Hvorfor tv-kalibrering betyder noget

Fjernsynet kan se enten let svagt ud (takket være energieffektive forudindstillinger) eller vildt sprængt og pænt (i butik eller levende tilstande). Et par minutters kigning gennem tv'ets menuer kan løse disse problemer og give dig et meget pænere billede, der både er lettere for øjnene og mere tro mod filmen eller showet, du ser.

Hvis du vil have et perfekt billede, eller så tæt som du kan komme, skal du kalibrere dit tv. Du kan gøre det selv: Enhver med en Blu-ray-afspiller kan udføre en grundlæggende kalibrering ved hjælp af en testdisk som Spears & Munsil HD Benchmark 2.0 for at få et meget bedre billede. Disken er en standard Blu-ray, så den understøtter kun 1080p video og giver ikke kalibrering til 4K HDR-indhold (skønt Spears & Munsil arbejder på en 4K HDR Ultra HD Blu-ray-kalibreringsdisk).

For virkelig at dykke dybt ned i de mange indstillinger, der er nødvendige for at få den bedst mulige farvenøjagtighed, anbefales det dog professionel kalibrering af en ISF-certificeret tekniker. Professionel kalibrering er en dyre service, der normalt reserveres til brugerdefinerede hjemmebiografopstillinger, og kræver både teknisk ekspertise og specialudstyr. Her på PCMag, i vores laboratorium, bruger vi de samme ISF-evalueringsteknikker og måleudstyr til at teste og gennemgå fjernsyn.

Hvad er ISF?

Joel Silver er far til tv-kalibrering. Det er ikke en overdrivelse; grundlæggeren af ​​Imaging Science Foundation, Inc. har påvirket hele branchen i, hvordan man perfektionerer tv-billeder, og hvad de skal lade brugerne tilpasse sig selv til at løse problemer. Dit tv har måske endda en ISF-kalibreret billedtilstand begravet i dens menuer, og denne tilstand er sandsynligvis den bedste start mod at få en nøjagtig, detaljeret seeroplevelse.

Sølv og ISF har været de største navne inden for tv-kalibrering i årtier, og ISF-certificering er en af ​​de største indikatorer for, at en kalibrator ved, hvad de laver. ISF samarbejder med tv-producenter og industriallianser for at definere billedkvalitetsstandarder og både måle- og kalibreringsprocesser. ISF afholder også et seminar for certificering på en halv månedlig basis over hele verden.

Handelens værktøjer

Kalibratorer bruger ikke mange værktøjer, men de få, de afhænger af, er dyre, sjældne og vigtige for processen. De vigtigste værktøjer er målerne. Enheder som SpectraCal C6 og Klein K-10A kolorimeter måler nøjagtigt hvor meget og hvilken slags lys der udsendes fra et fjernsyn. Disse målere kan bestemme både lysstyrke (lysmængden) og farve, som er de to grundlæggende aspekter af ethvert tv-billede.

Du kan ikke nøjagtigt måle, hvad et fjernsyn udsætter, hvis du ikke kan være helt sikker på, hvilket signal det modtager, selvom. Forskellige set-top-bokse, mediehubber og Blu-ray-afspillere kan behandle video på lidt forskellige måder, og den mindste ændring i dette signal kan helt kaste kalibreringsprocessen væk.

Det er her, det andet vigtige kalibreringsværktøj, signalgeneratoren, kommer ind. Disse enheder udsender meget præcise videosignaler til et fjernsyn til kalibrering. Dette er mere end bare hvide, røde, grønne og blå for målinger; signalgeneratorer er fyldt med snesevis af testmønstre og diagrammer til både visuelt justering og automatisk måling af tv-billeder.

Dette udstyr koster generelt mere end noget tv, du handler efter. DVDO AVLab og Murideo Fresco 6-G signalgeneratorer findes for henholdsvis $ 1.400 og $ 2.500. SpectraCal C6-farvemåleren fås for $ 700, mens den meget mere præcise Klein K-10A er næsten ti gange så meget (og endnu mere avancerede målere kan koste omtrent lige så meget som en luksusbil). Disse enheder er bundet sammen med SpectraCals CalMAN-software, en kalibrerings- og målesuite, der også koster hundreder eller tusinder af dollars afhængigt af den nødvendige funktionalitet.

