在電影技術數位化的今天，從影像的獲取到最終放映，影像會經歷不同的系統，比如用數字攝影機
拍攝下來的畫面，需要經過調色系統來調色，然後再通過膠片記錄儀將影像記錄到膠片上，最後經放映系
統投射到銀幕上。每一個系統都有其獨特的色彩空間，也就是說同樣的影像在不同系統中的表現是不一樣
的，色彩管理的任務就是要了解這些系統色彩空間的特點，使不同系統的色彩空間統一起來。簡單的講就
是需要保證製作過程中監看的畫面與最終銀幕影像效果的一致性。
我們可以把色彩管理的過程看作是色彩在不同色彩空間之間轉換的過程。如果不做校正，同一畫面在
不同色彩空間下的表現差異很大，在監視器上的畫面與膠片拷貝放映到銀幕上的畫面會有很大差別；不同
的監視器之間以及不同的放映環境都會出現視覺上明顯的差別。從絕對意義上講，世界上沒有兩個色彩空
間體系是完全相同的。目前市場上出現的色彩管理系統的作用就是要儘量縮小影像在不同媒介及顯示設備
上的視覺差別。其中最重要的內容就是將在數字調色過程中的監視器的畫面與最終的膠片拷貝到銀幕上的
畫面統一起來，使它們「看上去」更相近，只有這樣才能為調色人員提供一個相對「準確」的視覺參考。而這類
色彩空間的轉換往往是由 LUT(Look Up Table)來完成的。
在闡述本文的主要內容之前我們有必要強調一下色彩管理過程的局限性，用監視器模擬膠片影像的效
果就好比用水彩顏料來畫油畫，雖然也能獲得「油畫效果」，但水彩畫永遠也不能成為油畫，而且很難以假
亂真。同樣，監視器與銀幕也是兩種很難互相模仿的顯示方式，它們的顯色原理、色彩空間、色溫、屏幕
尺寸、觀看方式及環境完全不同，然而我們在調色過程中又必須使監視器的效果儘量接近銀幕的效果，所
以我們只能得到「看上去像」的效果，不可能得到絕對一致的效果。那些昂貴的色彩管理系統所宣稱的精度
往往會輕而易舉地被膠片記錄過程、洗印過程以及觀看環境中的不穩定因素破壞掉，即使你的系統是世界
上最穩定的，你在監視器中得到的也不過是「大概其像膠片」罷了。所以在色彩管理過程中一味地追求所謂
技術上的精度是毫無意義的，昂貴的色彩管理系統也未必比便宜的系統更實用。實際上我們應該這樣理解
該問題，對於監視器與銀幕之間的差距的認識應該由導演、攝影師、視覺總監及調色師等人來完成，也就
是說他們在調色過程中看著監視器可以想像出銀幕的效果，那麼色彩管理系統是幫助他們彌補此差距的輔
助手段，簡而言之，人的主觀感受和經驗決定著最終影像效果，而色彩管理系統在過程中起到的是輔助作
用。
LUT 是在色彩管理的過程中連接不同色彩空間的橋梁，LUT 中文直譯是查找表的意思，也就是給 LUT 一個
輸入值，LUT 可以返回一個輸出值。比如在某個 10 bit RGB 的色彩空間 1 中，一種紅被表述為 R=640，
G=102，B=94，而這個紅在另一個 10bit RGB 的色彩空間 2 中也存在，但被表述為 R=600，G=90，B=145，
那麼將色彩空間 1 轉換為色彩空間 2 的 LUT 在讀取數據 R 一 640，G=102，B 一 94 後，返回的值一定是 R
一 600，G=90，B=145。
LUT 在色彩管理系統中的應用有很多種，比較常見的有以下幾種：
1、校正監視器；
2、校正監視器與膠片之間的差距；
3、自平衡的處理；4、調色。
LUT 的特點之一就是它可以在不改變原始文件的情況下對不同的顯示設備進行色彩校正，這樣做的好
處就是不對原始影像進行處理，也就不會給其帶來任何損失；而且不改變原始影像，意味著節省了大量的
渲染時間。
1、校正監視器
圖 1 是 CRT 監視器在 CIE XYZ 坐標中的色彩空間，監視器不論是液晶的還是 CRT 的，採用的都是加色法，
都是由紅綠藍三基色相加後產生各種不同的色彩。
不同的螢光粉決定了不同 CRT 監視器的特性，不同品牌不同類型的 CRT 監視器具有不同的色彩空間。在這
種三基色體系中，R、G、B 三基色對加色後的結果的影響是獨立的，也就是說其中一個基色改變了，其它
兩個基色不會受到影響：
Rout=LUT(Rin)
Gout=LUT(Gin)
Bout=LUT(Bin)
我們把這個公式表示的色彩轉換關係稱之為 1DLUT，也就是一維查找表。
