Почему ТВ калибровка имеет значение

Из коробки телевизоры могут выглядеть либо слегка тусклыми (благодаря энергосберегающим предварительным настройкам), либо дико взорванными и яркими (в режимах Store или Vivid). Несколько минут просмотра меню вашего телевизора могут решить эти проблемы и дать вам гораздо более приятную картинку, которая одновременно будет более привлекательной для глаз и более точной для фильма или шоу, которое вы смотрите.

Если вы хотите получить идеальное изображение или максимально близко, вам необходимо откалибровать телевизор. Вы можете сделать это самостоятельно: любой, у кого есть проигрыватель Blu-ray, может выполнить базовую калибровку с помощью тестового диска, такого как Spears & Munsil HD Benchmark 2.0, чтобы получить намного более качественное изображение. Диск является стандартным Blu-ray, поэтому он поддерживает только видео 1080p и не обеспечивает калибровку для контента 4K HDR (хотя Spears & Munsil работает с диском калибровки 4K HDR Ultra HD Blu-ray).

Однако, чтобы по-настоящему погрузиться во многие настройки, необходимые для достижения максимально возможной точности цветопередачи, рекомендуется профессиональная калибровка сертифицированным специалистом ISF техником. Профессиональная калибровка - это дорогостоящая услуга, которая обычно резервируется для индивидуальных настроек домашнего кинотеатра и требует как технических знаний, так и специального оборудования. Здесь, в нашей лаборатории, в PCMag мы используем те же методы оценки ISF и измерительное оборудование для тестирования и просмотра телевизоров.

Что такое ISF?

Джоэл Сильвер - отец телевизионной калибровки. Это не преувеличение; Основатель Imaging Science Foundation, Inc. оказал влияние на всю отрасль в том, как усовершенствовать телевизионные изображения и что позволить пользователям настраиваться для решения проблем. Ваш телевизор может даже иметь режим калибровки изображения ISF, скрытый в его меню, и этот режим, вероятно, является лучшим началом для получения точного и детального просмотра.

Серебро и ISF были крупнейшими именами в калибровке телевизоров в течение десятилетий, и сертификация ISF является одним из основных показателей того, что калибратор знает, что они делают. ISF работает с производителями телевизоров и отраслевыми альянсами для определения стандартов качества изображения, а также процессов измерения и калибровки. ISF также проводит семинар по сертификации на полугодовой основе по всему миру.

Инструменты торговли

Калибраторы не используют много инструментов, но те немногие, от которых они зависят, дорогие, редкие и жизненно важные для процесса. Наиболее важными инструментами являются счетчики. Такие устройства, как колориметры SpectraCal C6 и Klein K-10A, точно измеряют количество и тип света, излучаемого телевизором. Эти измерители могут определять как яркость (количество света), так и цвет, которые являются двумя фундаментальными аспектами любого телевизионного изображения.

Вы не можете точно измерить, что производит телевизор, если вы не можете быть абсолютно уверены, какой сигнал он принимает. Различные телевизионные приставки, медиа-концентраторы и проигрыватели Blu-ray могут обрабатывать видео немного по-разному, и наименьшее изменение в этом сигнале может полностью отбросить процесс калибровки.

Вот тут-то и появляется другой важный инструмент калибровки, генератор сигналов. Эти устройства выводят очень точные видеосигналы на телевизор для калибровки. Это больше, чем просто белые, красные, зеленые и синие метры для измерения; Генераторы сигналов снабжены десятками тестовых схем и диаграмм для визуальной настройки и автоматического измерения телевизионных изображений.

Это оборудование обычно стоит дороже, чем любой телевизор, на который вы покупаете. Генераторы сигналов DVDO AVLab и Murideo Fresco 6-G можно найти за 1400 и 2500 долларов соответственно. Цветовой измеритель SpectraCal C6 доступен за 700 долларов, а гораздо более точный Klein K-10A почти в десять раз дороже (а даже более продвинутые измерители могут стоить примерно столько же, сколько роскошный автомобиль). Эти устройства связаны вместе с программным обеспечением CalMAN от SpectraCal, набором для калибровки и измерений, который также стоит сотни или тысячи долларов в зависимости от необходимой функциональности.