Disse colorimetre skal vedligeholdes og kalibreres selv, normalt ved at måle og justere deres aflæsninger sammenlignet med endnu mere avanceret og præcist udstyr. En sådan enhed er Konica-Minolta CS-2000 spektroradiometer, en meget voluminøs meter, der koster over $ 28.000.

I øvrigt er det dette, vi bruger til at teste tv'er i PC Labs: et Klein K-10A colorimeter, en Murideo SIX-G signalgenerator og CalMAN. De lader ikke bare kalibratorer finjustere tv'er for at se bedre ud, de lader os måle tv-ydeevne med et præcisionsniveau, som hjemmebrugere bare ikke kan nå. Vi har også et Konica Minolta CS-200 spektroradiometer, lillebroren til CS-2000 nævnt ovenfor, til yderligere test, når det er nødvendigt.

HDR-spørgsmålet

Tv-kalibrering har historisk set fokuseret på at indstille tv'er til at matche kontrast og farve baseret på visse videosignalstandarder under hensyntagen til begrænsningerne i hjemmebiografets displayteknologi. Disse begrænsninger er blevet knust i løbet af de sidste par år, hvor tv'erne nu er i stand til langt at overstige fortidens kontrast og farvegrænser. Udvidede funktioner kræver udvidede videosignaler, og det er her, høj dynamisk rækkevidde (HDR) og bred farveudvalg kommer ind.

HDR er et sæt videoformater, der sender meget mere information om hver pixel til en skærm end standard dynamisk interval, eller SDR, video. Signalet fortæller hver pixel at blive lysere, mørkere eller mere farverig. Mens langt de fleste 1080p-indhold og noget 4K-indhold stadig er SDR, er det mest nye 4K-indhold (og mange moderne remasterede versioner af film) HDR. Det eneste spørgsmål er, hvilken type HDR dette indhold kommer ind.

I modsætning til SDR videosignaler, der har meget indstillede niveauer for kontrast og farve, kommer HDR i en række forskellige versioner. HDR10 bruger faste niveauer, bare med bredere intervaller end SDR. Dolby Vision bruger dynamiske metadata, der justerer værdier baseret på det specifikke tv, det vises på. HDR10 + bruger også dynamiske metadata, men en anden type end Dolby Vision. Så er der Hybrid Log Gamma (HLG), der overhovedet ikke bruger metadata, men i stedet for en justeret gamma-kurve, så den kan fungere med sendesignaler og ikke-HDR-tv'er.

Det er mange forskellige videoformater, der skal kalibreres tv'er til, og standardkalibreringsteknikker gælder ikke nødvendigvis. Hjemmebiografets samfund udvikler nye og bedre måder at kalibrere HDR-kompatible tv'er til en række forskellige indhold. For nuværende forklarer metoderne herunder primært det grundlæggende i processerne til SDR-kalibrering. Meget af det gælder HDR-kalibrering, men når formater fortsætter med at udvikle sig, udvikles disse teknikker med dem.

Få den bedste kontrast

Kalibrering er dog mere end bare måling og sammenligning af tal. Fjernsyn skal kalibreres til rummet, og en lysende stue har meget forskellige billedbehov end et mørklagt tilpasset hjemmebiograf. Uanset om dit tv kæmper med dagslys, der spretter ud af hvide vægge, eller hvor du sidder godt sammen i en godt møbleret, mørkegrå hule, er forskellen, der bestemmer, hvilken slags lys og farve det skal udsættes. I lyse rum kan gamma (forklaret nedenfor) muligvis justeres til en lav kurve, og farver kan være overmættede bare lidt for at skille sig ud mod omgivelseslyset. I et mørkt rum kan en højere gammakurve hjælpe med at bevare skyggedetaljer mod det lavere lysniveau.

