易地下載到各種免費的Log to Rec.709的LUT。一些主流攝影機的Log to Rec.709 LUT甚至預設在達芬奇調色軟體中。但是在國內網路上，卻很難下載到適合自身素材和工作流程的Rec.709 to Log的LUT。因為這種類型的LUT並不是現在調色使用的主流LUT。這就給國內偏愛運用Rec.709 to Log 類型的LUT做色彩管理和調色的調色師們帶來了一定的困難。

現在有一款用於LUT製作的軟體，名為LUTCalc。LUTCalc是一款使用JavaScript編寫的開源工具，用於生成、分析、可視化Lut文件。該軟體有網頁的免費使用版本，地址為：

https://cameramanben.github.io/LUTCalc/LUTCalc/index.html

LUTCalc中預製了現在主流攝影機的色域、Gamma曲線、Rec.709標準等參數。經過作者的測試，LUTCalc完全可以用來製作Rec.709 to Log類型的LUT，可以滿足一般製作的需要。圖5為製作Rec709 to REDlogFilm LUT的設置截圖：

圖5 Rec709 to REDlogFilm LUT的設置截圖

在軟體左邊界面中，我們可以定義錄製視頻的Gamma、Gamut（色域），以及輸出LUT的Gamma、Gamut（色域）。

在軟體右邊界面中，可設置精度（如3D 、33*33*33）、亮度範圍（Data或是Legal）；LUT使用類型（調色LUT，或是攝像機/顯示設備LUT）。

還可直觀地顯示輸入與輸出亮度曲線的對比圖；分量示波器、矢量示波器等。

5．在調色中運用Rec.709 to Log類型LUT的總結

無論是在以前的數字中間片時代，還是現在的全數字流程時代，運用LUT進行色彩管理和匹配，都是非常科學、合理和必要的。

運用Rec.709 to Log 類型的LUT進行調色，其優勢是調色效率高。適合調色周期較短的項目。可有效幫助調色師快速匹配鏡頭顏色。

其劣勢是會造成色彩信息的裁切與損失。因為LUT轉換色彩，是一種有損的轉換，會裁切掉一些數據。在實際製作中，如果裁切的信息不多，或者由於片子播放平台要求不高（比如網路發布，會對片子進行較大壓縮），那麼完全可以運用Rec.709 to Log 類型的LUT進行色彩管理和匹配。

運用Rec.709 to Log 類型的LUT調色，看似本末倒置，但實際上根據項目特點和實際要求，靈活運用，其優勢是要大大強於劣勢的。