Kalibrering af LG OLED - 2. del - FlatpanelsDK
LG OLED kalibrering

Kalibrering af LG OLED - 2. del

26 Dec 2016 | Lars sterballe |

Ls med, nr gsteskribent Lars sterballe kaster sig over en omfattende kalibrering af et LG OLED-tv i en artikelserie i 6 dele. Lars giver dig undervejs indblik i nogle af de fundamentale elementer i billedgengivelse og kalibrering samt billedstandarder, herunder HDR. Alt sammen illustreret i grafer og med billedeksempler. God fornjelse!
- Forord af Rasmus Larsen, redaktr.


Indholdsfortegnelse:

  1. Luma, gamma, kontrast, skyggedetaljer og farver
  2. Synet, tolerance og adaptering
  3. Udbrnding/WtW
  4. HDR og udbrnding
  5. Kalibrering til mrke og lyse omgivelser
  6. Problemer introduceret ved kalibrering & afrunding


2. Synet, tolerance og adaptering


Vi er nu klar over betydningen af luma-kurven, som jeg opfatter som det vigtigste vrktj til at forst farvegengivelsen (suppleret af CIE-diagrammet, gamuten), og dermed ogs betydningen af gamma-kurven. Men man kan blive snydt af andre kurver som f.eks. hvidbalancen, som kan vise et - ved frste jekast - fint eller blot acceptabelt resultat, selvom den oplevede farvegengivelse er helt i skoven.

Lad mig give dette (skrmme-)eksempel:

Jeg kalibrerede for nogle r siden et relativt billigt LCD-TV, som faktisk kunne bringes til at performe OK, men jeg landede nsten i en flde: Jeg kalibrerede hvidbalancen p plads - og med et ikke s drligt resultat i forhold til de muligheder, som TVet stillede til rdighed:

Philips TV kalibreringHvidbalance for LCD-TVet med angivelse af fejlen (dE)


Der er lidt underskud i den rde farve i den lyse ende af hvidbalancen (mens den lave ende kan vre prget at fejl fra mlenjagtigheden), og ud fra dette ville man jo tro, at grtoneskalaen ville vre lidt cyan i den lyse ende og ellers fint hvid p resten af forlbet, mske lidt bllig overordnet set.

Det jeg s var ganske anderledes (et manipuleret billede fa det omtalte TV, tonet rdligt her, fordi man ikke kan fotografere fnomenet, men illustrationen herunder er ganske tt p det oplevede):

Philips TV kalibreringIllustration af grtoneskalaens udseende


Et billedet som generelt er lyserdt og lidt blhvidligt i den lyse ende af grtoneskalaen. Hvad sker der her?

Det handler om farveopfattelse og adaptering af hvidpunktet.

Vores synssans (som for en stor dels vedkommende sidder i hjernen) lser hvidpunktet (alts opfattelsen af, hvad der er hvidt) p den lyseste del af billedet. I denne grtoneskala fanger synet alts den lyse del (som er cyan = G + B, med for lidt rdt) og bestemmer sig for, at dette er farven hvid. Dette betyder s, at resten af billedet dermed mangler cyan, og derfor fremstr som havende et overskud af rdt, ligesom p illustrationen ovenfor.

Hvis vi prver at se p luma-kurven, kan man se det virkelige problem (det kunne man ikke da jeg lavede kalibreringen, da der var en fejl i ColorHCFR v2 (som faktisk gav et bud p den opfattede luma-kurve!), nu bruger jeg v3, som fungerer mleteknisk korrekt p dette punkt):

LG OLED kalibreringLuma-kurve for LCD-TVet (bemrk red run-out)


Den afvigelse, der ss i hvidbalancen for den 100% stimulus, kunne nu ligne red run-out, alts at den rde farve ikke kunne levere nok lys ved 100% stimulus, og problemet blev lst ved at skrue ned for KONTRAST-indstillingen. Det er i princippet ligegyldigt, hvad rsagen er - problemet er det samme. Jeg er efterflgende blevet klar over en tilsvarende oplevelse, hvor billedet oplevedes som havende et underskud af blt i forbindelse med kalibrering - og nr jeg kigger p mledata i dag, ser jeg et overskud af blt i den lyse ende af grtoneskalaen, som dermed kan narre os til at tro, at der er underskud af blt i resten af skalaen/billedet generelt. S let er det at misfortolke mledata.

Disse oplevelser fortller os dermed endnu mere om betydningen af luma-kurven (og hvidbalancen), og hvorfor meget tydeligt farvet lys (som tilmed kan skifte farve over kort tid) bagved TVet ikke er en srskilt god id: Jeg har selv oplevet dette, hvor skiftende belysning bag TVet medfrte adaptering af hvidpunktet, som kom til udtryk i at underteksterne, som skulle vre hvide, stod og skiftede til komplementrfarven af det baggrundslys, som aktuelt var bag TVet. F.eks. blev teksterne cyan ved rd baggrundsbelysning og gule ved bl baggrundsbelysning etc.

