Prečo je dôležitá kalibrácia televízora

Po vybalení môžu televízory vyzerať buď mierne stlmené (vďaka energeticky efektívnym predvoľbám), alebo môžu byť divoko fúkané a rozmarné (v režimoch Store alebo Vivid). Tieto problémy môžu vyriešiť pár minút preberania ponúk televízora, ktoré vám poskytnú oveľa krajší obraz, ktorý je ľahší pre oči a vernejší filmu alebo relácii, ktorú sledujete.

Ak chcete dokonalý obraz alebo čo najbližšie, musíte televízor kalibrovať. Môžete to urobiť sami: Ktokoľvek s prehrávačom Blu-ray môže vykonať základnú kalibráciu pomocou testovacieho disku ako Spears & Munsil HD Benchmark 2.0, aby získal oveľa lepší obraz. Disk je štandardný disk Blu-ray, takže podporuje iba video vo formáte 1080p a neposkytuje kalibráciu pre obsah 4K HDR (hoci Spears & Munsil pracuje na 4K HDR Ultra HD Blu-ray kalibračnom disku).

Na skutočné ponorenie sa do mnohých nastavení potrebných na dosiahnutie čo najlepšej presnosti farieb sa však odporúča odborná kalibrácia technikom certifikovaným ISF. Profesionálna kalibrácia je drahá služba zvyčajne vyhradená pre vlastné nastavenia domáceho kina a vyžaduje tak technické znalosti, ako aj špecializované vybavenie. Tu v spoločnosti PCMag v našom laboratóriu používame rovnaké testovacie techniky ISF a meracie zariadenia na testovanie a kontrolu televízorov.

Čo je ISF?

Joel Silver je otec televíznej kalibrácie. To nie je preháňanie; zakladateľ spoločnosti Imaging Science Foundation, Inc. ovplyvnil celé odvetvie tým, ako zdokonaliť televízne snímky a čo nechať používateľov, aby sa prispôsobili problémom. Váš televízor môže mať vo svojich ponukách zakopaný aj režim obrazu Kalibrovaný podľa ISF a tento režim je pravdepodobne najlepším začiatkom pri získaní presného a podrobného zážitku zo sledovania.

Striebro a ISF sú najväčšími názvami v TV kalibrácii za desaťročia a certifikácia ISF je jedným z hlavných ukazovateľov, ktoré kalibrátor vie, čo robia. ISF spolupracuje s výrobcami televízie a priemyselnými alianciami pri definovaní štandardov kvality obrazu a procesov merania a kalibrácie. ISF tiež organizuje seminár pre certifikáciu na polročnej báze po celom svete.

Obchodné praktiky

Kalibrátory nepoužívajú veľa nástrojov, ale tých pár, od ktorých závisí, sú pre tento proces drahé, zriedkavé a nevyhnutné. Najdôležitejšie nástroje sú merače. Zariadenia ako kolorimetre SpectraCal C6 a Klein K-10A merajú presne to, koľko a aké svetlo je vyžarované z televízie. Tieto meracie prístroje môžu určovať svietivosť (množstvo svetla) a farbu, čo sú dva základné aspekty akéhokoľvek televízneho obrazu.

Nemôžete presne zmerať, čo vysiela televízia, ak si nemôžete byť úplne istí, aký signál prijíma. Rôzne set-top boxy, rozbočovače médií a prehrávače Blu-ray môžu spracovávať video mierne odlišnými spôsobmi a najmenšia zmena tohto signálu môže úplne vyhodiť proces kalibrácie.

Tam prichádza ďalší dôležitý nástroj na kalibráciu, generátor signálov. Tieto zariadenia prenášajú veľmi presné video signály do televízora na kalibráciu. Toto je viac ako len biele, červené, zelené a modré na meranie metrov; generátory signálu sú nabité desiatkami testovacích vzorov a grafov na vizuálne nastavenie a automatické meranie televíznych obrazov.

Toto zariadenie vo všeobecnosti stojí viac ako televízia, ktorú kupujete. Generátory signálu DVDO AVLab a Murideo Fresco 6-G nájdete za 1 400 USD a 2 500 USD. Merač farieb SpectraCal C6 je k dispozícii za 700 dolárov, zatiaľ čo oveľa presnejší Klein K-10A je takmer desaťkrát vyšší (a dokonca aj pokročilejšie merače môžu stáť toľko ako luxusné auto). Tieto zariadenia sú zviazané so softvérom SpectraCal's CalMAN, kalibračnou a meracou sadou, ktorá tiež stojí stovky alebo tisíce dolárov v závislosti od potrebnej funkcie.