Professionel kalibrering er en temmelig langvarig proces, der starter med de bredeste, mest universelle ændringer, du kan foretage i et fjernsyns billedindstillinger og stadig begrænser dem. Dette sikrer, at de ændringer, du foretager senere, ikke fortryder de justeringer, du har foretaget før, og forhindrer, at processen bliver en endeløs loop af justering og kontrol. Der er dog stadig et rimeligt beløb; at være grundig kræver at du sørger for, at de numre, du får, stemmer overens med tweaks.

Før du justerer tv'ets billede, skal du sørge for, at tv'et behandler billedet korrekt. Dette kræver kontrol af skærmgeometri, eller hvordan et tv viser et signal, det modtager. Hvis signalet ikke stemmer overens med tv'ets oprindelige opløsning, skal det strækkes eller beskæres for at passe, og det betyder, at tv'et vil sno sig billedet. Dette kan vildt ændre, hvordan testmønstrene og diagrammer, der bruges til at kalibrere tv'et, vises, hvorfor det er vigtigt at sikre, at geometrien er korrekt, inden du foretager andre justeringer. For signalgeneratorer betyder det at sikre, at output svarer til tv'et. For selve tv'et betyder det, at du sørger for, at zoom- (eller billedformat- eller størrelse) -tilstanden er indstillet til oprindelig 1: 1-billedgengivelse, og at billedet ikke beskæres (en almindelig effekt kendt som overscanning) eller strækkes i et hvilket som helst billede vej. Når dette er indstillet, kan du gå videre med kalibreringen.

Som tv-billedet i sig selv kan kalibreringsprocessen opdeles i to halvdele: lys og farve. Først skal du justere den samlede mængde lys, tv'et udsætter, så kan du finjustere hver enkelt farve baseret på det lys, det er indstillet til at producere.

Lysudgang begynder med tv'ets lyskilde. For LCD'er er dette normalt et LED-baggrundsbelysningssystem. For projektorer er dette en lampe. For OLED-tv'er er det OLED'erne selv. I alle tilfælde er dette defineret af en indstilling for baggrundsbelysning eller OLED-lys. Det er effektivt lydstyrkeknappen for, hvor meget lys dit tv slukker. Denne indstilling påvirker alt, hvad tv viser.

Efter justering af lysstyrken skal kalibratorerne indstille grænserne for dette lys. Det er indstillingerne for lysstyrke og kontrast. Lysstyrke dikterer det sorte niveau på billedet, mens kontrast bestemmer hvidens højeste lysstyrke (etiketterne er ganske vist counterintuitive). Lysstyrke og kontrastkalibrering sørger for, at sort / hvid er indstillet til, hvor de skal være. Med andre ord indstiller de ekstreme lys og mørke inden for det lysvolumen, som baggrundslysindstillingen tilbyder.

Standard dynamiske interval digitale signaler har indstillet værdien på 16 som sort og 255 som hvid, og alt under 15 og derover 256 er vinglerum. Denne værdi ændres med et højt dynamisk interval, der udvider området til 64 til 970 (10-bit) og 256 til 3, 760 (12-bit). Der er flere værdier mellem hvidt og sort sammen med flere værdier for vuggelrum under sort og over hvid.

Når baggrundsbelysning, lysstyrke og kontrast er indstillet, er det næste trin at kontrollere tv'ets gamma. Hvis baggrundsbelysning er den samlede lysstyrke, og lysstyrke og kontrast er de indstillede ekstremer for lyset, er gamma den måde, et tv skifter fra sort til hvid, når signalet ændres. Gamma er en vigtig justering for enhver digital skærm.

Det menneskelige øje ser ikke lys i lineære trin. Vi opfatter ændringer i lys anderledes end blot at erkende, at dobbelt så meget lys er dobbelt så lyst. Gamma-justeringer ændrer lysprogression på en skærm for at se mere naturlig ud, end hvis lysniveauerne steg i jævne, ensartede trin.