該 LUT 輸出的三個色彩分量僅與該分量的輸入有關，而與另外兩個分量的輸入無關，這種分量之間一一對
應的關係就是 1DLUT。對於 10bit 系統來說，一個 1D LUT 列表包含 1024×3 個 10bit 數據，總的數據量為
1024×3×10=30Kbit，可見一個 1D LUT 的文件量是相當小的。
監視器的校正可以使用 1D LUT。
在一項工作中，不同系統不同成員使用不同的監視器，我們必須把這些監視器的效果調整到儘可能統一。
什麼叫統一?所謂統一就是我們給這些監視器設定一個目標，將各個監視器調整到儘量與這個目標接近。一
般情況下我們可以找出一項工作中性能最弱的監視器，比如它的色域最小，亮度最低，其它的監視器都以
這個監視器為基準來調整，這樣就可以保證所有監視器都能達到該基準性能。但是選取最弱的監視器為基
準，也是某種程度的浪費，那些性能優秀的監視器將發揮不出其優勢，所以在基準監視器的選擇上要依據
項目的具體情況而定。
如何獲得校正監視器的 1D LUT 並不是本文的主要內容，色彩管理系統通過計算一系列色階與測試結果的
差值可以很方便地得出該監視器的校正1DLUT，一般來講，監視器的色溫、最高亮度和最低亮度以及GAMMA
都有規定。但是如何將得到的 1D LUT 作用於該監視器上，可以有幾種不同的方法。一種方式就是調色軟體或其它的應用程式可以識別該 1D LUT，比如 Quantel Iq 就可以自動讀取 1D LUT。有一些調色或應用軟
件並不能讀取 1DLUT，或者該軟體不支持特定的 1D LUT 的格式。
這種情況下就需要使用色彩空間轉換器。現在很多廠家均提供色彩空間轉換器，比如 Thomson
LU—Ther CSC 4000 或 Truelight sDI，這類色彩空間轉換器的作用就是把 LuT 加載於輸入信號並轉換成輸
出信號後再傳送給監視器，在監視器上看到的將是經過轉換以後的畫面，這實際上與應用軟體直接讀取 1D
LUT 的效果是一樣的。這類色彩空間轉換器一般都可支持多種視頻格式，基本上能夠滿足多數情況下的需
求，並且對信號的處理都是實時的，這也是色彩空間轉換器必須具備的性能之一。用戶的 LUT 通過 USB 接
口或者區域網加載到該設備。色彩空間轉換器還具備 LUT 的疊加功能，就是將不同的 LUT 同時作用於輸入
視頻以獲得某個最終效果。但是目前市場上的眾多色彩空間轉換器存在著 LUT 格式不兼容的問題。可能是
由於商業因素使得各廠家均使用自定義的格式，這就使得通過一個廠家的色彩管理系統所獲得的 LUT 有可
能無法加載到另一個廠家生產的色彩空間轉換器上。現在市面上還出現了一種具有色彩空間轉換器功能的
監視器，比如 Cinetal。這種監視器將色彩空間轉換器集成到監視器內部，使用上更加方便，體積也小了很
多。可加載 LUT 的監視器是未來一段時間內高端監視器的發展方向。
2、校正監視器與膠片之間的差距
圖 2 為監視器與膠片拷貝在 CIE XYZ 坐標中色彩空間的差異，我們在這裡看到兩種色彩空間的大部分是重
合的，但是很多的邊緣部分存在不同。實際上監視器的顯色原理與膠片拷貝的完全不同，監視器利用的是
紅綠藍為三基色的加色法，而膠片拷貝相當於是以黃品青為三基色的減色法，它們在成色原理上完全不同。
這就意味著我們不可能像校正不同的監視器之間的差異那樣用 1D LUT 來校正監視器與膠片之間的差距，
因為我們找不到這兩種截然不同的色彩空間的三基色之間的獨立對應關係。實際上監視器的色彩空間與膠
片拷貝的色彩空間之間的每一種色彩都是一一對應的。
Rout=LUT(Rin，Gin。Bin)
Gout=LUT(Rin，Gin，Bin)
Bout=LUT(Rin，Gin，Bin)
以上公式表達的就是 3D LUT 的對應關係，從中我們可以看到轉換後色彩空間的每一個通道與轉換前的三個通道均相關，這也是 3D LUT 區別於 1DLUT 的最本質問題。
對於 10bit 系統，監視器的色彩空間有 10243≈1G 種色彩，同樣膠片拷貝的色彩空間也有 1G 種色彩。
要精確地列舉它們之間的這種對應關係，我們需要 1G×3×10bit=30Gbit 的數據量，如此大的一個 LUT 不