Tieto kolorimetre je potrebné udržiavať a kalibrovať samy, zvyčajne meraním a úpravou ich odčítania v porovnaní s ešte vyspelejším a presnejším vybavením. Jedným z takýchto zariadení je spektroradiometer Konica-Minolta CS-2000, veľmi objemný meter, ktorý stojí viac ako 28 000 dolárov.

Mimochodom, to je to, čo používame na testovanie televízorov v laboratóriách PC: kolorimeter Klein K-10A, generátor signálu Murideo SIX-G a CalMAN. Nielenže umožňujú kalibrátorom vyladiť televízory tak, aby vyzerali lepšie, ale umožňujú nám zmerať televízny výkon s takou úrovňou presnosti, akú domáci používatelia jednoducho nemôžu dosiahnuť. Máme tiež spektroradiometer Konica Minolta CS-200, malého brata CS-2000 uvedeného vyššie, na ďalšie testovanie v prípade potreby.

Otázka HDR

Kalibrácia televízneho prijímača sa historicky zameriava na vyladenie televízorov tak, aby sa zhodovali s kontrastom a farbami na základe určitých štandardov obrazového signálu, pričom sa zohľadňujú obmedzenia technológie zobrazenia domáceho kina. Tieto obmedzenia sa v posledných rokoch rozbili a televízory teraz dokážu výrazne prekročiť limity kontrastu a farieb minulosti. Rozšírené možnosti vyžadujú rozšírené obrazové signály, a preto prichádza vysoký dynamický rozsah (HDR) a široká farebná škála.

HDR je skupina video formátov, ktoré odosielajú na obrazovku omnoho viac informácií o každom pixeli ako štandardný dynamický rozsah alebo SDR video. Signál hovorí, že každý pixel má byť jasnejší, tmavší alebo farebnejší. Zatiaľ čo drvivá väčšina obsahu 1080p a približne 4K je stále SDR, väčšina nového obsahu 4K (a mnoho moderných remasterovaných verzií filmov) je HDR. Jedinou otázkou je, v akom type HDR tento obsah prichádza.

Na rozdiel od video signálov SDR, ktoré majú veľmi nastavené úrovne kontrastu a farieb, HDR prichádza v rôznych verziách. HDR10 používa pevné úrovne, iba v širších rozsahoch ako SDR. Dolby Vision používa dynamické metaúdaje, ktoré upravujú hodnoty na základe konkrétneho televízora, na ktorom je zobrazené. HDR10 + tiež používa dynamické metadáta, ale iný typ ako Dolby Vision. Potom je tu hybridný záznam gama (HLG), ktorý vôbec nepoužíva metadáta, ale upravenú gama krivku, takže môže pracovať s vysielacími signálmi a televízormi bez HDR.

Jedná sa o veľa rôznych video formátov, na ktoré je možné kalibrovať televízory, a štandardné kalibračné techniky sa nemusia nevyhnutne vzťahovať. Komunita domáceho kina vyvíja nové a lepšie spôsoby kalibrácie televízorov s vysokým rozlíšením pre rôzne obsahy. Doteraz nižšie uvedené metódy primárne vysvetľujú základy procesov kalibrácie SDR. Veľa z toho sa týka kalibrácie HDR, ale ako sa formáty neustále vyvíjajú, tieto techniky sa budú vyvíjať s nimi.

Získanie najlepšieho kontrastu

Kalibrácia je však viac ako len meranie a porovnávanie čísel. Televízory je potrebné kalibrovať do miestnosti a jasne osvetlená obývacia izba bude mať výrazne odlišné potreby, ako stmavené domáce kino. Či už váš televízor bojuje s denným svetlom odrážajúcim sa od bielych stien, alebo či je pohodlne usadený v dobre zariadenej, tmavošedej jaskyni, je to rozdiel, ktorý určuje, aké svetlo a farbu potrebuje rozložiť. Vo svetlých izbách môže byť gama (vysvetlené nižšie) nastavená na nízku krivku a farby môžu byť trochu presýtené, aby vynikli oproti okolitému svetlu. V tmavej miestnosti môže vyššia krivka gama pomôcť zachovať detaily tieňov pred nižšou úrovňou osvetlenia.

