Introducción

En este articulo vamos a tratar de explicar que son las tablas LUT y su importancia. Es un tema complejo ya que los fabricantes no dan detalles precisos de los procedimientos que actualmente utilizan. Actualmente no son simples tablas de consultas, la señal pasa por todo un proceso entre la tablas y curvas.

Del libro calibración y perfilación de monitores (en proceso):

Una LUT (look up table, tabla de consulta) es una estructura de datos que contiene toda una serie de valores previamente calculados, a los que se accede sin la necesidad de realizar un cálculo adicional. Puede haber variaciones sobre esto, pues en las grandes LUT es necesario un procesador para encontrar el tono más idóneo. En teoria cuanto mayor sea la tabla mejor será el monitor en cuanto a color, pues contará con una paleta mayor donde escoger el color a representar. Hay tablas LUT de 6, 8, 10, 12, 14 y 16 bits.

Si lo planteamos como un problema de matematicas: R = S+L
“R” es el resultado que necesitamos
“S” es la señal que recibimos
“L” es la compensación entre la entrada y el resultado que necesitamos
La LUT es el medio que tenemos para compensar la fuente y el resultado, la LUT no remplaza la necesidad de realizar una correcta calibración.

Es un volumen inmenso de datos que crece de forma exponencial. El cubo pequeño representa una LUT de 8 bits, el medio una de 10 y el grande una de 12 bits, la de 14 sería cuatro veces la de 12 bits. La tabla LUT de 16 bit apenas cabria en esta pagina. Lo hemos representado como cubos para una mejor comprension de la cantidad de datos.

10 bits: 210= 1024 tonos por canal - 1073 millones de colores
12 bits: 212= 4096 tonos por canal - 68.719 millones de colores
14 bits: 214= 16384 tonos por canal - 4.4 billones de colores aprox.
16 bits: 216= 65536* tonos por canal - 278 billones de colores aprox.
*En la practica 65536-255=65281 tonos por canal

Esta imagen de referencia es especialmente util para valorar calidad de la LUT, la aparición de franjas deltada sus carencias

Cualquier sistema de 8 bits dispone de 256 señales con las que operar – lo que significa que solamente hay 256 posibles ajustes que se puedan realizar a la señal. Dicho de forma simple, se puede escoger el valor 188 (que podría ser demasiado verde) o el valor 189 (que podría ser demasiado azul), pero no hay posibilidad de un valor 188.5 (que podría ser el adecuado). Con sistemas de 8 bits disponemos de 256 niveles de señal con los que jugar – esta es la situación habitual para las señales de salida de la mayoría de tarjetas gráficas- de modo que su ordenador solamente podrá dar una salida de valores entre 0 y 255 para cada canal (rojo verde y azul), los cuales combinados forman un color específico. El 99,99% de los ordenadores y monitores funcionan de este modo.

LUT 1D MÁS MATRIX 3X3
Usualmente, las LUTs de los monitores son unidimensionales 1D mas matriz de 3x3 – es decir, solamente trabajan con un color a la vez, la matriz de 3x3 se puede emplear adicionalmente para controlar la saturación o la luminosidad. Los monitores de gama más alta cuentan con LUTs 3D, gracias a las cuales se pueden alinear de forma simultánea rojo verde y azul, cosa bastante útil ya que los errores en colores raramente se encuentran en un único eje.

¿Entonces las LUT 3D son mucho mejores que las LUT 1D?
Depende del tamaño de la tabla LUT y la aplicación. Una LUT 1D tiende a tener unos valores para cada entrada a la salida, por lo que son muy precisos dentro de sus limitaciones.

Si una LUT 3D tuviera que tener unos valores para cada entrada con su valor de salida, la LUT tendría que se enorme, de hecho seria imposible de utilizar. Una LUT 3D utilizando para cada entrada un valor de salida en un sistema de 10 bit, tendríamos (1024 ^ 3) es decir 1.073.741.824 puntos. Seria imposible de usar, por lo que las LUT 3D se limitan a usar cubos de 17 ^ 3 lo que nos dan 4913 puntos. Algunos sistemas llegan hasta 20 ^ 3. Lo que se hace es utilizar el sistema 3D para una alineación en tiempo real de la 1D y su finalidad principal es la emulación en postproducción.