Skal der vre lys bag TVet (og her er der tale om et samspil mellem vggens lysreflekterende farve og baggrundslysets farve), br det lses fast p D65 (hvidt jf. Rec.709), og TVet skal naturligvis ogs vre kalibreret til D65.

jet er utroligt nemt at snyde til at acceptere en farve som vrende hvid (tnk f.eks. p, at vi sagtens kan acceptere et hvidt stykke papir som vrende hvidt i bde hjt solskin og hjemme i dmpet stuebelysning), og diagrammet herunder viser, hvor stort omrdet for hvidt egentligt er:

LG OLED kalibrering

Bevger farven sig uden for CIE white domain, vil den blive opfattet som en ikke-hvid farve. Vi vlger at lgge hvidpunktet p pladsen D65 (ikke tegnet ind p dette diagram) for at have et fast holdepunkt for resten af farvegengivelsen (der er en matematisk veldefineret sammenhng mellem hvidpunktet og gamuten og den resulterende farvegengivelse). De oplevede hvide nuancer, illustreres oftest som liggende p black body-kurven, som vist herunder (A, B, C, D65 etc.):

LG OLED kalibreringBlack body locus med farverne hvid, som retter sig mod forskellige forml


Navnet black body kommer af, at hvidt er defineret som den farve lys, der udsendes fra et ganske bestemt sort materiale, nr det opvarmes (meget) og glder i forskellige farver afhngig af temperaturen.

Temperaturen er angivet i Kelvin [K] (ikke Celcius), og dette genkender vi som farvetemperaturen.

Heraf kommer den lidt forkerte opfattelse af, at grtoneskalaen skal ligge p 6500K, hvilket faktisk ikke er helt korrekt, da 6500K er en ndimensionel strrelse, og dermed ikke kan specificere et njagtigt punkt i CIE-diagrammet ovenfor, som jo krver (mindst) bde x- og y-koordinater. Derfor hedder det sig formlt set, at den farve, der sigtes efter, er D65 med koordinaterne (x; y) = (0,313; 0,329). Siger man blot 6500K, kan hvidt f.eks. sagtens have et indhold af for meget grnt.

jets/synsevnens fleksibilitet kommer ogs til udtryk andre steder i gamuten, for McAdam har vist, at blot en farve ligger nogenlunde korrekt, vil den blive opfattet/accepteret som den korrekte farve - men det er farvens placering/position i gamuten, der bestemmer om den er flsom for afvigelser mht. mtning (saturation, afstanden fra farven til hvidpunktet) eller tint/hue (farvetone, kan opfattes som en rotation om hvidpunktet):

LG OLED kalibreringMcAdams ellipser i det synlig farvespektrum


De sm ellipser fortller os noget om synets tolerance for den specifikke farve i punktet, og lgger vi f.eks. Rec.709-gamuten ind over (med hvidpunktet D65 i midten, hvor den kraftige lodrette og vandrette linje krydser hinanden), kan vi vurdere, hvad der skal fokuseres p, og hvordan der skal arbejdes med kontrollerne i forbindelse med kalibreringen (farveopfattelsen er mest flsom for fejl p den korte led af ellipserne):

LG OLED kalibrering(Overlay med Rec.709)


Dette er blot en skitse, men intentionen er at vise, at gule farver er flsomme for fejl i hue/tint, mens rde farver er flsomme for fejl i mtningen for de pastelagtige rde samt for hue/tint for de strkere mttede farver. Grn og bl er flsomme for fejl i tint/hue, mens cyan og magenta er flsomme for mtningsfejl. Under kalibreringen vil man vre ndt til at indg kompromisser, og da hudfarver altid skal vre s trovrdige som muligt og faktisk er drligst reprsenteret i gamuten mht. antal kombinationer, vil fokus p det gule og rde omrde vre et godt bud, hvis alt alligevel ikke kan komme p plads - og McAdam fortller os, hvilke hndtag, vi kan/skal trkke i.

LG OLED kalibreringSkitse af farvedistribution over gamuten


Herover har jeg tidligere 3D-modelleret, hvordan fordelingen af farvekombinationer (udtrykt som kurvens hjdedimension) i Rec.709-gamuten er (det er ikke en 3D-model af gamuten som sdan), og det ses, at hudfarverne er noget underreprsenterede, hvilket underbygger behovet for fokus p netop dette omrde - ogs fordi kompression af kildematerialet kan ge problemet med farvegengivelsen (kalibrering kan ikke lse dette, hjst medvirke til undg at problemet bliver alt for synligt).


