Калібрування проектора або телевізора в домашніх умовах (частина 1)

Для найбідніших різні тестові програми і диски пропонують це зробити на око: «Виставите яскравість так, щоб всі сірі, а потім білі клини було видно ...», ну і так далі. Будемо вважати, що подібними процедурами все вже награлися, зупинятися на них не будемо. Калібруванням дисплеїв також цікавляться громадяни-фотографи і цветокорректор. Для цих потреб вони використовують спеціальні колориметри, як правило, виробництва Spider або X-Rite. На ebay мною була обрана модель X-Rite ColorMunki Display за 150 доларів. Пристрій, зовнішнім виглядом нагадує комп'ютерну мишку з грузиком, вішається на екран і зчитує зображення шаблону, порівнюючи його з генеруються колірними координатами. Про які координатах йдеться?

Система цветопостроенія RGB (червоний-зелений-синій) взята не зі стелі. Світлочутливі колбочки в наших очах працюють з трьома довжинами хвиль. Прямо як радіоприймач! Короткохвильове випромінювання відноситься до фіолетово-синього спектру. Середню хвилю демонструє зелено-жовтий розділ. Найдовші хвилі у червоного, а далі в інфрачервоному діапазоні ми вже не бачимо, так само як і в короткому ультрафіолеті. Поєднання в різних частках червоного, зеленого і синього кольорів утворює все багатство фарб, яке нас оточує.

Колориметр передає керуючому софту побачене. Сірі і кольорові квадратики виявляються не в повній мірі сірими і кольоровими, на підставі чого будуються графіки відхилень від еталонних значень. Протокол RGB являє кольору сухою мовою цифр: у вигляді системи координат з трьома осями XYZ. Кожному базовому кольором дозволено мати значення інтенсивності (яскравості) від 0 до 255. Відповідно, абсолютно чорний колір в даній моделі буде описаний як 0; 0; 0, а чистий білий як 255; 255; 255.

У ColorHCFR прошиті власні шаблони, але бажано все-таки орієнтуватися на те джерело, з яким в подальшому буде працювати наш дисплей або проектор. Самі розробники рекомендують в якості зовнішнього носія "Digital Video Essentials: HD Basics" на Blu-ray. У мережі нескладно знайти як копію, так і шматки цього видання з відповідними тестовими зображеннями.

При запуску ColorHCFR уточнить цей момент (використовувати зовнішні або власні тестові зображення?), А також процедуру виміру. У випадку з телевізором слід повісити на нього колориметр, щоб він притискався прямо до поверхні дисплея. У моєму випадку з проектором, колориметр був закріплений на штативі перед екраном таким чином, щоб не зчитувати власну тінь. Для найбільшої точності наступних вимірювань, в розділі "Digital Video Essentials: HD Basics" запускався шаблон 100% білого. В цей час ColorHCFR в реальному режимі через колориметр знімав і показував величину світлового потоку - більше-менше, поки не визначалося найкраще (в плані максимальної світловіддачі) розміщення штатива з колориметром. Тепер можна було приступати до сірих клини.

Програма ColorHCFR просить запустити по черзі зразки від 0 (чорного) до 100 (білого) з кроком 10IRE, тобто додаючи по 10%. На кожному кроці проводяться виміри яскравості і рівня трьох кольорів, що згодом ляже в основу декількох наочних графіків. Розглянемо, що вийшло. High-end проектор виглядав більш-менш благополучно, тому для наочності артефактів я спеціально привожу вимірювання базових показників дисплея немолодого, але потужного ноутбука Sony.

Перший графік (Luminance) показує світлову віддачу при збільшенні рівня білого в сигналі (вісь Х). Референсний графік позначений білим пунктиром, і ми можемо порівняти з ним фактичні значення жовтої кривої. На перший погляд, все в порядку: реальний відгук матриці всього трохи не дотягує до референсного рівня і відповідає йому на максимумі білого. Графіки дисплеїв з проблемами динамічного діапазону виглядають як сколіозний хребет: не поспішають світлішати в тінях, зате з ростом яскравості, наоброт, рано передають куті меду і кліппіруют деталі в світлих ділянках. Але і цей Sony хвалити рано.

Якщо включити на цьому графіку роздільну віддачу по трьох каналах, видно міцний надлишок по синьому і недосвет червоного. Типова ситуація з сучасними дисплеями, та й взагалі з будь-якими джерелами світла аж до LED-лампочок - адже в холодному спектрі простіше забезпечити необхідну яскравість. Зверніть увагу, що зелений колір знаходиться в балансі: він взагалі вважається опорним і навіть на зовсім кривих дисплеях ніколи не має серйозних відхилень.

Графік (Gamma) описує контроль яскравості картинки, тобто наскільки швидко крива яскравості виходить з темних ділянок. У теле- і кіноіндустрії класичним значенням гами моніторів є 2.2. Якщо крива гами вашого дисплея буде вище - значить і саме зображення буде яскравішим, чорний глибше, але за рахунок втрати деталей. При низькому значенні гами деталі в тінях залишаться, але самі тіні будуть недостатньо темними, а картинка почне виглядати плоскою і малоконтрастних. Як бачимо, більш-менш дисплею Sony це вдається. Дивитися, що відбувається по каналам, тут не будемо, наочніше це зробити на наступній діаграмі - RGB levels.

Цей графік показує розбаланс трьох основних кольорів в залежності від яскравості, а величину сумарного відхилення від референсного значення 6500 К описує пурпурна крива. Ви бачите, що твориться? Червоний нижче ватерлінії, синій полетів кудись у космос. Нам же треба, щоб вони максимально близько збігалися один з одним, а величина помилки не перевищував аналогічний показник 10, а в ідеалі 3-4. А то виходить, що формально загальна гама хороша, але розраховувати на правильний баланс білого не доводиться.

Діаграму колірного охоплення люблять наводити при тестуваннях телевізорів, але взагалі, щоб толком судити про відхилення від референсу, слід збільшувати координатну сітку. У будь-якому випадку, інформація для наших цілей там надлишкова, і я навіть не буду витрачати на це час. Повторюся, найважливіший фідбек для нас дає попередній графік рівнів RGB. Ось спираємося на нього і прагнемо до максимальної близькості до значень координат X = 0,313 і Y = 0,329 на всьому проміжку від чорного до білого. Запам'ятайте ці цифри. Це і є наш Грааль - точка білого 6500 Кельвін.