Kalibrering af LG OLED - 4. del - FlatpanelsDK
LG OLED

Kalibrering af LG OLED - 4. del

29 Dec 2016 | Lars Østerballe (@flatpanelsdk) |

Læs med, når gæsteskribent Lars Østerballe 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 fornøjelse!
- Forord af Rasmus Larsen, redaktør.


Indholdsfortegnelse:

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


HDR og udbrænding


Pointen er nu, at hvis man tilpasser HDR-indholdet til at kræve f.eks. 4000 nits og TV’et kun kan levere 500 til 600 nits (OLED) eller måske det dobbelte (LCD), så vil der komme nogle farvegengivelsesproblemer især i highlights i stil med de, som er illustreret ovenfor (men måske mere udtalte, da OLED-TV’et jo “løber ud for lys” allerede omkring 70% stimulus. Vi ved også fra gennemgangen af sammenhæng mellem f.eks. farvemætningen og luma-kurven, at vi kan forvente mindre mættede farver i highlights, når der klippes i lyset i den høje ende af stimulus.

Igen - det ser nok ikke så slemt ud, men det er slemt nok til at TV-producenten vil være nødt til at gøre noget - f.eks. via tone-mapping. Udføres en simpel global tone-mapping, vil billedet miste punch, fordi den maksimale lysstyrke sættes lig med TV’ets øvre lyskapacitet for at få alle lyse detaljer med, og alle andre lysstyrker skaleres tilsvarende nedad, hvilket giver et mørkere billede som angiveligt kan miste shadow-details. Alternativet er lokal tone-mapping, hvor man kun udfører en operation alá den nævnte omkring highlights - men hvor man så er nødt til at “glatte” effekten ud mod resten af billedet, hvilket ikke kan være omkostningsfrit hverken mht. beregningskapacitet eller artefakter i billedet. Dette er et område, som bliver interessant at følge udviklingen af.

Jeg skal have målt på luma-kurven for OLED-TV’et ved lejlighed - men jeg ved allerede fra nogle udokumenterede målinger, som jeg lavede (læs: gemte ikke data), at der er for meget lys på luma-kurven i forhold til det, som LG selv specificerer i deres HDR-10-kalibreringsvejledning, som er vist herunder:

LG OLED kalibreringAnbefalet lysstyrke afbilledet som funktion af stimulus


Når luma-kurven ligger over den anbefalede (som materialet er/forventes at være mastered efter), vil vi få mindre mættede farver og lavere kontrast pga. den lavere gamma. En lavere lysstyrke end forventet ud fra stimulus vil endvidere betyde, at nogle farver ikke kan repræsenteres i gamut’en ved høje lysstyrker, da gamut’en ikke “stikker lige langt ud af skærmen” for alle farver. Dette er en grund til, at nogle kalibratorer vælger at bruge farvemønstre med 75% lysstyrke til måling af gamut'en.

Vi ser kun grundplanet/“trekanten” i CIE-diagrammet (2D-diagram med gamut’en), som i virkeligheden mere ligner et bjerg/en vulkan, som bøjer opad og indad mod hvidpunktet. Det betyder, at f.eks. en meget mættet rød farve ved høj lysstyrke vil virke som havende en lavere farvestyrke end den kunne have haft, hvis luma-kurven ikke blev klippet/knækket i toppen. I praksis bliver tværsnitarealet af gamut’en altid mindre når lysstyrken stiger - men begrænsninger i den anvendte teknologi i displayet kan betyde, at der skæres farver endnu hurtigere væk, fordi panelets “farvegenerator” (f.eks. OLED’erne, baggrundslys etc.) går i mætning. Herunder ses en 3D-repræsentation af en idéel gamut:

LG OLED kalibrering Komplet 3D-gamut: © Bruce Lindbloom


Man kan tale om, “farvevolumen” (colour volume) som er det rumfang, 3D-gamut’en udfylder på det aktuelle TV, og evt. sætte dette rumfang i forhold til det idéelle rumfang (reference-gamut’en) for et givent farverum (f.eks. Rec.2020 eller DCI-P3), og dermed med ét tal (typisk angivet i procent) fortælle noget om, hvor stor en grad af opfyldelse TV’et kan levere i forhold til reference-gamut’en. Dette ses nogle gange i de mere omfattende anmeldelser på nettet.