Эти колориметры необходимо обслуживать и калибровать самостоятельно, обычно путем измерения и корректировки их показаний по сравнению с еще более продвинутым и точным оборудованием. Одним из таких устройств является спектрорадиометр Konica-Minolta CS-2000, очень громоздкий измеритель, который стоит более 28 000 долларов.

Кстати, это то, что мы используем для тестирования телевизоров в PC Labs: колориметр Klein K-10A, генератор сигналов Murideo SIX-G и CalMAN. Они не просто позволяют калибраторам настраивать телевизоры, чтобы они выглядели лучше, они позволяют нам измерять производительность телевизора с точностью, с которой домашние пользователи просто не могут достичь. У нас также есть спектрорадиометр Konica Minolta CS-200, младший брат упомянутого выше CS-2000, для дополнительных испытаний при необходимости.

Вопрос HDR

При калибровке телевизора исторически основное внимание уделялось настройке телевизоров для соответствия контрасту и цвету на основе определенных стандартов видеосигнала с учетом ограничений технологии отображения в домашнем кинотеатре. Эти ограничения были разрушены за последние несколько лет, и сейчас телевизоры способны намного превышать контрастные и цветовые ограничения прошлого. Расширенные возможности требуют расширенных видеосигналов, и вот тут-то и появляется широкий динамический диапазон (HDR) и широкая цветовая гамма.

HDR - это набор видеоформатов, которые отправляют на экран гораздо больше информации о каждом пикселе, чем стандартный динамический диапазон или SDR-видео. Сигнал говорит каждому пикселю становиться ярче, темнее или красочнее. В то время как подавляющее большинство контента 1080p и некоторого контента 4K по-прежнему являются SDR, большинство нового контента 4K (и многих современных обновленных версий фильмов) - это HDR. Вопрос только в том, в какой тип HDR входит этот контент.

В отличие от видеосигналов SDR, которые имеют очень заданные уровни контрастности и цвета, HDR выпускается во множестве версий. HDR10 использует фиксированные уровни, только с более широкими диапазонами, чем SDR. Dolby Vision использует динамические метаданные, которые корректируют значения в зависимости от конкретного телевизора, на котором он показан. HDR10 + также использует динамические метаданные, но другого типа, чем Dolby Vision. Затем есть Hybrid Log Gamma (HLG), который вообще не использует метаданные, а вместо этого настраивает гамма-кривую, чтобы он мог работать с вещательными сигналами и телевизорами без HDR.

Это множество видео форматов, для которых нужно калибровать телевизоры, и стандартные методы калибровки не обязательно применяются. Сообщество домашних кинотеатров разрабатывает новые и лучшие способы калибровки телевизоров с поддержкой HDR для различного контента. На данный момент методы, приведенные ниже, в основном объясняют основы процессов калибровки SDR. Многое из этого относится к калибровке HDR, но по мере развития форматов эти методы будут развиваться вместе с ними.

Получение лучшего контраста

Однако калибровка - это больше, чем просто измерение и сравнение чисел. Телевизоры должны быть откалиброваны для комнаты, а в ярко освещенной гостиной будут совершенно другие потребности в изображении, чем в затемненном обычном домашнем кинотеатре. Если ваш телевизор борется с дневным светом, отражающимся от белых стен, или удобно расположился в хорошо обставленной темно-серой пещере - это разница, которая определяет, какой свет и цвет ему нужно излучать. В светлых помещениях гамма (поясняется ниже) может быть настроена на низкую кривую, а цвета могут быть немного перенасыщены, чтобы выделиться на фоне окружающего освещения. В темной комнате более высокая гамма-кривая может помочь сохранить детали тени на более низком уровне освещенности.

