Jeg vil gerne forlænge tråden med udgangspunkt i min egen påstand (på side 1 i denne tråd) om, at gamma-forløbet er en relativ vigtig faktor i korrekt billedgengivelse. Der tages ikke udgangspunkt i billedemateriale fra den Pioneer-skærm, vi har arbejdet med i tråden, da det ikke er nødvendigt for at illustrere principperne.
Kort sagt er gamma-forløbet et udtryk for, hvordan lysstyrken afhænger af det påtrykte indgangssignal. Hvis gamma-forløbet er korrekt i forhold til de designkrav, man har stillet op for produktet, opnår man en mere korrekt blanding af (sekundære) farver og derfor mindre synlige farvefejl. Der er andre mekanismer (bl.a. farvedekoderen), der er med til at afgøre korrektheden i farvegengivelsen.
For at visualisere problemstillingen med et dårligt gamma-forløb, har jeg taget udgangspunkt i et referencebillede, som jeg har affotograferet fra skærmen på min laptop. Med begrebet "referencebillede" mener jeg ikke korrekt billede - det er blot det billede, som jeg smmenligner med efterfølgende for at illustrere ændringerne.
Derefter har jeg ændret gamma-forløbet til noget, der er stærkt inspireret af et TV som jeg har kalibreret i en anden sammenhæng. Jeg har også taget et billede af denne situation.
Det er vigtigt, at man vurderer resulatet med de rigtige forudsætninger:
1. Billedet er faktisk et foto af et skærmbillede, der viser et foto af et skærmbillede...
2. Det er ikke billedkvaliteten i sig selv, der skal vurderes i denne situation - kun forskellen mellem de to situationer.
3. Der er naturligvis tilført fejl og forskelligheder i processen med at affotografere skærmen i de forskellige situationer - men jeg har efter bedste evne og muligheder forsøgt at minimere fejlen.
Billedet til HØJRE er REFERENCEBILLEDET, mens billedet til venstre er billedet, hvor jeg har ændret gamma-forløbet for skærmen, der er affotograferet:
Det fremgår tydeligt, at billedet til venstre (dårligt gamma-forløb) har langt færre sort-detaljer - men det fremgår også, at der er introduceret deciderede farvefejl, f.eks. i panden over pigens venstre øje, hvor der er en blå "slange".
Fænomenet bliver endnu mere tydeligt, hvis vi gør gamma-forløbet værre:
Det skulle nu være helt tydeligt, at der er ændret meget på farveindholdet i billedet.
På billederne herunder, har jeg forsøgt at illustrere gamma-overføringsfunktionen, der er anvendt i de to billedsituationer ved at lade gamma-kontrolpanelet være en del af billedet. Igen er billedet til højre referencebilledet:
Læg især mærke til de lyseblå slanger, der befinder sig i billedet med det dårlige gamma-forløb.
Hvad er så løsningen på problemet?
Det lette svar er, at man naturligvis blot har brug for en gamma-equalizer, som kan rette gamma-forløbet ud. Det irriterende ved svaret er, at det ikke er normalt, at skærmen giver adgang til at rette gamma-kurven ud, og at man typisk har brug for noget eksternt udstyr som f.eks. en videoprocessor eller en scaler med indbygget gamma-equalizer.
Alternativet er, hvis man anvender en HTPC som signalkilde, at opfatte grafikkortet som en videoprocessor (lige til højrebenet, faktisk). Derved er det muligt at rette i grafikkortets 1D LUT (den éndimensionelle look-up-tabel), som har til formål at ændre luminansforløbet (=gamma-forløbet) fra 0% signal til 100% signal.
Jeg har i den seneste tid arbejdet en del med denne problemstilling og er i gang med at teste en prototype af et værktøj, der skaber en 1D LUT til HTPC for at rette et ujævnt gamma-forløb op. Tilsvarende værktøjer kendes fra kalibrering af PC-skærme koblet til en PC eller en Mac vha. .ICC-filer - men softwaren er almindeligvis ikke gratis at bruge (den følger typisk med en kalibreringssensor, eller man køber værktøjet fra f.eks. Adobe).
Jeg skal ikke komme ind på detaljer her, men blot vise, hvad man (idéelt set) kan opnå med et korrigeret gamma-forløb via f.eks. en scaler eller en 1D LUT i en HTPC. Det forudsættes, at LUT'en i grafikkortet er mindst på 10 bit pr. kanal (R, G, B).
Udgangspunktet er et Sony LCD-TV, hvor gamma-forløb, hvidbalance og farvetemperaturen så således ud efter kalibrering - men før korrektion af gamma-forløbet:
Hvidbalancen er ikke optimal - og det har indvirkning på mange andre skærmparametre. Det er vigtigt at notere sig, at målinger under 20%-30% stimulans (input) ikke nødvendigvis er valide, hvilket afspejles i det følgende.
Hvis man populært sagt regner baglæns fra det målte gamma-forløb, vil det være muligt at beregne en korrigeret 1D LUT, som eliminerer fejl i gamma-forløbet og dermed også i høj grad afhjælper farvefejl. Dette sker ved, at rød, grøn og blå har hvert sit gamma-forløb, som derved kan trimme hvidbalancen.
Grafen til venstre er den normale 1D LUT (overføringsfunktion) for grafikkortet, mens grafen til højre er den beregnede korrigerede 1D LUT. Læg mærke til, at standard 1D LUT’en er en ret linie med hældningen ”1”, hvilket betyder, at grafikkortet som udgangspunkt ikke påvirker signalet:
Når den nye LUT aktiveres i grafikkortet, er det muligt efterfølgende at kalibrere skærmens egenskaber på plads – og det er nødvendigt at lave denne opfølgning, da f.eks. hvidbalancen jo påvirkes på samme måde, som andre farveblandinger påvirkes af et ændret farveforløb. Det kan være nødvendigt at gennemløbe hele proceduren et par gange.
Den matematiske model spår, at det vil være muligt at komme i nærheden af et resultat,der ligner dette (se bort fra stimulus under 30%):
Det vil i praksis være umuligt at opnå denne grad af korrekthed i en reel kalibrering pga. måleusikkerheder og i høj grad også fordi konstruktionen af skærmen ikke opførere sig som en matematisk idealmodel.
At korrigere billedet via tilpasning af gamma-forløbet er ikke "the silver bullet" - der ændres trods alt kun via en endimensionel funktion på farveforløbet. Skal det gøres mere korrekt, vil man anvende en 3D LUT, som principielt set ændrer alle farvernes kromatisitet og luminans (deres placering i CIE-diagrammet og deres intensitet). Derved opnår man at kunne map'e billedegengivelsen over i et helt andet farverum (COLOUR SPACE).
Måske er det næste øvelse... men nok ikke i denne tråd.
Redigeret af bantam - 01-Juni-2008 kl. 01:22
Kalibrering af TV pio 508XD
Emne-funktioner
KurtN skrev:
