Kalibrering af LG OLED - 5. del - FlatpanelsDK
LG OLED kalibrering

Kalibrering af LG OLED - 5. del

30 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


5. Kalibrering til mrke og lyse omgivelser


Som en afsluttende bemrkning synes jeg, at det br nvnes, at kalibrering af grtoneskalaen/hvidpunktet iflg. BT.1886 skal ske i et mrkt rum (eller evt. blot med mleinstrumentet i tilstrkkelig kontakt med skrmen), og danner dermed grundlag for en kalibreret aften/dark room-indstilling.

Princippet om mling i mrke omgivelser er formodentlig vedtaget, fordi estimering af end-to-end-gamma (jf. Charles Poynton) i et oplyst lokale vil variere utroligt meget med rummets omgivende lys og baggrundslys.

Emnet fortjener egentligt plads til et indlg eller endda en artikel for sig selv, og det lner sig kraftigt op ad adapteringsproblemematikken omtalt i forbindelse med kalibrering af det lidt besvrlige LCD-TV, der leverede en lyserd billedgengivelse i grelle tilflde. Jeg har, som indirekte nvnt lidt tilbage i trden i afsnittet om gamma/luma, for nogle r tilbage arbejdet med at udvikle en metode og tilhrende vrktjer til at bestemme end-to-end-gamma, der giver en fornuftig kontrast og farvemtning og samtidigt mindsker problemet med, at shadow-details drukner pga. refleksioner i panelet fra omgivelserne - og her er kort konklusionerne:

Vi kan korrigere en eller flere af flgende parametre for at lave en dagslysindstilling:

  1. Evt. justere op for LYS (BtB skal stadig netop ikke vre synlig) for at f detaljerne tilbage. Husk at LYS parallelforskyder luma-kurven opad/nedad.

  2. Skrue op for KONTRAST og/eller BAGGRUNDSLYS (f.eks. OLED-LYS) (men undg for enhver pris misfarvninger og s vidt muligt klipning af WtW) for at f mere dynamik tilbage i billedet. KONTRAST trkker opad/nedad i luma-kurven som en elastik, hvor bunden sidder fast p sortniveauet (hvis det er nul).

  3. Skrue (evt. lokalt) ned for GAMMA (jf. surround-effekt og end-to-end gamma) for at gre afstanden mellem shadow details strre -> mere synlige trin.

  4. Evt. justere FARVE for at kompensere for mulig over- eller undermtning af farver stammende fra det evt. lftede sortniveau, refleksioner og den snkede gamma.

Nogle af punkterne kan virke ulogiske (f.eks. punkt 3), og krver at man virkelig stter sig ned og studerer det fnomen, man kalder surround-effekten, men kort sagt hnger det sammen med, at jet tilpasser sig omgivelsernes lysstyrke (beslgtet med det, vi s omkring adaptering af hvidpunktet), og dermed kan have brug for strre trin mellem farverne/grtonerne for at kunne skelne mellem dem, nr det omgivende lys er kraftigt.

P illustrationen herunder kan man se, hvordan de sm gr cirkler, som har samme gr farve parvis, fremstr helt forskellige afhngigt af, hvilken baggrund de prsenteres p:

LG OLED kalibreringDemonstration af surround-effekten


Prv at se denne video, hvor samme princip demonstreres.

Jeg har lavet nogle mlinger for at vurdere betydningen af refleksioner i skrmen (Pioneer 9G plasma-TV) under tre forskellige forhold: DARK (dunkelt rum, mling direkte i kontakt med skrmen), DIM (dunkelt rum, reflektioner i skrmen) og BRIGHT (oplyst rum, reflektioner i skrmen). Jeg har p illustrationen nedenfor zoomet ind p den lave del af luma-kurven for de tre situationer:

LG OLED kalibreringLftet sort pga. "lysstj"/refleksioner fra omgivelser


Sortniveauet er tydeligvis lftet (de negative data for DARK-mlingerne skyldes desvrre bias-fejl, fordi Eye-One Pro-sensoren er drevet lidt). Det hjere sortniveau - og dermed lavere resulterende gamma - kunne man mske tro, ville bringe shadow-details frem, men det betyder faktisk, at detaljerne drukner i lysforureningen, fordi displayets r lys-output (defineret ved DARK) ligger under lysforureningens niveau, hvilket igen medfrer, at kontrasten og farvemtningen mindskes (lavere gamma, hjere sortniveau/mere gr, mere mlket). Dette er alts den modsatte effekt af surround-effekten, og er vrre jo mere refleksion, der er i skrmen, og det kan dermed betyde, at man mske skal justere FARVE-indstillingen opad.

Tilsvarende avanceret kan man blive i sine overvejelser og tage hjde for synssansens farveadaptering (jf. snakken om det kalibrerede LCD-TV, der fik en pinkskala i stedet for en grtoneskala, eller underteksterne, der skiftede til komplementrfarven i forhold til ambient/baggrundslyset i rummet) som udgangspunkt for et alternativt hvidpunkt(*) med formlet at overholde princippet om rendering intent, alts at genskabe samme opfattede farvegengivelse i stuen som i det studie, hvor mastering/colorgrading blev foretaget.

Dette krver mling af omgivelserne, som skal vre statiske (kontrolleret) mht. belysning, s i praksis vil det vre meget svrt, og det ville nok vre bedre at ndre p omgivelserne, hvis man kan. Man kunne forestille sig et TV, der selv kunne modvirke adaptering (lys + farve) - men lur mig og det ikke ville vre problematisk, at f til at fungere i praksis? Jeg mener, at vi har set eksempler p producenter, der har forsgt sig med dette. Alt andet lige, har vi tidligere set, at man skal vre meget forsigtig med justering af CMSen p LG OLED-TVet, hvis man ikke vil introducere problemer i farvegengivelsen.

Hvis vi lige bliver pragmatiske igen og vender tilbage til punkt 4, siger Charles Poynton i en af sine artikler:


A bright display (more than 100 nt), a bright ambient, and/or a bright surround may cause a systematic increase in colourfulness. If the consumers viewing situation differs from that at mastering, maintaining creative intent may require dialing-back some of the colourfulness increase.


Her introducerer han begrebet colourfulness, som vi mske kan overstte til farvestyrke - alts en oplevet fremtrden af farven (jf. betydningen af systematic her), og dermed bevger vi os p kanten af perception, alts hvordan vi opfatter farver, som vi har berrt i forbindelse med snakken om adaptering.

Det virker ikke intuitivt, at omgivende lys kan medfre en forstrket farveoplevelse, som kan betyde, at man m skrue ned for FARVE-indstillingen, men i en anden artikel argumenter Poynton yderligere:


A very dark surround at mastering will suck color out of a presentation previously viewed in a light surround. A colorist will dial-in an increase in colorfulness (for example, by increasing chroma gain).

The intended appearance for an HD master is obtained through a 2.4-power function, to a display having reference white at 100 nt, with 1 lx ambient, and 1% surround but that appearance will not be faithfully presented in different conditions!

ambient conditions in a consumer environment even a rather dark home theater are somewhat lighter than typically used for mastering today. The lighter conditions cause a modest increase in contrast and colorfulness, beyond that witnessed at content creation.

If the power function on RGB display gamma is dialed back a little, that contrast and colorfulness are reduced.


S pga., at der skrues op for farvestyrken i studiet i forbindelse med colourgrading, fordi det omgivende lys (surround) i studiet er lavere end ved optagelsen, kan produktet virke lidt for farvestrkt og lidt for kontrastfyldt, nr det bringes tilbage til lysere omgivelser hjemme hos os (vi kan ikke se detaljerne i de for solbrndte ansigter).

Hvis flger en definition af colourfulness p Wikipedia (jeg har navngivet parametrenes alias'er i parentes):


Chroma (K) is the colorfulness (C) relative to the brightness (L) of a similarly illuminated area that appears to be white or highly transmitting.


Dette kan vi overstte til lidt pseudo-matematik:


K = C / L

C = K * L


Hvor:

K = chroma (krominans, i familie med mtning og hue/tint)
C = colourfulness (farvestyrken)
L = brightness (bl.a. omgivende lys)

Heraf ses, at farvestyrken (C), der opleves af den menneskelige betragter, stiger med lysere omgivende lys (L) selvom chroma-inputet (K) er konstant.

Af dette og vores erhvervede viden om farvemtning, kontrast og gamma/luma kan vi uddrage, at man til dagslys med fordel kan bruge en lavere gamma, f.eks. 2.2 (eller mske endda lavere) i stedet for de ca. 2.4, der er passende til mrke omgivelser. Vi ved fra tidligere, at en lavere gamma giver mindre mttede farver og mindre kontrast - akkurat som Poynton foreslr.

Derudover kan man sige, at den flade gamma-kurve (som vist tidligere) med gamma p ~2.4 ikke ndvendigvis er mest velegnet til dagslysindstillingen - men til gengld er det ikke muligt at give et generelt bud p, hvordan den s skal se ud: Det er helt situationsbestemt, jf. end-to-end-gamma. Jeg viste tidligere et eksempel p en sdan modificeret gamma-kurve implementeret ved kalibrering af et Pioneer 9G plasma-TV.

Punkt 4 kan vi forholde os til med den viden, vi har erhvervet os i denne gennemgang - men kun fordi gamma-justeringen ikke ndvendigvis kompenserer helt for surround-effekten og fordi mtningsforlbet inde i gamuten ikke ndvendigvis er korrekt, selvom gamutens kant fint bliver ramt af primr- og sekundr-farverne. Jeg bruger derfor FARVE-indstillingen som den sidste touch-up p farvegengivelsen, nr alt andet er p plads, og der ellers er noget yderligere at hente p denne mde.

For OLED-TV'et, der danner udgangspunkt for denne trd, mtte jeg skrue FARVE ned til 45 (evt. 46) for at undg overmtning og utrovrdige hudfarver: I denne sammenhng er der fokus p farvemtningsforlbene for RD og GUL. I dette tilflde blev GUL undermttet en smule, hvis RD var mttet mest korrekt for hhv. 25% og 50% mtning (75% mtning indgr ogs i vurderingen, men den blev en smule underkendt p evalueringen i forhold til McAdam's ellipser og den subjektive vurdering, der afslutter kalibreringen). Den svage undermtning af GUL vurderede jeg tilfredsstillende sammenlignet med overmtning af RD, som gav mere utrovrdige hudfarver. Denne prioritering understttes af McAdam's ellipser, som fortller os, at korrekt mtning af GUL er mindre kritisk end korrekt mtning af RD. Gamut'en var ikke kalibreret gennem FARVESTYRING (CMS) for dette TV, da den var tt p mlet og fordi kalibrering gennem CMS'en gav problemer med billedgengivelsen (se senere). Med forsigtighed kunne TV'et mske have gavn af at lgge RD og GUL bedst muligt p plads i gamut'en vha. CMS'en - men igen; det kan medfre artefakter, som modvirker den samlede billedkvalitet, som derfor skal derfor vurderes kritisk efterflgende.

Hele denne snak skal ikke forsts som om, jeg mener, at kalibrering pga. adaptering o.l. kan vre lige meget: Mlet m stadig vre for setupet at leve op til rendering intent - ogs under svre forhold (vs. batcave).


(*) Et ndret hvidpunkt medfrer et behov for en custom-gamut, hvor primr- sekundr-farverne er flyttet i forhold til standarden (pga. adaptering). Tnk p primrfarverne og hvidpunktet som stolperne der udspnder et telt, hvor sekundrfarverne automatisk flytter sig, hvis hvidpunktet flytter sig: De ligger i princippet p den rette linje, der gr fra hjrnerne gennem hvidpunktet, hvor denne linje skrer gamutens kant diagonalt overfor primrfarven.


5.1. Kalibrering af baggrundslys


Jeg har tidligere vret inde p, at man kan stte lys bag sit TV, p samme mde, som man har en svag belysning bag monitoren under colour grading-processen. Husk at lyset kan f en adapterende effekt p synets opfattelse af hvidpunktet, og derfor er det principielt set vigtigt, at farven p baggrundslyset er D65, ligesom i studiet under colour-grading-arbejdet.

Jeg var den anden dag forbi samme LG OLED-TV, som der er refereret til i mine indlg denne trd, og TVet var nu udstyret med en LED-lyskde bag TVet:

LG OLED kalibreringUkalibreret LED-baggrundslys


Baggrundslyset var alt for varmt/gult, men ved at anvende mleudstyret til at mle det reflekterede lys fra vggen, kunne der foretages en kalibrering:

LG OLED kalibreringMledata fra kalibrering af det reflekterede baggrundslys


For at forst ovenstende grafik, skal man vide, at tiden lber ud af x-aksen, da det er en snapshot af live-mlinger. Derfor kan man se, at der startes ud med en forkert farvetemperatur (cyan) til venstre, som efterflgende over tid bliver lagt ganske njagtigt ind p D65 (her kaldet 6500K).

Lg mrke til, at RGB-mlingerne rammer OK oven i hinanden. Den gule graf er bare lysstyrken p det punkt, hvorp der mles. Resultatet var ganske overbevisende:

LG OLED kalibreringKalibreret LED-baggrundslys


Det er nu tydeligt, at baggrundslyset i langt hjere grad stemmer overens med skrmens hvidpunkt end tidligere. Lysstyrken kan indstilles efter behov - men det m ikke vre specielt strkt. I dette tilflde tog jeg simpelthen og fyldte skrmen ud med et hvidt/grt billede (fuld skrm) p ca. IRE25 (25% stimulus), men kunne vre mindre (f.eks. IRE15) afh. af andre parametre: jnene knibes sammen s kant mellem TV og vg bliver utydelig, og derefter justeres LED-kdens lysstyrke, s skrm og vg bliver ensartede i lysstyrke.

Alternativt kan man anvende et testbillede som dette:

LG OLED kalibreringJustering af lysstyrke fra LED-baggrundslys


Billedet findes p testskiven, der hedder AVSHD.

---

6. del af artikelserien - og den sidste del - bringes den 1. januar 2017. Den handler om "Problemer introduceret ved kalibrering & afrunding".

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

Philips 8102

Ny Philips 8102 har zone-styring & 'UHD Premium' stempel

25 Sep 2017 | Rasmus Larsen |
Canal Digital Android TV

Canal Digital bygger nyt tv-univers baseret p Android TV

25 Sep 2017 | Rasmus Larsen |
Streamingbokse

Apple TV 4K vs. Nvidia Shield vs. Chromecast Ultra m.fl.

24 Sep 2017 | Rasmus Larsen |
Apple TV 4K

Apple TV 4K modtaget - hvad vil du vide?

22 Sep 2017 | Torben R, Rasmus L |
Daredevil

Netflix bner for HDR (& Dolby Vision) p nyeste iPhones og iPads

22 Sep 2017 | Rasmus Larsen |
Nvidia Shield

Nvidia snker pris p Shield TV som modsvar til Apple TV 4K

22 Sep 2017 | Rasmus Larsen |
Dolby Atmos

Dolby Atmos er angiveligt p vej til Apple TV

21 Sep 2017 | Rasmus Larsen |

Viaplay hver prisen for 3. gang p 2 r

21 Sep 2017 | Rasmus Larsen |