Justering af gammakurver er meget vigtigt for kalibrering af dit tv, så det passer til rummet. Højere kurver ser mørke ud, men i teatermiljøer, der bevidst blokerer for lys for at give den mest fordybende oplevelse, lader de skyggedetaljer komme meget tydeligere ud, mens de holder højdepunkter let at se og ikke sprænges ud. I et stærkt oplyst rum forsvinder skyggedetaljerne i alt det omgivende lys ved hjælp af denne kurve. En lavere gamma-kurve er nødvendig, hvilket får billedet til at synes lettere for at lade disse detaljer komme igennem. Skygger kommer ud for seerne, og højdepunkter er lyse nok til let at blive set, når de samme højdepunkter, der bruger den nedre kurve, ville fremstå sprængt og homogent lyse i en mørklagt hjemmebiograf.

Farvekalibrering og professionelt arbejde

Baggrundsbelysning, lysstyrke og kontrast kan let justeres af brugere, der bruger en $ 30 Blu-ray testdisk. Spears & Munsil kalibreringsdisk har alt hvad du har brug for for at udføre disse grundlæggende kontroller. Efter disse trin er udstyr og ekspertise imidlertid nødvendigt for at kalibrere farver for at se deres mest nøjagtige.

Med den mængde lys, et tv udsætter korrekt kalibreret, kan individuelle farver justeres. Denne del af processen starter ikke med de røde, grønne eller blå, men med de hvide. Hvidt kan variere vildt baseret på farvetemperatur, og hvad der kan se ud som hvidt for dig alene kan være lidt lyserødt, blåt eller grønt, når det nøjagtigt måles med en meter. Kalibratorer måler det hvide punkt og justerer det efter, hvor tæt det er på ægte hvidt i henhold til måleren. Dette kan involvere individuelt justering af røde, grønne og blå kanaler for hvid blandt flere lyspunkter.

Hvidbalance er nødvendig ikke bare så hvide ser hvide ud, men fordi enhver farve, tv'et lægger ud, påvirkes af disse hvide; det er et udgangspunkt, hvor tv'erne når ud i et hjul i forskellige retninger mod ekstreme rød, grønt og blåt og blander dem for at producere de millioner af farver, som et tv er i stand til. Under denne proces måles forskellige niveauer af luminans til kalibrering. Ved mindre end spidsbelysning bliver hvide grå, hvilket gør proceduren til en gråtonekalibrering. Kalibratoren trækker gråt ned mørkere og mørkere ved hjælp af de tilgængelige trin, som tv'et tilbyder. Dette kan være så simpelt som totrins kalibrering, der justerer lysegrå og mørkegrå (ca. 30 procent og 70 procent grå niveauer) eller så kornet som 10- eller 20-trins kalibrering, der tager lige så mange målinger og justerer individuelle farvekanaler hvert skridt på vejen.

Når hvide og grå er justeret for at gøre dem så nøjagtige som muligt, kan den faktiske farvekalibrering begynde. På dette tidspunkt har fodarbejdet, der blev udført i de foregående trin, fået tv'et så tæt på det perfekte, som det kan være, forhåbentlig resulteret i et minimum af justering for farverne. Dette trin involverer at justere de primære farver (rød, grøn og blå) og de sekundære farver (cyan, magenta og gul) individuelt.

At justere seks farver lyder muligvis enklere end at finpusse 10 eller 20 nuancer af grå, men hver farve har flere variabler, der skal overvåges. Hver farve har farvetone (farvetypen), mætning (farvemængden) og lysstyrke (lysmængden sammen med farven). Kalibratorer kontrollerer hver af disse værdier, mens de konstant måler tv'et og sikrer, at ikke kun hver rød er den rigtige skygge af rød, men at der er lige nok af den røde, og at den bare er lys nok til at give et afbalanceret billede.

Med alle disse indstillinger justeret, og tv-billedet blev kontrolleret og genkontrolleret både visuelt og med en meter, er kalibreringen endelig færdig. Processen kan tage et par timer, men når det er gjort, kan du være sikker på, at dit tv viser det bedst mulige billede, det kan. Lysniveauerne er afbalancerede, hvide og grå er neutrale, og farverne er lige så livsagtige som din LCD, OLED eller projektor kan gøre dem.