Jeg har lånt et par billeder fra HDTVtest, som viser deres måling af luma-kurven for HDR-10 på LGs OLED-TV, og jeg har sammen med grafen indsat et par miniaturebilleder fra samme test, der viser (2D-)måling af DCI-P3-opfyldelse af farvegengivelsen/mætningsforløbet og en sammenligning af farvegengivelsen i en scene fra filmen Mad Max mellem OLED-TV’et og et HDR-LCD-TV, som kan levere noget mere lys (1000 nits):

LG OLED kalibrering HDR-undersøgelse af LG OLED-TV:
Luma-kurve, DCI-P3-gamut (indsat), specular highlight for OLED (tv.) vs. LCD-TV (th.)
(kilde: HDTVtest)


Vi kan se, at der er en synlig forskel i farvegengivelsen mellem de to TV (med alle mulige forbehold for fejlkilder i fotografering af observationen etc., men det illustrerer pointen): Farverne er ikke mættet i samme grad på OLED-TV’et som på LCD-TV’et. Bemærk, at det kun er farvemætningen, der er fokus på her.

Jeg har for eksperimentets skyld taget et billede af samme scene mastered til HD/Rec.709 på Pioneer 9G, hvor jeg af gode grunde ikke forventer at finde tilsvarende problemer med klipning af høje lysstyrker:

LG OLED kalibrering Mad Max highlight, Rec.709 (HD)


Igen: Med forbehold for alle mulige fejl i fotograferingen kan man sammenligne med HDR-billederne ovenfor. Det fremgår, at farvegengivelsen ligger tættere på LCD-TV’et, da der ikke klippes lige så alvorligt i “højlyset” på Pio’en som på OLED-TV’et (Pio’en klipper/komprimerer faktisk WtW mere end man kunne ønske sig). Billedet afspejler i øvrigt meget godt, det som man så på skærmen i virkeligheden, selvom mit kamera ikke kunne bringes til at lave så mørkt et billede, som HDTVtest fik lavet med HDR-versionen. Jeg forsøgte også at frembringe et billede, der var mere undermættet/orange, men uden held.

Nedenfor har jeg overlejret HDTVtest-målingerne af LG OLED-TV vs. LCD-TV (begge jo med HDR-10-understøttelse) med referencen (HDR-10 (AKA “PQ EOTF”)) og LG’s egne specifikationer for, hvordan luma-kurven/EOTF skal kalibreres:

LG OLED kalibrering Forskellige luma-kurver


Vi kan se, at LCD-TV’et følger HDR-10/PQ EOTF ganske nøjagtigt, mens OLED-TV’et ligger for højt med luma-kurven i forhold til HDR-10/LG’s egne specs og PQ EOTF i øvrigt. Der er noget at arbejde med her - men der er ikke nogen silver bullet på OLED-TV’et, da gamma-equalizer’eren på LG TV’et ikke giver mulighed for at justere over ca. IRE69 (punkt 20 i indstillingerne). Dermed er det ikke muligt at ramme luma-kurvens form for HDR-10 - heller ikke via en “emulering” på bekostning af den overordnede lysstyrke. Luma-kurven er simpelthen absolut i HDR-10 modsat Rec.709, hvor den er relativ til lysstyrken.

Lad os slutteligt vende tilbage til WtW-problematikken - og glæde os over, hvor godt LG OLED-TV'et klarer disciplinen:

LG OLED kalibrering LG OLED-TV'ets håndtering af whiter-than-white (WtW) i HD (Rec.709, ikke HDR)


Prøv at se, hvor mange detaljer, der er i brostenene i øverste venstre hjørne sammenlignet med det tidligere eksempel på WtW. Jeg lægger her mærke til de lyserøde skær, som er på billedet: Det var ikke til stede, når man betragtede billedet IRL. Jeg tænker på, om det kan være noget, der stammer fra kameraet/TV-panelets coating i kombination...?

Læg mærke til, at farverne er lidt overmættede på ovenstående billede. I næste afsnit kommer vi omkring FARVE-indstillingen.

---

5. del af artikelserien bringes den 30. december. Den handler om "Kalibrering til mørke og lyse omgivelser".

Om Lars Østerballe:
Jeg har de sidste godt 10 år beskæftiget mig med emnet "kalibrering af TV" - med udspring i en oplevelse, hvor jeg en dag kom til at indstille mit gode, gamle Philips billedrørs-TV på en måde, som gjorde, at jeg ikke vidste, hvordan jeg skulle indstille det tilbage til en lige så god indstilling som jeg mente det havde før jeg pillede ved det…

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

Min baggrund er uddannelser som programmør, svagstrømsingeniør og erhvervspædagog - 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 påkrævede for at kunne kalibrere et TV: Dertil kræves faktisk kun en brændende interesse for emnet.

Jeg håber at kunne videreformidle noget af denne entusiasme til dig som læser.



Del på: