Hvorfor tv-kalibrering betyr noe

Fjernsynet kan se enten svakt ut (takket være energieffektive forhåndsinnstillinger) eller vilt utblåst og stilig (i butikkmodus eller levende modus). Noen få minutter med å bla gjennom TV-menyene dine kan løse disse problemene og gi deg et mye hyggeligere bilde som både er lettere for øynene og mer tro mot filmen eller showet du ser på.

Hvis du vil ha et perfekt bilde, eller så nært du kan komme, må du kalibrere TV-en. Du kan gjøre det selv: Alle som har en Blu-ray-spiller kan utføre en grunnleggende kalibrering ved hjelp av en testskive som Spears & Munsil HD Benchmark 2.0 for å få et mye bedre bilde. Platen er en standard Blu-ray, så den støtter bare 1080p video og gir ikke kalibrering for 4K HDR-innhold (selv om Spears & Munsil jobber med en 4K HDR Ultra HD Blu-ray kalibreringsplate).

For å virkelig dykke dypt inn i de mange innstillingene som er nødvendige for å få best mulig fargenøyaktighet, anbefales imidlertid profesjonell kalibrering av en ISF-sertifisert tekniker. Profesjonell kalibrering er en kostbar tjeneste som vanligvis er reservert for tilpassede hjemmekinooppsett, og krever både teknisk ekspertise og spesialisert utstyr. Her på PCMag, i vårt laboratorium, bruker vi de samme ISF-evalueringsteknikkene og måleutstyret for å teste og gjennomgå TV-er.

Hva er ISF?

Joel Silver er far til tv-kalibrering. Det er ikke en overdrivelse; grunnleggeren av Imaging Science Foundation, Inc. har påvirket hele bransjen i hvordan de skal perfeksjonere TV-bilder og hva de skal la brukere tilpasse seg for å fikse problemer. TV-en din kan til og med ha en ISF-kalibrert bildemodus begravd i menyene, og den modusen er sannsynligvis den beste starten på å få en nøyaktig, detaljert seeropplevelse.

Sølv og ISF har vært de største navnene innen TV-kalibrering på flere tiår, og ISF-sertifisering er en av de viktigste indikatorene på at en kalibrator vet hva de gjør. ISF samarbeider med TV-produsenter og industriallianser for å definere bildekvalitetsstandarder og både måle- og kalibreringsprosesser. ISF holder også et seminar for sertifisering på halv månedlig basis over hele verden.

Handelens verktøy

Kalibratorer bruker ikke mange verktøy, men de få de er avhengige av er dyre, sjeldne og viktige for prosessen. De viktigste verktøyene er målerne. Enheter som SpectraCal C6 og Klein K-10A kolorimeter måler nøyaktig hvor mye og hva slags lys som sendes ut fra et fjernsyn. Disse målerne kan bestemme både lysstyrke (lysmengde) og farge, som er de to grunnleggende aspektene av et TV-bilde.

Du kan ikke nøyaktig måle hva et fjernsyn legger ut hvis du ikke er helt sikker på hvilket signal det mottar. Ulike set-top-bokser, mediehubber og Blu-ray-spillere kan behandle video på litt forskjellige måter, og den minste endringen i det signalet kan fjerne kalibreringsprosessen fullstendig.

Det er her det andre viktige kalibreringsverktøyet, signalgeneratoren, kommer inn. Disse enhetene gir veldig presise videosignaler til et fjernsyn for kalibrering. Dette er mer enn bare hvite, røde, grønne og blåtoner for målere å måle; signalgeneratorer er lastet med dusinvis av testmønstre og diagrammer for både visuelt justering og automatisk måling av TV-bilder.

Dette utstyret koster vanligvis mer enn noe TV du handler etter. DVDO AVLab og Murideo Fresco 6-G signalgeneratorer er å finne for henholdsvis $ 1.400 og $ 2.500. SpectraCal C6 fargemåler er tilgjengelig for $ 700, mens den mye mer presise Klein K-10A er nesten ti ganger så mye (og enda mer avanserte målere kan koste omtrent like mye som en luksusbil). Disse enhetene er bundet sammen med SpectraCals CalMAN-programvare, en kalibrerings- og måleserie som også koster hundrevis eller tusenvis av dollar avhengig av funksjonaliteten som trengs.

Disse colorimetrene må vedlikeholdes og kalibreres selv, vanligvis ved å måle og justere avlesningene sammenlignet med enda mer avansert og presist utstyr. En slik enhet er Konica-Minolta CS-2000 spektroradiometer, en veldig voluminøs meter som koster over 28.000 dollar.

Forresten, dette er hva vi bruker for å teste TV-er i PC Labs: et Klein K-10A colorimeter, en Murideo SIX-G signalgenerator og CalMAN. De lar ikke bare kalibratorer finjustere TV-er for å se bedre ut, de lar oss måle TV-ytelse med et presisjonsnivå som hjemmebrukere bare ikke kan nå. Vi har også et Konica Minolta CS-200 spektroradiometer, lillebroren til CS-2000 som er nevnt over, for ytterligere testing når det er nødvendig.

HDR-spørsmålet

TV-kalibrering har historisk sett fokusert på å stille inn TV-er for å matche kontrast og farge basert på visse videosignalstandarder, under hensyntagen til begrensningene for visningsteknologi for hjemmekino. Disse begrensningene har blitt knust i løpet av de siste årene, med TV-er som nå er i stand til å overgå fortidens kontrast og fargebegrensninger. Utvidede funksjoner krever utvidede videosignaler, og det er der høyt dynamisk område (HDR) og bredt fargespekter kommer inn.

HDR er et sett med videoformater som sender mye mer informasjon om hver piksel til en skjerm enn standard dynamisk område, eller SDR, video. Signalet forteller hver piksel om å bli lysere, mørkere eller mer fargerik. Mens de aller fleste 1080p-innhold og noe 4K-innhold fremdeles er SDR, er mest nytt 4K-innhold (og mange moderne remasterede versjoner av filmer) HDR. Det eneste spørsmålet er hvilken type HDR dette innholdet kommer inn.

I motsetning til SDR-videosignaler, som har veldig faste nivåer for kontrast og farge, kommer HDR i en rekke versjoner. HDR10 bruker faste nivåer, bare med større områder enn SDR. Dolby Vision bruker dynamiske metadata som justerer verdier basert på den spesifikke TV-en den vises på. HDR10 + bruker også dynamiske metadata, men en annen type enn Dolby Vision. Så er det Hybrid Log Gamma (HLG), som ikke bruker metadata i det hele tatt, men i stedet en justert gamma-kurve slik at den kan fungere med sendesignaler og ikke-HDR-TV-er.

Dette er mange forskjellige videoformater å kalibrere TV-er for, og standard kalibreringsteknikker gjelder ikke nødvendigvis. Hjemmekinosamfunnet utvikler nye og bedre måter å kalibrere TV-er som er i stand til HDR for en rekke forskjellige innhold. Foreløpig forklarer metodene nedenfor først og fremst det grunnleggende i prosessene for SDR-kalibrering. Mye av det gjelder HDR-kalibrering, men når formater fortsetter å utvikle seg, vil disse teknikkene utvikle seg med dem.

Å få den beste kontrasten

Kalibrering er imidlertid mer enn bare å måle og sammenligne tall. TV-er må kalibreres til rommet, og en lyst stue vil ha enormt andre bildebehov enn en mørklagt tilpasset hjemmekino. Enten TV-en din kjemper med dagslys som spretter ut av hvite vegger eller ligger godt til rette i en godt møblert, mørkegrå grotte, er forskjellen som avgjør hva slags lys og farge den trenger å sette ut. I lyse rom kan gamma (forklart nedenfor) bli justert til en lav kurve og farger kan være overmettet bare for å skille seg ut mot omgivelseslyset. I et mørkt rom kan en høyere gammakurve bidra til å bevare skyggedetaljer mot det lavere lysnivået.

Profesjonell kalibrering er en ganske lang prosess som starter med de bredeste, mest universelle endringene du kan gjøre på TV-ens bildeinnstillinger og stadig reduserer dem. Dette sikrer at endringene du gjør senere ikke angre justeringene du gjorde før, og hindrer prosessen i å bli en endeløs loop av justering og sjekk. Det er fortsatt en god del av det; å være grundig krever at du sørger for at tallene du får stemmer overens med finjusteringer.

Før du justerer TV-en, må du sørge for at TV-en vil behandle det bildet ordentlig. Dette krever kontroll av skjermgeometri, eller hvordan en TV viser et signal den mottar. Hvis signalet ikke samsvarer med den opprinnelige oppløsningen på TV-en, må det strekkes eller beskjæres for å passe, og det betyr at TV-en vil snekre bildet. Dette kan vilt endre hvordan testmønstrene og diagrammer som brukes til å kalibrere TV-en vises, og det er derfor det er viktig å sørge for at geometrien er riktig før du foretar andre justeringer. For signalgeneratorer betyr det at du sikrer at utgangen stemmer med TV-en. For TV-en i seg selv betyr det at du sørger for at zoom- (eller aspekt- eller størrelse) -modus er satt til original 1: 1-bildegjengivelse, og at bildet ikke blir beskåret (en vanlig effekt som kalles overscanning) eller strekkes i noen vei. Når det er angitt, kan du gå videre med kalibreringen.

I likhet med selve fjernsynsbildet, kan kalibreringsprosessen deles i to halvdeler: lys og farge. Først må du justere den totale mengden lys som TV-en gir ut, så kan du finjustere hver enkelt farge basert på lyset den er satt til å produsere.

Lysutgang begynner med TV-ens lyskilde. For LCD-skjermer er dette vanligvis et LED-bakgrunnsbelysningssystem. For projektorer er dette en lampe. For OLED-TV-er er det OLED-ene. I alle tilfeller er dette definert av en bakgrunnslys eller OLED-lysinnstilling. Det er effektivt volumknappen for hvor mye lys TV-en din legger ut. Denne innstillingen påvirker alt TV-en viser.

Etter å ha justert lysvolumet, må kalibratorene stille grensene for det lyset. Dette er innstillingene for lysstyrke og kontrast. Lysstyrken dikterer svartnivået på bildet, mens kontrast bestemmer topplysstyrken på hvitt (etikettene er riktignok motsatt). Lysstyrke og kontrastkalibrering sørger for at svart og hvitt er innstilt der de skal være. Med andre ord setter de ytterpunktene for lys og mørke innenfor det lysvolum bakgrunnsbelysningen gir.

Standard dynamiske rekkeviddesignaler har satt verdien 16 som svart og 255 som hvit, og alt under 15 og over 256 er vrirom. Denne verdien endres med høyt dynamisk område, som utvider området til 64 til 970 (10-bit) og 256 til 3 760 (12-bit). Det er flere verdier mellom hvitt og svart, sammen med flere verdier av vrirom under svart og over hvitt.

Med bakgrunnsbelysning, lysstyrke og kontrast er det neste trinnet å sjekke TV-en gamma. Hvis bakgrunnsbelysningen er det totale lysvolumet, og lysstyrke og kontrast er lysets ekstreme ytterpunkter, er gamma slik en TV går fra svart til hvitt når signalet endres. Gamma er en viktig justering for enhver digital skjerm.

Det menneskelige øyet ser ikke lys i lineære trinn. Vi oppfatter forandringer i lys annerledes enn å bare erkjenne at dobbelt så mye lys er dobbelt så lyst. Gamma-justeringer endrer progresjonen av lys på en skjerm for å virke mer naturlig enn om lysnivået økte i jevne, konsistente trinn.