Profesionálna kalibrácia je pomerne zdĺhavý proces, ktorý sa začína najširšími a najuniverzálnejšími zmenami v nastavení obrazu televízora a neustále ich zužuje. Tým sa zabezpečí, že zmeny, ktoré vykonáte neskôr, nezrušia úpravy, ktoré ste vykonali predtým, čím zabránite tomu, aby sa proces stal nekonečnou slučkou úprav a kontroly. Stále je toho však dosť; byť dôkladný vyžaduje, aby ste sa ubezpečili, že získané čísla sú medzi vyladeniami konzistentné.

Pred nastavením obrazu televízora musíte skontrolovať, či televízor tento obraz správne spracuje. Vyžaduje si to kontrolu geometrie obrazovky alebo spôsobu, akým televízor zobrazuje signál, ktorý prijíma. Ak signál nezodpovedá natívnemu rozlíšeniu televízora, musí sa roztiahnuť alebo orezať, aby sa zmestil, čo znamená, že televízor bude obraz deformovať. To môže veľmi zmeniť spôsob, akým sa objavia testovacie vzorce a tabuľky použité na kalibráciu televízora, a preto je dôležité pred vykonaním akýchkoľvek ďalších úprav skontrolovať správnu geometriu. Pre generátory signálu to znamená, že výstup zodpovedá televízoru. Pre samotný televízor to znamená, že režim transfokácie (alebo pomer strán alebo rozmerov) je nastavený na natívnu reprodukciu obrazu v pomere 1: 1 a že obraz nie je orezaný (bežný efekt známy ako nadmerné skenovanie) alebo natiahnutý v žiadnom spôsobom. Po nastavení môžete pokračovať kalibráciou.

Rovnako ako samotný televízny obraz, kalibračný proces možno rozdeliť na dve polovice: svetlo a farbu. Najprv musíte upraviť celkové množstvo svetla, ktoré televízor vydáva, a potom môžete vyladiť jednotlivé farby na základe svetla, ktoré má vyprodukovať.

Svetelný výkon sa začína svetelným zdrojom televízora. V prípade LCD je to zvyčajne systém podsvietenia LED. Pre projektory je to lampa. V prípade televízorov OLED sú to samotné OLED. Vo všetkých prípadoch je to definované nastavením podsvietenia alebo OLED svetla. Je to skutočne gombík hlasitosti toho, koľko svetla vydáva váš televízor. Toto nastavenie ovplyvňuje všetko, čo televízor zobrazuje.

Po nastavení objemu svetla musia kalibrátori nastaviť limity tohto svetla. Toto sú nastavenia jasu a kontrastu. Jas určuje úroveň čiernej farby obrazu, zatiaľ čo kontrast určuje vrcholový jas bielej farby (štítky sú síce kontraintuitívne). Kalibrácia jasu a kontrastu zabezpečuje, že čiernobiela farba je nastavená na miesto, kde by mala byť. Inými slovami, nastavujú extrémy svetla a tmy v objeme svetla, ktoré ponúka nastavenie podsvietenia.

Digitálne signály štandardného dynamického rozsahu nastavili hodnotu 16 na čiernu a 255 na bielu a všetko pod 15 a nad 256 je miestnosť na kývanie. Táto hodnota sa mení s vysokým dynamickým rozsahom, ktorý rozširuje rozsah na 64 až 970 (10-bit) a 256 na 3 760 (12-bit). Medzi bielou a čiernou je viac hodnôt a spolu s čiernymi a nad bielymi je viac miestností na krútenie.

Po nastavení podsvietenia, jasu a kontrastu je ďalším krokom kontrola gama televízora. Ak je podsvietenie celkový objem svetla a jas a kontrast sú nastavenými extrémami svetla, gama je spôsob, akým televízor pri zmene signálu prechádza z čiernej na bielu. Gama je dôležité nastavenie pre akékoľvek digitálne zobrazenie.

Ľudské oko nevidí svetlo v lineárnych krokoch. Zmeny svetla vnímame inak, ako len to, že sme zistili, že dvakrát toľko svetla je dvakrát jasnejšie. Gama úpravy menia progresiu svetla na obrazovke tak, aby vyzerala prirodzenejšie, ako keby sa úrovne svetla zvyšovali v rovnomerných a konzistentných krokoch.

