Cosa sono le LUT (Look Up Table)

Almeno una volta, sul set o in uno studio di post-produzione, vi sarà capitato di sentire il termine LUT. Tuttavia, come avviene per molti altri acronimi che circolano in questo settore, il suo significato potrebbe non risultare immediatamente chiaro a tutti.

In questo articolo proveremo a fare chiarezza, analizzando cosa sono realmente le LUT, come funzionano, quali tipologie esistono e in che modo possono essere utilizzate.

Definizione di LUT

Una LUT (acronimo di Look Up Table) è una tabella di valori numerici, utilizzata per associare o sostituire un valore di input a un nuovo valore di output.
Ciò che una LUT fa è mappare i valori cromatici di un’immagine in nuovi valori predefiniti, modificandone tonalità, contrasto, saturazione o luminosità.

Il video qui sotto, realizzato da Cullen Kelly, senior colorist di Los Angeles, spiega visivamente la definizione scritta sopra.

Generalmente, le Look Up Table vengono utilizzate per trasformare i dati di un’immagine da uno spazio colore a un altro, correggere toni indesiderati o creare look particolari e personalizzati.

Questo strumento può essere di fondamentale importanza in tutto il processo di lavorazione e di post-produzione di un prodotto audiovisivo.

Attributi e caratteristiche di una LUT

Struttura

Come appena descritto, le Look Up Table funzionano modificando i valori cromatici di un’immagine secondo una tabella di valori numerici. Ad esempio:

  • Un valore di input rappresenta il colore e la luminosità dell’immagine originale.
  • Un valore di output definisce come quel colore o tonalità sarà trasformato.

Questa relazione divide la loro struttura in due grandi categorie: 1D e 3D.

1D LUT

Una 1D LUT lavora separatamente su ciascun canale RGB, modificando l’immagine lungo un singolo asse di valori in scala di grigi, che va dal nero assoluto al bianco puro.

Curva 1D LUT

Questa manipolazione è generalmente rappresentata da una curva che campiona i valori di luminanza a intervalli regolari lungo la gamma tonale di un’immagine, modificandoli per apportare variazioni di contrasto.

Curva modificata 1D LUT

Le 1D LUT non sono quindi in grado di manipolare direttamente i colori, poiché operano esclusivamente sulla luminanza dei singoli canali RGB. Per questo motivo sono spesso utilizzate per regolazioni creative del contrasto o per trasformazioni tecniche di gamma, come la conversione da Cineon a Linear.

3D LUT

Queste LUT operano nel volume tridimensionale dello spazio colore RGB, rappresentato come un cubo, in cui ciascun asse rappresenta uno dei tre canali: Rosso, Verde e Blu.
A differenza delle 1D LUT, che agiscono separatamente sui singoli canali, le 3D LUT intervengono sui colori nel loro insieme. Questo permette di apportare modifiche complesse a tonalità e saturazione, sia in modo globale che selettivo.

3D LUT

In pratica, l’intero intervallo di valori possibili per ciascun canale viene suddiviso in una serie di punti equidistanti (campioni). Ogni combinazione di questi punti rappresenta un colore di input per il quale la LUT definisce un colore di output corrispondente.

Tuttavia, poiché i colori reali di un’immagine raramente coincidono esattamente con uno dei punti campionati, il software che applica la LUT utilizza un processo chiamato: interpolazione.
Questo metodo calcola il colore corretto mettendo in relazione i valori vicini, combinandoli matematicamente.

In questo modo, ogni sfumatura viene trasformata con continuità e precisione.
Un blu, per esempio, non viene modificato solo nel canale blu, ma viene ricalcolato in base a come interagiscono tutti e tre i canali RGB.
Questo approccio garantisce una resa cromatica naturale e controllata evitando risultati innaturali.

Dimensione o risoluzione

La dimensione/risoluzione di una LUT indica il numero di campioni disponibili per mappare i valori di input verso quelli di output.

  • Nel caso delle 1D LUT:
    La dimensione viene espressa come un singolo numero, ad esempio 256 o 1024. Questo valore rappresenta la quantità di campioni prelevati per ciascun canale (R, G o B). Ogni canale ha la propria curva indipendente, e la LUT mappa un certo numero di valori in input (ad esempio 256 livelli di grigio) verso corrispondenti valori di output.
  • Per le 3D LUT:
    La dimensione viene espressa in forma cubica, ad esempio 17×17×17 o 33×33×33. Qui, il numero rappresenta i campioni distribuiti lungo ciascuno dei tre assi dello spazio colore RGB. Una LUT 33³, ad esempio, contiene 35.937 combinazioni uniche di colore.

