Přesné měření jako základ kalibrace

Přesné tónové křivky a jak na ně. Takto to dělají profesionálové:

Jednotlivé obrazovky LCD se vzájemně odlišují úrovní jasu pro daný vstupní signál. Neodpovídají požadované gama funkci. Většinou mají tónové křivky tvar písmene S. Dále platí, že křivky pro červenou, zelenou a modrou barvu mají odlišný tvar. Použijete-li jako testovací obraz šedý klín, uvidíte barevná místa a nerovnoměrný průběh.

Příklad deformace stupně světlosti a odstínu u běžných monitorů
Jiné monitory (vlevo) verzus monitory Eizo ColorEdge (vpravo) – 1) deformace stupně světlosti, 2) deformace odstínu

Díky seřízení výrobcem a 16bitové tabulce LUT u monitorů ColorEdge nenajdete skokové ani plošné deformace stupňů světlosti. Šedá škála je rovnoměrná, vykazuje konstantní úroveň bílé a neobsahuje zabarvení.

Odchylky křivek gama při použití 8bitové tabulky LUT
Běžná 8bitová tabulka LUT, ideální křivka gama (červená) a nekorigovaná křivka (modrá)
16bitová tabulka LUT s ideální a korigovanou křivkou gama
Skutečná a ideální křivka gama se u 16bitové tabulky LUT přesně shodují

Přesný a plynulý nárůst úrovní šedi při věrném zobrazení s použitím 16bitové tabulky LUT. Skutečná křivka gama (modrá) se přesně překrývá s ideálním průběhem (červená).

Přesnou korekci lze stanovit a provést pouze pomocí speciálních a bohužel velmi drahých měřicích přístrojů. Běžně dostupné kolorimetry a spektrofotometry neposkytují dostatečnost přesnost. To platí zejména pro hloubky a tmavší střední odstíny. Projevuje se zde rovněž obtížný problém testovacích nástrojů a testů pro kalibraci a měření pomocí kolorimetrů a spektrofotometrů. Korekce odstínů a testy trpí stejnou chybou měření, a proto bývá naměřená barevná věrnost obrazovky pouze zdánlivá.

Barevná odchylka kolorimetru (DTP94)
Barevná odchylka analyzátoru Minolta Color Analyser CA210

Diagramy porovnávají barevné odchylky kolorimetru (DTP94) a analyzátoru Minolta Color Analyser CA210.

Z uvedených důvodů používá EIZO jinou metodu stanovení korekce tónových křivek u LCD monitorů, než je prosté použití kolorimetrů a spektrofotometrů. Kvůli vysokým nákladům je použití analyzátoru barev konečným uživatelem nerealizovatelné. Proto EIZO stanovuje tónové křivky LCD monitorů pro každý jednotlivý monitor ColorEdge již v rámci výroby. Každá ze základních barev je přesně nastavena v 255 kompenzačních bodech. Tím je dosaženo konzistentní barevné teploty v celé šedé škále – od černé až po bílou. Účinek: Barevné podání u různých monitorů EIZO ColorEdge je naprosto stejné, přesné a spolehlivé.

Minolta Color Analyser
Díky použití analyzátoru barev je reprodukce barev u různých monitorů EIZO ColorEdge naprosto shodná, přesná a spolehlivá.

Při následné kalibraci prováděné uživatelem v místě použití dochází k nastavení požadovaného bílého bodu a křivky gama kombinací měření a výpočtů na šedé škále. Bezpečným základem je precizní tovární kalibrace.


Kalibrace, kouzlo správné metody

Přesné tónové křivky a jak na ně. Takto to dělají profesionálové.

Jednotlivé obrazovky LCD se vzájemně odlišují stupněm jasu pro daný vstupní signál. To ovlivňuje i bílý bod. Kalibrace má tento problém odstranit.

Softwarová kalibrace:

Používají se tři různé metody kalibrace. Nejjednodušší je softwarová kalibrace, např. Apple ColorSync, Adobe Gamma Loader nebo Logo Loader. Tato metoda řídí reprodukci barev v rámci tabulky LUT grafické karty, která má zpravidla šířku pouze 8 bitů. Často způsobuje skokové a plošné deformace stupňů světlosti a zde se jí dále nebudeme věnovat.

Hardwarová kalibrace:

Vhodnější je hardwarová kalibrace. V jejím rámci se používá tabulka LUT monitoru, která má větší barevnou paletu pro generování barev a odstínů. Rozlišujeme dva typy.  Jednodušší typ je založen výlučně na použití běžně dostupných kolorimetrů a spektrofotometrů. Protože přesnost měření u tmavších odstínů není příliš vysoká, provádí se mírné zvýšení hodnoty černé. Korektury se většinou definují prostřednictvím výrobcem dodávaného softwaru v tabulce LUT monitoru.

