13分钟完全理解：Log和HLG的原理是什么，如何科学还原【从零学拍视频04期】

开场白：视频介绍这是第四期，讲解Log和HLG两个难点。作者坦言这个话题对新手不是必须掌握的，可以跳过下一期关于曝光和参数的内容。但如果想要更好的、更有电影感的画面，Log是绕不开的话题。

核心类比：

• 用一把从暗到亮的尺子代表现实世界的亮度范围
• 行李箱长度有限，只能截取一段，其余的被丢弃
• 普通视频：照顾暗部则高光溢出，照顾高光则暗部死黑
• Log视频：将尺子挤压后带走更多，但需要还原才能正确显示
• HLG视频：只压缩一端，取出时可以弹回，在HDR监视器上正常播放

三种模式特点：

• 普通视频：兼顾高光和暗部有限，动态范围最小
• Log视频：灰色调画面，能容纳高光和暗部，但需要还原
• HLG视频：动态范围介于两者之间，兼容性好

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人眼感知特性：

• 物理亮度均匀的渐变，人眼看来下端（暗部）变化剧烈，上端（高光）几乎不变
• 人眼对高光变化不敏感：10和9没有明显差别
• 人眼对暗部变化敏感：1和2差别明显
• 类比：月薪1万时涨1万感觉很多，月薪100万时涨1万感觉不明显

编码优化原理：

• 相机如果一对一记录光信号会造成浪费
• 高光区域人眼分辨不出，却占用过多编码
• 暗部区域人眼敏感，却编码不足
• 结果：暗部噪点严重

解决方案：

• 改变映射曲线形状，使编码在亮度上不再均匀分布
• 暗部编码密集，高光编码稀疏
• 符合人眼工作方式

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伽马曲线概念：

• 解码曲线是幂函数，数学上希腊字母称为伽马（Gamma）
• 因此也叫伽马曲线
• 不同伽马值代表不同弯曲程度
• 相机和剪辑软件将其他亮度编码曲线都归入"伽马"设置
• "伽马"已成为泛指，代表任何亮度编码曲线

核心结论：

• 因为人眼对暗部更敏感，需要非线性曲线映射亮度与编码
• 使暗部编码更密集
• 这类曲线叫亮度编码曲线，相机和剪辑软件统称"伽马"

BT.709标准：

• 1990年国际电联（ITU）发布BT.709标准
• 709只是文件编号，不是数学定义
• 标准规定了亮度编码曲线、色域等内容
• 统一标准使相机和显示器能正确交换素材

普通视频（BT.709）特点：

• 最通用的格式，任何设备都能正常播放
• 也叫直出视频格式
• 设计用于直接播放，无需调色
• 局限：如果光信号太强，编码无法捕获
• 0.9记录为A，1.0记录为B，2.0仍然只能记录为B
• 天空中的亮度渐变无法捕获，变成一片纯白

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Log曲线设计思路：

• 相机厂商不严格遵循BT.709曲线
• 如果曲线范围更宽，就能区分B和C
• 可以捕获更高水平的亮度
• 数学上是对数曲线（Logarithmic curve）

BT.709与Log对比：

• 本质都是执行映射的亮度编码曲线
• BT.709：有标准支持，可在监视器上直接播放
• Log：设计用于捕获更宽的亮度范围，产生灰色调画面
• 后续会讲解如何还原Log

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HLG命名由来：

• HLG = Hybrid Log Gamma（混合对数伽马）
• Log Gamma本质上就是亮度编码曲线
• 为什么叫混合？高光部分用对数曲线，暗部部分用平方根曲线

HLG优势：

• 纳入ITU-R BT.2100 HDR电视标准（2016年）
• 作为标准，所有品牌都支持，兼容性强
• HDR设备上直接播放，效果出色
• SDR设备如果支持色彩空间转换，也能自动产生兼容画面

品牌协作优势：

• 每个品牌都有自己的Log风格，差异大，难以匹配
• 如果大家都使用HLG工作流程，协作会更顺畅

动态范围对比：

• HLG高光部分使用Log曲线，捕获高光能力远超BT.709
• 消费级相机通常10-12档动态范围
• HLG继承BT.709的高兼容性和Log的高动态范围
• 但反过来：兼容性不如BT.709，动态范围和后期空间不如Log

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LUT定义：

• LUT = Look Up Table（查找表）
• 表中每个颜色映射到另一个颜色
• 对帧应用LUT后，整个色彩方案会改变
• Log视频应用匹配的官方还原LUT后，色彩得到还原

下载LUT：

• 任何AI都可以告诉你官方下载地址

应用LUT（以剪映为例）：

• 选择片段，点击"调节"，向下滚动
• 可以导入LUT
• 选择片段，选择LUT，该片段得到还原
• 其他软件类似

关键警告：

• LUT是简单的还原方式
• 但对于Log视频，应用还原LUT通常不是终点
• 还需要进一步处理，虽然这个序列可能造成一些损失

调色顺序类比：

• 三个杯子A、B、C，A的水移到C
• 到达B时明显被压缩
• 两条路径：一条是跳跃前进，会洒出很多水
• 问题：压缩前跳跃还是压缩后跳跃？
• 压缩前跳跃：水洒了，但到B点杯子还是满的，没有真正损失
• 压缩后跳跃：洒出的水永远丢失了