Justering av gammakurver er veldig viktig for å kalibrere TV-en din slik at den passer til rommet. Høyere kurver fremstår som mørke, men i teatermiljøer som med vilje blokkerer lys for å gi den mest oppslukende opplevelsen, lar de skyggedetaljer komme tydeligere frem, mens de holder høydepunkter lett synlige og ikke blåses ut. I et sterkt opplyst rom forsvinner skyggedetaljene i alt det omgivende lyset ved hjelp av denne kurven. En lavere gammakurve er nødvendig, noe som gjør at bildet virker lysere for å la disse detaljene komme gjennom. Skygger kommer ut for seerne, og høydepunktene er lyse nok til at de lett kan sees, når de samme høydepunktene som bruker den nedre kurven ville fremstå som blåst ut og homogent lyse i en mørklagt hjemmekino.

Fargekalibrering og profesjonelt arbeid

Bakgrunnsbelysning, lysstyrke og kontrast kan enkelt justeres av brukere som bruker en $ 30 Blu-ray test-plate. Spears & Munsil kalibreringsskive har alt du trenger for å utføre disse grunnleggende kontrollene. Etter disse trinnene er det imidlertid nødvendig med utstyr og ekspertise for å kalibrere farger for å se mest mulig nøyaktige ut.

Med den mengden lys en TV gir ut riktig kalibrert, kan individuelle farger justeres. Denne delen av prosessen starter ikke med de røde, grønne eller blåtonene, men med de hvite. Hvitt kan variere veldig basert på fargetemperatur, og det som kan se ut som hvitt for deg alene kan være litt rosa, blått eller grønt når det måles nøyaktig med en meter. Kalibratorer måler det hvite punktet og justerer det etter hvor nært det er til ekte hvitt i henhold til måleren. Dette kan involvere individuelt finjustere røde, grønne og blå kanaler for hvitt mellom flere lyspunkter.

Hvitbalanse er nødvendig ikke bare slik at hvite ser hvite ut, men fordi hver farge TV-en legger ut påvirkes av de hvite. det er et utgangspunkt som TV-apparater når ut fra i et hjul i forskjellige retninger mot ytterpunktene til røde, grønne og blå farge, og blander dem for å produsere de millioner av fargene en TV er i stand til. Under denne prosessen måles forskjellige nivåer av luminans for kalibrering. Ved mindre enn topplysstyrke blir hvite grå, noe som gjør prosedyren til en gråtonekalibrering. Kalibratoren tråkker grått ned mørkere og mørkere ved å bruke de tilgjengelige trinnene som TV-en tilbyr. Dette kan være så enkelt som totrinns kalibrering, som justerer lys grått og mørkegrått (omtrent 30 prosent og 70 prosent grått nivå) eller så kornet som 10- eller 20-trinns kalibrering, som tar like mange målinger og justerer individuelle fargekanaler hvert skritt.

Etter at hvite og grå er justert for å gjøre dem så nøyaktige som mulig, kan den faktiske fargekalibreringen begynne. På dette tidspunktet har fotarbeidet i de foregående trinnene fått TV-en så nær perfekt som mulig, forhåpentligvis resulterte i et minimum av finjustering for fargene. Dette trinnet innebærer å justere primærfargene (rød, grønn og blå) og sekundærfargene (cyan, magenta og gul) individuelt.

Å finpusse seks farger kan høres enklere ut enn å finpusse 10 eller 20 gråtoner, men hver farge har flere variabler som må overvåkes. Hver farge har fargetone (fargetypen), metning (mengden farge) og lysstyrke (mengden lys som er lagt ut sammen med fargen). Kalibratorer sjekker hver av disse verdiene mens du kontinuerlig måler TVen, og sikrer at ikke bare hver rød er den røde nyansen, men at det er akkurat nok av den røde og at den bare er lys nok til å gi et balansert bilde.

Med alle disse innstillingene finjustert og TV-bildet sjekket og kontrollert både visuelt og med en meter, er kalibreringen endelig ferdig. Prosessen kan ta noen timer, men når du er ferdig kan du være sikker på at TV-en din viser et best mulig bilde. Lysnivåene er balanserte, hvite og gråtoner er nøytrale, og fargene er like livslignende som din LCD, OLED eller projektor kan gjøre dem.