Профессиональная калибровка - это довольно длительный процесс, который начинается с самых широких, самых универсальных изменений, которые вы можете внести в настройки изображения телевизора, и постепенно их сужает. Это гарантирует, что изменения, которые вы сделаете позже, не отменит изменений, которые вы делали ранее, не давая процессу стать бесконечным циклом настройки и проверки. Тем не менее, это все еще достаточно; чтобы быть тщательным, нужно убедиться, что полученные числа совпадают между настройками.

Перед настройкой изображения на телевизоре необходимо убедиться, что телевизор правильно обработает это изображение. Это требует проверки геометрии экрана или того, как телевизор отображает сигнал, который он получает. Если сигнал не соответствует исходному разрешению телевизора, его необходимо растянуть или обрезать, чтобы соответствовать, и это означает, что телевизор будет искажать изображение. Это может сильно изменить вид тестовых таблиц и диаграмм, используемых для калибровки телевизора, поэтому очень важно убедиться в правильности геометрии, прежде чем делать какие-либо другие настройки. Для генераторов сигналов это означает, что выход соответствует телевизору. Для самого телевизора это означает, что режим Zoom (или Aspect, или Size) установлен на собственное воспроизведение изображения 1: 1, и что изображение не обрезается (обычный эффект, известный как overscan) или растягивается в любом путь. Как только это будет установлено, вы можете продолжить калибровку.

Как и само телевизионное изображение, процесс калибровки можно разделить на две половины: свет и цвет. Сначала вам нужно отрегулировать общее количество света, излучаемого телевизором, затем вы можете настроить каждый отдельный цвет в зависимости от того, какой свет он настроил.

Световой поток начинается с источника света телевизора. Для ЖК-дисплеев это обычно система светодиодной подсветки. Для проекторов это лампа. Для OLED телевизоров это сами OLED. Во всех случаях это определяется настройкой подсветки или подсветки OLED. Это эффективно регулятор громкости, который излучает ваш телевизор. Этот параметр влияет на все, что показывает телевизор.

После регулировки громкости света калибраторы должны установить пределы этого света. Это настройки яркости и контрастности. Яркость определяет уровень черного изображения, а контрастность определяет пиковую яркость белого (метки, по общему признанию, нелогичны). Калибровка яркости и контрастности гарантирует, что черный и белый установлены в том месте, где они должны быть. Другими словами, они устанавливают крайние значения света и темноты в пределах объема света, предлагаемого настройкой подсветки.

Цифровые сигналы стандартного динамического диапазона установили значение 16 для черного и 255 для белого, а все, что ниже 15 и выше 256, - ​​это место для маневра. Это значение изменяется в зависимости от высокого динамического диапазона, который расширяет диапазон до 64–970 (10-разрядный) и от 256 до 3760 (12-разрядный). Есть больше значений между белым и черным, а также больше значений для манежа ниже черного и выше белого.

При заданной подсветке, яркости и контрастности следующим шагом будет проверка гаммы телевизора. Если задняя подсветка - это общий объем света, а яркость и контрастность - это установленные пределы света, то гамма - это способ, с помощью которого телевизор переходит от черного к белому при изменении сигнала. Гамма является важной настройкой для любого цифрового дисплея.

Человеческий глаз не видит свет в линейных шагах. Мы воспринимаем изменения света иначе, чем просто признаем, что вдвое больше света - в два раза ярче. Гамма-коррекция изменяет прогрессирование освещения на экране, чтобы оно выглядело более естественным, чем если бы уровни света увеличивались равномерными последовательными шагами.

