LUT（查找表）是一种将输入颜色值映射到输出颜色值的技术，用于颜色校正和色彩处理。.cube 文件格式是常见的 3D LUT 文件格式之一，用于描述三维查找表。接下来，我将详细解释 .cube 文件中的 LUT 数据部分及其含义。
.cube 文件结构
一个典型的 .cube 文件包括以下部分：
标题和注释（可选）：
这些行以 TITLE 开头或以 # 开头，用于描述 LUT 的信息，例如标题和注释。
TITLE "Example LUT"
# This is a comment
域范围（可选）：
DOMAIN_MIN 和 DOMAIN_MAX 用于定义输入颜色值的范围，通常为 [0, 1]。如果未指定，默认值为 [0, 1]。
DOMAIN_MIN 0.0 0.0 0.0
DOMAIN_MAX 1.0 1.0 1.0
LUT 3D 尺寸：
LUT_3D_SIZE 定义了 3D LUT 的大小。一个 LUT_3D_SIZE N 表示 LUT 有 N * N * N 个条目。
LUT 数据：
LUT 数据是颜色映射值列表，描述了每个输入颜色值对应的输出颜色值。这些数据按特定顺序排列，通常是按 Z、Y、X 轴顺序排列。
0.000000 0.000000 0.000000
0.000000 0.000000 0.000032
...
1.000000 1.000000 1.000000
LUT 数据部分的含义
LUT 数据部分是 .cube 文件的核心，包含所有颜色映射条目。每个条目由三个浮点数 (R, G, B) 组成，表示输入颜色对应的输出颜色。
具体含义如下：
举个例子，如果 LUT_3D_SIZE 2，则数据条目顺序如下：
Z=0, Y=0, X=0 -> 第1个条目
Z=0, Y=0, X=1 -> 第2个条目
Z=0, Y=1, X=0 -> 第3个条目
Z=0, Y=1, X=1 -> 第4个条目
Z=1, Y=0, X=0 -> 第5个条目
Z=1, Y=0, X=1 -> 第6个条目
Z=1, Y=1, X=0 -> 第7个条目
Z=1, Y=1, X=1 -> 第8个条目
每个条目映射输入颜色到输出颜色。例如：
0.000000 0.000000 0.000000
表示输入 (0.0, 0.0, 0.0) 映射到输出 (0.0, 0.0, 0.0)。
解释 LUT 应用中的三线性插值
三线性插值是将输入颜色值在 LUT 中插值计算输出颜色值的方法。
假设输入颜色值 (r, g, b) 在 [0, 1] 范围内，
需要在 LUT 中找到对应的输出颜色值：
1. 定位输入值的位置：
-
将输入值 (r, g, b) 映射到 LUT 的尺寸范围，例如 size - 1。
-
确定输入值在 LUT 中的位置 (x0, y0, z0) 和相邻位置 (x1, y1, z1)。
2. 计算插值因子：
计算输入值与位置 x0, y0, z0 的距离，作为插值因子 (tx, ty, tz)。
3. 线性插值：
Trilinear_interpolation
- 首先在 X 轴上插值，计算 (x0, y0, z0) 和 (x1, y0, z0) 之间的值，以及其他相邻位置。
- 然后在 Y 轴上插值，计算上述结果的插值。
- 最后在 Z 轴上插值，得到最终插值结果。
- 通过以上步骤，能在 LUT 中找到精确的输出颜色值，实现高精度的颜色校正。
完整代码
Tips for collapsed sections
### You can add a header
You can add text within a collapsed section.
You can add an image or a code block, too.
```cpp
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
struct Color {
float r, g, b;
};
class LUT3D {
public:
LUT3D(const std::string& filename);
Color apply(const Color& color) const;
private:
int size;
std::vector<std::vector<std::vector>> lut;
void loadCubeFile(const std::string& filename);
float clamp(float value, float min, float max) const;
Color lerp(const Color& a, const Color& b, float t) const;
};
LUT3D::LUT3D(const std::string& filename) {
loadCubeFile(filename);
}
void LUT3D::loadCubeFile(const std::string& filename) {
std::ifstream file(filename);
if (!file.is_open()) {
throw std::runtime_error("Cannot open LUT file.");
}
std::string line;
while (std::getline(file, line)) {
if (line.empty() || line[0] == '#') {
continue; // Skip comments and empty lines
}
std::istringstream iss(line);
std::string keyword;
iss >> keyword;
if (keyword == "TITLE") {
// Skip title
continue;
} else if (keyword == "LUT_3D_SIZE") {
iss >> size;
lut.resize(size, std::vector<std::vector>(size, std::vector(size)));
} else if (keyword == "DOMAIN_MIN" || keyword == "DOMAIN_MAX") {
// Skip domain information
continue;
} else {
// Put the first value back to the stream
iss.seekg(0, std::ios::beg);
float r, g, b;
iss >> r >> g >> b;
if (iss.fail()) {
throw std::runtime_error("Invalid LUT data format.");
}
static int count = 0;
int z = count / (size * size);
int y = (count / size) % size;
int x = count % size;
lut[x][y][z] = {r, g, b};
count++;
}
}
file.close();
}
float LUT3D::clamp(float value, float min, float max) const {
return std::max(min, std::min(value, max));
}
Color LUT3D::lerp(const Color& a, const Color& b, float t) const {
return {a.r + t * (b.r - a.r),
a.g + t * (b.g - a.g),
a.b + t * (b.b - a.b)};
}
Color LUT3D::apply(const Color& color) const {
float r = clamp(color.r, 0.0f, 1.0f) * (size - 1);
float g = clamp(color.g, 0.0f, 1.0f) * (size - 1);
float b = clamp(color.b, 0.0f, 1.0f) * (size - 1);
int x0 = static_cast(r);
int y0 = static_cast(g);
int z0 = static_cast(b);
int x1 = std::min(x0 + 1, size - 1);
int y1 = std::min(y0 + 1, size - 1);
int z1 = std::min(z0 + 1, size - 1);
float tx = r - x0;
float ty = g - y0;
float tz = b - z0;
Color c000 = lut[x0][y0][z0];
Color c100 = lut[x1][y0][z0];
Color c010 = lut[x0][y1][z0];
Color c110 = lut[x1][y1][z0];
Color c001 = lut[x0][y0][z1];
Color c101 = lut[x1][y0][z1];
Color c011 = lut[x0][y1][z1];
Color c111 = lut[x1][y1][z1];
Color c00 = lerp(c000, c100, tx);
Color c01 = lerp(c001, c101, tx);
Color c10 = lerp(c010, c110, tx);
Color c11 = lerp(c011, c111, tx);
Color c0 = lerp(c00, c10, ty);
Color c1 = lerp(c01, c11, ty);
return lerp(c0, c1, tz);
}
int main() {
try {
LUT3D lut("path_to_lut_file.cube");
// Sample color to be corrected
Color inputColor = {0.5f, 0.5f, 0.5f};
Color outputColor = lut.apply(inputColor);
std::cout << "Corrected Color: "
<< "R: " << outputColor.r
<< ", G: " << outputColor.g
<< ", B: " << outputColor.b << std::endl;
} catch (const std::exception& e) {
std::cerr << "Error: " << e.what() << std::endl;
}
return 0;
}
```
</details>
Daiybh