論是存儲還是計算都是不現實的，所以必須找到更加簡單的手段。
在實際應用中，我們在 3D LUT 中使用節點的概念，由於我們不可能將不同的色彩空間中的每一種色
彩都一一對應地列舉出來，那麼我們就應採取某種簡化手段，即每間隔一定的距離做一次列舉，而兩次列
舉之間的色彩值採用插值的方式計算出來。我們列舉出來的對應值叫做節點，而節點的數目是衡量 3D LUT
精度的重要標誌。我們通常所說的 17 個節點的 3D LUT 是指在每個通道上等間距的取 17 個點，而該 3D LUT
真正具有 173=4913 個節點，它的數據量為 4913 X 3 X 10bit=147．39kbit，顯然比不做簡化處理的 30Gbit
小的多。3D LUT 的節點數目一般是 2 抖 1，比如 17、33、65、129、257 等，目前市面上的色彩管理系統
可支持最高的節點數目在 257。
圖 3 是應用 3D LUT 校正的調色過程與未應 3D LUT 校正的調色過程與未應用 3D LUT 校正的調色過程
的示意圖。從圖中我們可以看到如果沒有經過 3D LUT 校正，調色師雖然在監視器上看到了適合的色調，
但是很可能與膠片拷貝的色調完全不同，這是因為調色的依據就是不準確的。我們應該明確，無論監視器
的畫面看上去與最終銀幕的畫面多麼接近，它們的差別仍然是巨大的，調色師或者攝影師有責任明確這種
差別，在調色時不能以監視器內的畫面為最終目標，而應以腦海中想像的銀幕上的畫面為最終目標，監視
器的畫面起的是參考作用而不是決定作用。
色彩管理系統在整個色彩校正過程中是分階段進行的。該系統提供一系列標準的色標，然後用膠片記錄儀
將這些色標輸出後測量出原底負片的密度，根據這些密度值系統生成一個 3D LUT。3D LUT 的作用就是校
準標準色標與某膠片記錄儀和特定衝洗環境之間的差距；對拷貝片也有一個校正，這個校正校準的是拷貝
的密度與標準色標之問的差別。色彩管理系統甚至可以根據對拷貝的校正和對原底片的校正得出特定拷貝
片的 3D LUT。分階段測試的好處就是我們可以得到特定底片和拷貝片的特性信息，這些特性信息存儲在相
應的 3D LUT 中，在使用時我們可以根據原底的型號和拷貝的型號挑選 3D LUT，將它們疊加。實際上系統
將這些 LUT 自動疊加然後生成一個新的 LUT，該 LUT 可以加載到應用軟體或色彩空間轉換器中去，使監視
器更加接近膠片拷貝的效果。多數情況下對整個色彩系統的測量至拷貝片的密度即可，有一些色彩管理系統還提供了對放映環境的測量，通過對特定放映機光譜和屏幕反射特性的測量得出一個與放映有關的 LUT。
這種 LUT 使用的較少，因為不同放映環境的差別實在太大了，不可能一一考慮。
3、白平衡處理
Thomson Viper 是一款機內不進行白乎衡處理的數字攝影機，由於感綠 CCD 的靈敏度要明顯高於感紅 CCD
和感藍 CCD，所以從 Viper 輸出的信號畫面明顯發綠，在後期處理中必須進行白平衡處理。
圖 4 是 Viper 白平衡處理前後的畫面，兩畫面中間的曲線是 LUT 的紅綠藍三通道輸入與輸出的對應關
系，橫坐標是輸入值，縱坐標是輸出值。從曲線中我們可以看到綠色被抑制的最多(最下面那一條曲線)，
這與感綠 CCD 的高靈敏度是相抵消的。
該 LUT 是一個 1D LUT，其輸出的三個通道值不依賴其它通道。但某些應用軟體中 1D LUT 的效果不能
夠渲染出來，我們需要將 1D LUT 轉化成 3DLUT。實踐證明這是可行的，只是轉換後的 3DLUT 只具有 1D LUT
的精度，只是一個具有 3DLUT 格式的 1D LUT，並不是一個真正的 3DLUT。
Thomson 生產廠家提供了白平衡 1D LUT 的生成器，用戶也可以得到生成 LUT 的自平衡公式。需要說
明的是該公式只適用於線性空間，而 Viper 的 Filmstream 是對數空間，在應用該公式時我們必須將
Filmsteam 的 10bit 對數空間轉換成 12bit 線性空間，在 12bit 線性空間中應用該公式才能得到正確的結果，
然後再將結果轉換為 10bit 對數空間。
另外一種獲得該白平衡 LUT 的方法是測試拍攝，在已知色溫環境下分別拍攝 2％、18％和 90％的灰板，
這些灰板在經過白平衡處理後的目標 Codec 值見下表：
有了這些目標值再加上我們實拍得到的灰板的 Codec 值，我們就可以用插值的方法得到該色溫下的
LUT 了，在實踐中這種方法基本上可以滿足白平衡的要求。詳情請參看網站懈 digitalpraxisnet。
在實踐中往往在拍攝現場對這類 LUT 的需求量最大。Viper 的 FilmStream 監看畫面有嚴重的偏綠現象；
如果不加處理，在現場很容易給他人造成錯誤印象，特別是在非專業人士眼裡，Viper 的原始畫面是很難接
受的。我們完全可以在現場使用加載了白平衡 LUT 的色彩空間轉換器以獲得正常色彩關係的監看畫面。
4、調色
以上幾種 LUT 的使用方法都是在影像質量的控制過程中進行的，並沒有對影像進行創造性的加工。LUT
的另外一類用途就是調色，也就是對影像進行創造性的處理。調色過程一般都是由調色系統來完成，LUT
起到的作用就是記錄調色前後色彩的變化，然後將這種變化應用到影像當中去。
一些色彩管理系統可以製作調色用 LUT，比如 Thomson LUTher。當調色師對某一影像進行調色後，
確定該調色結果滿意，並希望記錄下這種調色效果時，可使用 LUTher 為調色系統(比如 DaVinci)提供一組標準色階，這組色階對應的就是 3DLUT 中各節點的位置(LUTher 提供的是 173=4913 個色階)。在 DaVinci
中將同樣的調色過程和配置應用到這組色階上，可得到被調色的色階。LUTher 利用調色前後的色階可直接
獲得該調色效果的 3D LUT。
有一些調色軟體，如 Final Touch，本身就具備生成 3D LUT 的功能，也就是說我們不需要使用色彩管
理系統即可用 3D LUT 記錄調色效果。這種功能是今後調色系統的發展趨勢。
使用 3D LUT 調色的方便之處就是可以將某種調色過程直接應用到素材上，避免了調色師的重複勞動。
比如某個影片追求「消色」效果，在調色師將一個具有代表性的鏡頭的影調和色調確定之後，完全可以利用
3D LUT 將該效果記錄下來並應用到其它鏡頭上。3D LUT 調色的另一個優點就是可以統一各種不同的調色
系統，目前較大的後期公司往往擁有多套不同品牌的調色系統，只有 3D LUT 才能將各個系統的調色效果
統一起來，使不同系統獲得一致的結果。
調色過程是創造過程，不論前期拍攝控制得多麼精確、多麼統一，但每個鏡頭的影調都有其自身特點，
將一個鏡頭的調色結果應用於別的鏡頭，不一定能獲得理想效果。我們可以將 3D LUT 在調色過程中的使
用理解成只是將素材「鋪」上一層大調子，最終符合導演意圖的畫面仍然要在「大調子」的基礎上調整。實際上
利用 3D LUT 調色是將原始影像調整得更接近目標效果，而不是達到目標效果。另外，解算 3D LUT 的方法
使用的是線性插值，如果用節點數目比較低的 3D LUT 來渲染原始影像，會造成較明顯的損失，具體來說
就是均勻變化的膚色有可能會出現不均勻的突變，解決辦法只能是提高節點數目。
小結
LUT 是連接不同色彩空間的橋梁，在影像數位化的今天，LUT 在後期處理特別是在色彩管理過程中發揮著
重要的作用。利用 LUT 可以在後期系統中校準不同顯示媒介的差別，進行白平衡的調整，進行線性空間與
對數空間的轉換，進行 GAMMA 校正等。LUT 在調色過程中也可以發揮作用，它可以將調色效果記錄下來
應用到其它素材上，從而獲得統一的影調。
1D LUT 與 3D LUT 的本質區別就是轉換後的色彩空間的 RGB 三通道是否與轉換前的 RGB 三通道單獨關聯，
如果單獨關聯，1D LUT 即可適用；如果不單獨關聯，需要使用 3D LUT。在實際應用中 3D LUT 被廣泛應
用，理論上講，3D LUT 可以代替 1D LUT，反過來，1D LUT 不能代替 3DLUT。目前各廠家在 LUT 文件格
式上還沒有取得統一，這在實際應用過程中會造成一系列的問題，希望統一格式的 LUT 在不久的將來會被
大多數廠家採用。