In generale, un numero maggiore di campioni consente una trasformazione del colore più precisa e continua, specialmente nelle sfumature e nei gradienti complessi.
Tuttavia, esiste un punto oltre il quale aumentare la dimensione della LUT comporta un maggiore utilizzo di memoria e potenza di calcolo, senza miglioramenti percettibili nella qualità dell’immagine.
È possibile anche sovracampionare una LUT, ovvero interpolarla a una dimensione più alta, ad esempio da 17³ a 33³, per renderla compatibile con determinati software o flussi di lavoro.
Ad ogni modo, come nel caso dell’ingrandimento di un’immagine da SD a HD, questo tipo di conversione non aggiunge informazioni reali e non ne aumenta la qualità originale effettiva.

Input e output

Una Look Up Table è uno strumento progettato per ricevere un’immagine in un determinato stato e restituirla trasformata secondo specifiche caratteristiche di colore e luminanza.
Questo significa che ogni LUT è definita da un profilo di input e da un profilo di output, ciascuno caratterizzato da due elementi fondamentali: gamma e gamut.

  • L’input gamma descrive la curva tonale dell’immagine sorgente, ovvero il modo in cui i valori di luminanza sono codificati (es. logaritmica, lineare, ecc.). L’input gamut definisce invece lo spazio colore di partenza, ovvero l’intervallo di colori che l’immagine è in grado di rappresentare.
  • L’output gamma e l’output gamut rappresentano, rispettivamente, la curva tonale e lo spazio colore risultanti dopo l’applicazione della LUT.

Per esempio, una LUT di conversione potrebbe essere progettata per ricevere un’immagine in S-Log3/S-Gamut3.Cine (input) e trasformarla in Rec.709/Gamma 2.4 (output), adattando sia la gamma che lo spazio colore per la visualizzazione standard su monitor HDTV.

Applicare una LUT senza rispettare il corretto gamma/gamut di input o di output produce risultati visivamente errati: colori sbagliati, esposizioni compromesse o immagini visivamente incoerenti.

È quindi di fondamentale importanza conoscere sia il profilo di partenza dell’immagine sia il profilo previsto in uscita.

Tipologie ed uso delle Look Up Table

A seconda dello scopo e della tipologia di trasformazione che applicano all’immagine, le LUT si suddividono in tre categorie principali: tecniche, creative e ibride.

LUT tecniche

Le LUT tecniche sono progettate per applicare correzioni precise e scientifiche ai dati dell’immagine. Il loro scopo è garantire che le immagini vengano visualizzate correttamente in base a specifici standard tecnici, come profili gamma, spazi colore o dispositivi di visualizzazione. Alcuni esempi:

  • Conversione di gamma di una curva logaritmica (come LogC) in una curva lineare.
  • Conversione tra spazi colore, passando da rec.709 a DCI-P3 per la visualizzazione standard su monitor.
  • Correzione del punto di bianco di un’immagine, passando da 6500K a 6000K per adattarsi a specifiche condizioni di illuminazione.

Le LUT tecniche sono ideate per garantire precisione e coerenza, non per scopi estetici; possono anche essere utilizzate sotto forma di LUT di calibrazione, progettate per allineare le caratteristiche cromatiche di uno specifico dispositivo di visualizzazione a uno standard di riferimento prestabilito.

LUT creative

Le LUT creative vengono utilizzate per apportare modifiche estetiche all’aspetto di un’immagine, concentrandosi sull’impatto visivo piuttosto che sull’accuratezza tecnica.
Alcuni esempi:

  • Ottenere un look “vintage” o ricreare un processo come “bleach bypass”.
  • Modificare una o più tonalità dell’immagine per produrre una palette di colori armonizzata.
  • Modificare e rendere più piacevole le tonalità della pelle.

LUT ibride

Le LUT ibride invece, combinano funzioni sia tecniche che creative.
Vengono spesso utilizzate in contesti dove è necessario eseguire sia una correzione tecnica del colore sia applicare un effetto creativo personalizzato.

Conclusioni

Le LUT rappresentano uno degli strumenti più potenti e versatili per la gestione e la trasformazione dell’immagine digitale. Comprenderne a fondo il funzionamento consente non solo di applicarle correttamente, ma anche di sfruttarne appieno il potenziale espressivo e tecnico.

In un panorama in cui l’immagine digitale è sempre più centrale, saper usare correttamente una LUT non è soltanto una questione di estetica, ma di tecnica, coerenza e controllo sul linguaggio visivo.

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