2.1. Anvendelse af teori om tolerance i synssansen ved kalibrering


Lad os lige runde gamut-snakken af med at se p farvegengivelsen for OLED-TVet, nr det fodres med et Rec.2020-signal (strkt udvidet gamut i forhold til Rec.709):

LG OLED kalibreringMling af Rec.2020 gamut p LG OLED-TV (Kilde: AVForums)


De sorte punkter er mlingerne, mens de sm hvide kasser er target, mlet for farvegengivelsen.

Hvor OLED-TVet er i stand til at levere en fin farvegengivelse for Rec.709 (SD/HD), gr det ikke helt s godt med den strre gamut, som anvendes i Rec.2020: Fysisk set har panelet formodentligt ikke overskud, s der (matematisk) kan skres i farvegengivelsen, hvilket betyder fejl i placering af farverne. Hvis vi husker tilbage til McAdams ellipser ovenfor, kan vi se, at det grnne farveomrde er udfordret, da det er prget af fejl i hue/tint, som netop er kritisk. Tilsvarende er den rde farvegengivelse ikke i top med bde hue/tint og mtningsfejl. Gul gengives OK (lidt belastet af problemer med grn) og blt er fint - men cyan lider lidt under mtningsfejl, der igen stammer fra fejlen i grn.

Panelet er simpelthen ikke i stand til at levere Rec.2020 rd og grn (hudfarver kan blive for orange/solbrndte af den rsag), men det er helt som forventet, ingen skandale her I princippet er gamuten faktisk nsten tilstrkkelig til DCI-P3. Jeg mangler dog selv at lave mlinger af farveforlb for DCI-P3 inden i gamuten for at se, om disse er mere njagtige end for Rec.2020, men HDTVs test af den nye firmware (04.30.50, se dette link) viser, at TVet klarer DCI-P3 en del bedre fordi DCI-P3-gamuten er mindre end for Rec.2020 (se tidligere i denne trd), selvom der stadig er en lille mango omkring grn og rd.

Da farvegengivelsen altid skal skres til af CMSen, bliver det noget svrere at lave en rigtig Rec.2020-farvegengivelse, da farvespektret for panelet skal udvides, s der er noget at skre i

---

3. del af artikelserien bringes den 27. december. Den handler om "Udbrnding og WtW (whiter-than-white)".

Om Lars sterballe:
Jeg har de sidste godt 10 r beskftiget mig med emnet kalibrering af TV - med udspring i en oplevelse, hvor jeg en dag kom til at indstille mit gode, gamle Philips billedrrs-TV p en mde, som gjorde, at jeg ikke vidste, hvordan jeg skulle indstille det tilbage til en lige s god indstilling som jeg mente det havde fr jeg pillede ved det

Denne oplevelse affdte hundredvis (hvis ikke tusindvis) af timers studier og eksperimenter med kalibrering af forskellige TV, hvor folk ville lgge udstyr og tid til. Mange tak for det - disse folk har ogs aktiver i denne artikelserie.

Min baggrund er uddannelser som programmr, svagstrmsingenir og erhvervspdagog - og jeg oplever, at alle disse kompetencer kommer i spil i arbejdet med og formidlingen af TV-kalibrering i et eller andet omfang - men det er absolut ikke kompetencer, som er pkrvede for at kunne kalibrere et TV: Dertil krves faktisk kun en brndende interesse for emnet.

Jeg hber at kunne videreformidle noget af denne entusiasme til dig som lser.



Del p:


Flere nyheder

Viasat

Viasat hver prisen med op til 24 kr/md. fra januar 2018

23 Nov 2017 | Rasmus Larsen |
TV til spilkonsollen

Guide: De bedste tv-skrme til spilkonsollen

22 Nov 2017 | Flatpanels |
MPEG2

Waoo udfaser MPEG2 men holder fast i analogt tv

21 Nov 2017 | Rasmus Larsen |
Nolan 4K HDR

7 film af Christopher Nolan udkommer p UHD Blu-ray i december

20 Nov 2017 | Rasmus Larsen |
Black Friday 2017

Black Friday 2017: Bedste tilbud

20 Nov 2017 | Flatpanels |
Polk Audio

Polk Audio melder sin ankomst i Skandinavien

20 Nov 2017 | Rasmus Larsen |
Black Friday 2017

Hvad vi holder srligt je med p Black Friday 2017

17 Nov 2017 | Flatpanels |
Vimeo

Vimeo streamer nu i HDR og 8K-oplsning

17 Nov 2017 | Rasmus Larsen |