结论：

• 调色就像跳跃
• 应用LUT就像从杯子A换到杯子B
• LUT不一定删除数据，但某种程度上仍然是压缩
• 在应用LUT之前调整Log素材，比在LUT压缩步骤之后调整更好

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索尼相机的色彩模式：

• 色彩模式实际上是混合概念
• 包括色域和厂商自己的色彩风格
• 色域容易理解：就是色彩范围

常见色彩标准：

• BT.709、BT.2020、BT.2100都是ITU在不同时间发布的标准
• 每个标准对应一个色域
• BT.2100是后来的HDR电视标准，采用BT.2020色域
• 厂商也有自己的色域

重要区分：

• 色域只是色彩范围
• 与精度无关
• 色域处理能容纳的色彩范围（鲜艳度范围）
• 色彩深度控制有多少支彩色画笔

设置相机色彩模式为BT.709：

• 意味着使用BT.709色域
• 这是最常见的视频色域，播放正常
• 但如果设置为更宽的色域，直接播放会看起来很淡

色彩空间转换需求：

• 如果素材不是BT.709，需要转换色彩空间
• LUT S-Log3是将亮度编码曲线应用到片段色域上
• "to BT.709"部分意味着将该片段转换为BT.709色域
• 还原LUT通常映射亮度并转换色域（但不是全部）

更宽色域的价值：

• 尽管大多数在线平台仍使用BT.709
• 更宽色域让你保留高饱和度颜色之间的区别
• 后续可以更平滑地映射到BT.709色彩空间
• 调色时更有弹性

DaVinci Resolve色彩管理设置：

• 项目设置 > 色彩管理有两个选项
• 第一个是色域：建议设为DaVinci Wide Gamut
  • 超宽广色域，甚至超越人眼可见范围
• 第二个是工作曲线：与DaVinci Wide Gamut搭配使用
• 常规视频导出：设为BT.709色彩空间
• 伽马中有几个BT.709选项

工作曲线概念：

• 这个组合是一个内部空间
• 可以容纳宽广色域和高动态范围
• 不会给素材本身添加信息
• 但能减少调色过程中的损失

常规编辑流程：

• 将不同伽马和色域的片段合并到BT.709伽马和色域空间

剪映自动转换：

• 导入HLG素材，剪映识别HLG标签
• 自动转换为BT.709视频
• 导入Log素材，应用LUT，简单调色即可完成

更科学的工作流程：

• 整个过程在小BT.709色彩空间内进行
• 超出BT.709范围的数据不会被直接丢弃
• 极端情况下仍可能有损失
• 类比：大家离开自己的家聚集在更小的空间
• 解决方案：在更大的色彩空间中集合

DaVinci Resolve科学工作流：

1. 设置DaVinci Wide Gamut + 色彩管理曲线
2. 这构成大空间，BT.709素材正常显示
3. HLG素材不会正确显示
4. 添加色彩空间转换效果
5. 第一个节点：将HLG的伽马和色域转换为DaVinci Wide Gamut
6. 第二个节点：将DaVinci Wide Gamut转换为最终BT.709输出
7. 所有调色在两个节点之间进行
8. Log素材同理，只是第一个节点的输入要换成匹配的Log伽马和色域

DaVinci Resolve色彩管理自动模式：

• 设为DaVinci Resolve Color Management
• 选择HDR DaVinci Wide Gamut
• DaVinci自动识别素材并转换色域和伽马
• 如果素材未被识别，可在调色中选择
• 右键 > 输入色彩空间，选择素材匹配的色彩空间
• 所有调色在DaVinci Wide Gamut内进行，最小化损失
• Final Cut Pro、PR等专业剪辑软件的色彩管理类似

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三种模式对比：

• 在直出吸引力、动态范围、后期空间、后期难易度上各有不同

BT.709普通视频：

• 最省心的选择
• 10bit 4:2:2设置有一些后期空间
• 不挑剪辑软件
• 最适合新手

Log视频：

• 如果热爱调色过程，Log是方向
• 建议使用DaVinci Resolve进行调色
• 色彩管理和调色工具更强大
• 内置32位浮点处理保留更高精度
• 减少多次调整造成的误差

HLG视频：

• 是一种平衡，或者说妥协
• 捕获高光效果比BT.709好得多
• 天空等细节保留远好于BT.709
• 但相比直出视频，仍显得有点不自然
• 通常需要一些后期工作

HLG和Log的最大问题：

• 所见非所得（WYSIWYG）
• 新手看相机屏幕常常感到迷茫
• "曝光对吗？"
• "这样能行吗？"
• 拍摄直出视频永远不会有的安全感

经验分享：

• 不安感会随着经验增加而消失
• 希望这个视频能帮助更彻底地理解

下期预告：

• 曝光！Log曝光很微妙，需要一些工具

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