Регулировка гамма-кривых очень важна для калибровки вашего телевизора под комнату. Более высокие кривые кажутся темными, но в театральных средах, которые намеренно блокируют свет, чтобы обеспечить максимально захватывающий эффект, они позволяют деталям теней выходить намного более отчетливо, сохраняя при этом яркие участки, которые легко различимы и не размыты. В ярко освещенной комнате детали тени исчезают во всем окружающем свете, используя эту кривую. Необходима более низкая гамма-кривая, которая делает изображение более светлым, чтобы позволить этим деталям пройти. Для зрителей появляются тени, и блики достаточно яркие, чтобы их можно было легко увидеть, когда те же самые блики, использующие эту нижнюю кривую, выглядят размытыми и однородно яркими в затемненном домашнем кинотеатре.

Калибровка цвета и профессиональная работа

Пользователи могут легко настроить подсветку, яркость и контрастность с помощью тестового диска Blu-ray стоимостью 30 долларов. На калибровочном диске Spears & Munsil есть все необходимое для выполнения этих основных проверок. Однако после этих шагов необходимо оборудование и опыт для калибровки цветов, чтобы они выглядели наиболее точно.

При правильной калибровке количества света, излучаемого телевизором, можно настраивать отдельные цвета. Эта часть процесса начинается не с красного, зеленого или синего, а с белого. Белый цвет может сильно варьироваться в зависимости от цветовой температуры, и то, что вам может показаться белым, само по себе может быть слегка розовым, синим или зеленым при точном измерении с помощью метра. Калибраторы измеряют точку белого и корректируют ее в соответствии с тем, насколько близко она к истинному белому в соответствии с измерителем. Это может включать индивидуальную настройку красного, зеленого и синего каналов для белого среди нескольких точек яркости.

Баланс белого необходим не только для того, чтобы белые выглядели белыми, но потому, что эти цвета влияют на каждый цвет, который излучает телевизор; это отправная точка, с которой телевизоры тянутся от колеса в разных направлениях к крайним оттенкам красного, зеленого и синего, смешивая их, чтобы получить миллионы цветов, на которые способен телевизор. Во время этого процесса для калибровки измеряются различные уровни яркости. При яркости менее пика белые становятся серыми, что делает процедуру калибровки в градациях серого. Калибратор становится серым вниз все темнее и темнее, используя любые доступные приращения, предлагаемые телевизором. Это может быть как простая двухэтапная калибровка, которая регулирует светло-серый и темно-серый (приблизительно 30- и 70-процентный уровень серого), так и гранулированная, как 10- или 20-ступенчатая калибровка, которая выполняет столько измерений и настраивает отдельные цветовые каналы каждый шаг на этом пути.

После того, как белые и серые настроены так, чтобы сделать их максимально точными, можно начинать фактическую калибровку цвета. На этом этапе работа, проделанная на предыдущих этапах, сделала телевизор настолько близким к идеальному, насколько это возможно, что, как мы надеемся, привело к минимальной настройке цвета. Этот шаг включает в себя индивидуальную настройку основных цветов (красного, зеленого и синего) и дополнительных цветов (голубого, пурпурного и желтого).

Настройка шести цветов может звучать проще, чем настройка 10 или 20 оттенков серого, но каждый цвет имеет несколько переменных, которые необходимо отслеживать. Каждый цвет имеет оттенок (тип цвета), насыщенность (количество цвета) и яркость (количество света, выделяемого вместе с цветом). Калибраторы проверяют каждое из этих значений при постоянном измерении телевизора, следя за тем, чтобы не только каждый красный имел надлежащий оттенок красного, но чтобы этого красного было достаточно, и он был достаточно ярким, чтобы дать сбалансированное изображение.

После настройки всех этих параметров, проверки и повторной проверки телевизионного изображения как визуально, так и с помощью измерителя, калибровка наконец-то завершена. Процесс может занять несколько часов, но когда это будет сделано, вы можете быть уверены, что ваш телевизор отображает наилучшее из возможных изображений. Уровни света сбалансированы, белые и серые нейтральны, а цвета настолько же реалистичны, насколько их может сделать ваш ЖК-дисплей, OLED или проектор.