Úprava kriviek gama je veľmi dôležitá pre kalibráciu televízora tak, aby vyhovoval miestnosti. Vyššie krivky sa javia tmavé, ale v divadelných prostrediach, ktoré úmyselne blokujú svetlo, aby poskytovali ten najpôsobivejší zážitok, nechajú detaily tieňov vyjsť oveľa jasnejšie, zatiaľ čo zachovajú ľahko rozpoznateľné a nevyfúknuté svetlá. V jasne osvetlenej miestnosti zmiznú tieňové detaily v celom okolitom svetle pomocou tejto krivky. Potrebná je nižšia krivka gama, vďaka ktorej bude obraz svetlejší, aby umožnil prejsť týmito detailami. Pre divákov prichádzajú tiene a svetlá sú dostatočne jasné na to, aby boli ľahko viditeľné, keď by sa tie isté svetelné efekty, ktoré používajú túto spodnú krivku, objavili v stmavenom domácom kine a rovnomerne jasné.

Kalibrácia farieb a profesionálna práca

Podsvietenie, jas a kontrast môžu používatelia ľahko upraviť pomocou testovacieho disku Blu-ray s cenou 30 dolárov. Kalibračný disk Spears & Munsil má všetko, čo potrebujete na vykonanie týchto základných kontrol. Po týchto krokoch je však potrebné zariadenie a odborné znalosti na kalibráciu farieb, aby vyzerali čo najpresnejšie.

S množstvom svetla, ktoré televízor vydáva správne kalibrovaným, je možné upraviť jednotlivé farby. Táto časť procesu nezačína s červenou, zelenou alebo modrou, ale s bielou. Biela sa môže veľmi líšiť v závislosti od teploty farby a to, čo by sa vám mohlo zdať ako biele, môže byť pri presnom meraní na meter mierne ružové, modré alebo zelené. Kalibrátory zmerajú biely bod a upravia ho podľa toho, ako blízko je jeho skutočná biela podľa meracieho prístroja. To môže zahŕňať individuálne ladenie červeného, ​​zeleného a modrého kanála na bielu medzi viacerými bodmi jasu.

Vyváženie bielej je potrebné nielen preto, aby biele vyzerali biele, ale preto, že každá biela farba, ktorú vyníma, je ovplyvnená týmito bielymi; je to východiskový bod, z ktorého sa televízory pohybujú rôznymi spôsobmi smerom k extrémom červenej, zelenej a modrej farby, čím ich kombinujú a vytvárajú milióny farieb, ktoré televízor dokáže. Počas tohto procesu sa na kalibráciu merajú rôzne úrovne jasu. Pri menšej ako maximálnej svietivosti sú biele sivé, čo robí postup kalibráciou v odtieňoch sivej. Kalibrátor stupňuje sivú a tmavšiu farbu pomocou všetkých dostupných prírastkov, ktoré ponúka televízor. Môže to byť rovnako jednoduché ako dvojstupňová kalibrácia, ktorá nastavuje svetlo šedú a tmavošedú (približne 30 percent a 70 percent šedej úrovne) alebo granulárna ako kalibrácia 10- alebo 20 krokov, ktorá vyžaduje toľko meraní a vylepší jednotlivé farebné kanály. na každom kroku.

Po nastavení bielych a šedých odtieňov tak, aby boli čo najpresnejšie, sa môže začať skutočná kalibrácia farieb. V tomto okamihu sa vďaka práci v predchádzajúcich krokoch televízor dostal čo najbližšie k dokonalosti, dúfajme, že výsledkom bude minimálne vyladenie farieb. Tento krok zahŕňa individuálne nastavenie základných farieb (červená, zelená a modrá) a sekundárnych farieb (azúrová, purpurová a žltá).

Vyladenie šiestich farieb môže znieť jednoduchšie ako ladenie 10 alebo 20 odtieňov šedej, ale každá farba má viacero premenných, ktoré je potrebné sledovať. Každá farba má odtieň (druh farby), sýtosť (množstvo farby) a jas (množstvo svetla vydávané spolu s farbou). Kalibrátory kontrolujú každú z týchto hodnôt pri súčasnom meraní televízora, čím zabezpečujú, že nielen každá červená farba je správnym odtieňom červenej, ale aj to, že je len dosť tejto červenej farby a že je dostatočne jasná, aby poskytla vyvážený obraz.

Po vyladení všetkých týchto nastavení a skontrolovaní a opätovnom skontrolovaní televízneho obrazu vizuálne aj pomocou glukomera je kalibrácia ukončená. Tento proces môže trvať niekoľko hodín, ale po dokončení si môžete byť istí, že váš televízor zobrazuje najlepší možný obraz. Úrovne osvetlenia sú vyvážené, biely a šedý odtieň sú neutrálne a farby sú také živé, ako ich dokáže LCD, OLED alebo projektor.