Para los operadores de etalonaje digital, la LUT 3D es de gran importacia, ya que en el retoque de una filmación, puedan percibir en tiempo real una simulación de lo que verán los espectadores en función de la salida. De hecho muchos de estos profesionales utilizan cajas externas de LUT 3D donde pueden almacenar varias e ir intercalándolas, estas cajas se utilizan en monitores que carecen de LUT 3D o para usarlas en lugar de las internas. Para la creción de estos perfiles se utilizan programas de fabricantes como SpectraCal o Light Illusion.

Eizo tabla LUT de 16 bit serie Coloredge CS y CG

La serie ColorEdge combina una LUT de 16 bit. En realidad es un sistema mas complejo, una LUT muy grande se combina con un procesador que afina esta señal con una precisión muy elevada para dar una salida extremadamente refinada que esta al máximo nivel. En un trabajo donde el color es crítico, la capacidad del monitor para reproducir el negro es un gran diferenciador.

Gamut de Color Amplio
La serie ColorEdge monta un panel LCD de gamut amplio reproducen practicamente el 99% del espacio de color AdobeRGB pudiendo por tanto mostrar la práctica totalidad de los colores de una fotografía tomada en modo AdobeRGB, excepto el CS2410 que es sRGB. También cubre el espacio de color CMYK utilizado en impresión, por lo que estando el monitor calibrado éste puede utilizarse para soft proof (pruebas de impresión en pantalla).

LUT 3D para una mezcla de color aditiva superior
Los modelos ColorEdge CG247X, CG279X y CG319X-4K utilizan una LUT 3D desarrollada por EIZO. Mientras que una LUT 1D típica ajusta el color en tablas separadas para cada canal Rojo, Verde y Azul, una LUT 3D consigue el mismo resultado en una única tabla cúbica con los colores mezclados. Una LUT 3D mejora la mezcla de color aditiva (combinación de RGB), un factor clave en su capacidad para mostrar tonos grises de manera neutra.

Conjuntamente con el software Eizo ColorNavigator y la funcion "emulation" podemos previsualizar la aparienza de un video tal como lo veria el espectador. Para utilizar esta función el ColorNavigator nos requerira un archivo 3dl file (*.3dl) o Cub file (*.cub). Esta función esta destinada a los coloristas en videoproducciones

Para mas información sobre las LUT 3D puede consultar estos dos enlaces: LUT3D y Lightillusion

Tenga en cuenta de que según el nivel requerido es posible que necesite de programas especificos, como por ejemplo:

http://www.lightillusion.com/tech_info.html

http://calman.spectracal.com/calman-studio.html

Professional IPS, este tipo de paneles de última generación son capaces de mostrar 1070 millones de colores en pantalla. Son 1024 tonos por cada canal RGB es decir 30 bits. Las series de NEC y Eizo de última generación disponen de una tabla interna de 12 bit o 16 bit por canal lo que equivale a que dispone de una paleta 68.719.476.736 a los 278 billones de colores de los que podra escoger el mas proximo al valor correcto y representarlo en una salida de 10 bit. Si al mismo tiempo dispone, entre otros requisitos, de salida Diplay Port o HDMI (según el modelo) podra visualizar 1073 millones en pantalla.

La diferencia trabajando en imágenes en color entre monitores de 10 y 12 bits no se hace tan evidente, es en las imágenes en escala de grises, en los que el RGB tienen que estar en equilibrio para mostrar un gris neutro donde más diferencias hay. Esto convierte a los monitores de 12 bit en los más indicados para tareas de alta precisión, es característico de la tecnología de 10 bit las tonalidades rojizas en los grises, cosa que se hace evidente en las imágenes en bn, tarea para la que están indicados los monitores de 12 bit.

Hay monitores que adicionalmente disponen de procesadores internos de 14 o 16 bit, para mejorar la señal de salida interna de 12 bit. Es el caso de la serie ColorEdge de Eizo

https://www.microgamma.es/blog/2009/03/11/monitores-de-10-y-12-bit/

http://www.necdisplay.com/products/90Series/Screenperformance/LUT.htm

https://www.microgamma.es/blog/2009/03/11/monitores-de-10-y-12-bit/