Hardwarová kalibrace EIZO:

EIZO používá hardwarovou kalibraci vyvinutou speciálně pro monitory ColorEdge. Tato kalibrace zahrnuje dvě tabulky LUT, což skýtá rozhodující výhodu. V jedné tabulce LUT jsou uložena individuální nastavení bílého bodu a gama. Druhá tabulka LUT obsahuje tovární kalibraci. EIZO v zásadě upřednostňuje čistou tovární kalibraci. Tónová křivka sice nemůže být zcela přesná, ale díky kalibraci kolísá pouze bílý bod.

EIZO Extra:

Nástroj ColorNavigator však umožňuje uživatelskou kalibraci „Grey Balance“. V jejím rámci je přibrán určitý počet kontrolních bodů šedého klínu do řízení LUT a do profilu. Zde nabízí EIZO ještě další metodu, totiž kombinaci tovární kalibrace s uživatelskou kalibrací „Grey Balance“. Nicméně i zde musí být hodnota černé mírně zvýšena.

Diagram tónových křivek různých monitorů

Následující diagram zobrazuje tónové křivky různých obrazovek. Měření bylo provedeno přístrojem Minolta CS1000. Obrazovky výrobců A a B vykazují vlnité čáry a nepřesnosti nejhlubších tónů. To znamená, že zde byla provedena pouze jednoduchá hardwarová kalibrace.

Stupně světlosti EIZO jsou naopak plynulé a obecně bližší požadovaným hodnotám jasu.


Správa barev za oponou

Přesné tónové křivky a jak na ně. Takto to dělají profesionálové.


U jednotlivých LCD panelů se vzájemně odlišují poměry mezi jasem a mísením (sčítáním) červené, zelené a modré barvy pro daný obrazový signál. To je možné určit a upravovat pouze s pomocí speciálních měřicích přístrojů. Při výrobě proto EIZO nastavuje barvy a tónovou křivku každého monitoru ColorEdge ve 343 opěrných bodech a pro každou základní barevnou složku. Tím je v celém rozsahu šedi dosažena stálá barevná teplota. Barevné odchylky dosahují v průměrné hodnoty pouze 0,34 Δe. Účinek: Barevné podání u různých obrazovek ColorEdge je naprosto shodné, přesné a spolehlivé.
Díky své 16bitové tabulce LUT reprodukují obrazovky ColorEdge obrazové signály s rozlišením 1 : 65 000. Také u tmavých barevných tónů zůstanou zachovány všechny barevné odstíny a jemná kresba. Tato spolehlivá reprodukce omezuje počet korektur, a snižuje tak časové nároky. Pro obzvláště přesnou kalibraci barev vytvořila společnost EIZO pro většinu svých zařízení trojrozměrnou tabulku LUT (3D Look-Up-Table). Ta zaručuje přesné sčítání základních barev pro libovolný barevný odstín.
Obvod instalovaný v LCD monitorech ColorEdge (ASIC) pro výpočet barev a kalibraci obsahuje dvě korekturní tabulky (LUT). 16bitová tabulka LUT obsahuje požadované cílové vlastnosti, tj. bílý bod a gama, pro kalibraci prováděnou uživatelem. Další („zadní“) tabulka LUT obsahuje kompenzaci nežádoucích vlastností stupňů světlosti monitoru LCD. Obrázek ukazuje funkci tří podstatných procesů a průběh signálu – správu barev přímo v monitoru.

Schéma zobrazuje funkci tří podstatných procesů a průběh signálu v monitoru
Schéma vyobrazuje funkci tří podstatných procesů a průběh signálu – správu barev přímo v monitoru

V přední tabulce LUT se přenáší požadovaný bílý bod prostřednictvím kombinace měření a výpočtů na šedou škálu. Cílové vlastnosti g (např. 1,8) se určují výpočtem. Čím větší je přesnost výpočtu – EIZO používá 16bitovou tabulku LUT – tím přesnější a plynulejší jsou získané vlastnosti g.

Konverze barevného prostoru: Pokud samotné nastavení cílových vlastností g nevede ke správné teplotě barev, vypočte se i teplota barev. Dále platí: čím přesnější je výpočet, tím více se dosažená teplota barev přibližuje cílové hodnotě.

V zadní tabulce LUT se provádí kompenzace vlastností jednotlivých obrazovek LCD. Tento krok odstraňuje nežádoucí vlastnosti tónové křivky monitoru LCD (tónové křivky ve tvaru písmene „S“) a zajišťuje dosažení plynulých vlastností g.



Kalibrace

Vše o softwaru EIZO ColorNavigator