Защо има значение калибрирането на телевизора

Извън кутиите телевизорите могат да изглеждат леко затъмнени (благодарение на енергийно ефективни пресети) или диво раздути и прилични (в режимите на Store или Vivid). Няколко минути пъхане в менютата на вашия телевизор могат да отстранят тези проблеми и да ви дадат много по-хубава картина, която е както по-лесна за очите, така и по-вярна на филма или шоуто, което гледате.

Ако искате перфектна снимка или колкото можете по-близо, трябва да калибрирате вашия телевизор. Можете да го направите сами: Всеки с Blu-ray плейър може да извърши основно калибриране с помощта на тестов диск като Spears & Munsil HD Benchmark 2.0, за да получи много по-добра картина. Дискът е стандартен Blu-ray, така че поддържа само 1080p видео и не предоставя калибриране за 4K HDR съдържание (въпреки че Spears & Munsil работи върху 4K HDR Ultra HD Blu-ray калибриращ диск).

За да се потопите наистина дълбоко в множеството настройки, необходими за постигане на най-добрата възможна точност на цветовете, обаче се препоръчва професионално калибриране от сертифициран ISF техник. Професионалното калибриране е скъпа услуга, обикновено запазена за настройките на домашното кино по поръчка и изисква както техническа експертиза, така и специализирана екипировка. Тук в PCMag, в нашата лаборатория, ние използваме същите техники за оценка на ISF и измервателно оборудване за тестване и преглед на телевизорите.

Какво е ISF?

Джоел Силвър е бащата на телевизионното калибриране. Това не е преувеличение; основателят на Imaging Science Foundation, Inc. повлия на цялата индустрия как да усъвършенства телевизионни снимки и какво да позволи на потребителите да се адаптират, за да отстранят проблемите. Вашият телевизор може дори да има ISF калибриран режим на картина, погребан в менютата му, и този режим вероятно е най-доброто начало за получаване на точно, подробно изживяване.

Среброто и ISF са най-големите имена в калибрирането на телевизия от десетилетия, а сертификатът ISF е един от основните показатели, че калибраторът знае какво прави. ISF работи с телевизионни производители и индустриални съюзи, за да определи стандартите за качество на картината и процесите на измерване и калибриране. ISF също провежда семинар за сертифициране на полумесеци в целия свят.

Инструменти на търговията

Калибраторите не използват много инструменти, но няколкото, от които зависят, са скъпи, редки и жизненоважни за процеса. Най-важните инструменти са електромерите. Устройства като SpectraCal C6 и Klein K-10A колориметри измерват точно колко и каква светлина се излъчва от телевизия. Тези измервателни уреди могат да определят както яркостта (количеството светлина), така и цвета, които са двата основни аспекта на всяка телевизионна картина.

Не можете да измерите с точност какво излъчва телевизията, ако не можете да сте абсолютно сигурни какъв сигнал получава. Различни приемници, медийни хъбове и Blu-ray плейъри могат да обработват видео по малко различни начини и най-малката промяна в този сигнал може напълно да изхвърли процеса на калибриране.

Оттук идва другият жизненоважен калибратор, генераторът на сигнали. Тези устройства извеждат много прецизни видео сигнали към телевизор за калибриране. Това е нещо повече от бяло, червено, зелено и синьо за измерване на метри; генераторите на сигнали се зареждат с десетки тестови модели и диаграми както за визуално регулиране, така и за автоматично измерване на телевизионни снимки.

Това оборудване обикновено струва повече от която и да е телевизия, която пазарувате. Генераторите на сигнали DVDO AVLab и Murideo Fresco 6-G могат да бъдат намерени съответно за 1400 и 2500 долара. Цветният метър SpectraCal C6 се предлага за 700 долара, докато много по-прецизният Klein K-10A е почти десет пъти по-голям (а дори и по-модерните измервателни уреди могат да струват около колкото луксозен автомобил). Тези устройства са свързани заедно със софтуера CalMAN на SpectraCal, пакет за калибриране и измерване, който също струва стотици или хиляди долари в зависимост от необходимата функционалност.

Тези колориметри трябва да се поддържат и калибрират сами, обикновено чрез измерване и регулиране на показанията им в сравнение с още по-съвременно и прецизно оборудване. Едно такова устройство е спектрорадиометърът Konica-Minolta CS-2000, много обемист метър, който струва над 28 000 долара.

Между другото, това използваме за тестване на телевизори в PC Labs: колориметър Klein K-10A, генератор на сигнали Murideo SIX-G и CalMAN. Те не позволяват на калибраторите да ощипват телевизорите, за да изглеждат по-добре, но ни позволяват да измерваме телевизионната ефективност с ниво на прецизност домашните потребители просто не могат да достигнат. Имаме и спектрорадиометър Konica Minolta CS-200, малкият брат на споменатия по-горе CS-2000, за допълнително тестване, когато е необходимо.

Въпросът за HDR

Калибрирането на телевизора е исторически фокусирано върху настройката на телевизорите, за да съответстват на контраста и цветовете въз основа на определени стандарти за видео сигнали, като се вземат предвид ограниченията на технологията за показване на домашното кино. Тези ограничения бяха нарушени през последните няколко години, като телевизорите вече могат да надхвърлят границите на контраста и цветовете от миналото. Разширените възможности изискват разширени видео сигнали и точно там се появяват висок динамичен диапазон (HDR) и широка цветова гама.

HDR е набор от видео формати, които изпращат много повече информация за всеки пиксел на екран, отколкото стандартния динамичен диапазон или SDR, видео. Сигналът казва на всеки пиксел да стане по-ярък, по-тъмен или по-цветен. Докато огромното мнозинство от 1080p съдържание и някои 4K съдържание все още е SDR, най-новото 4K съдържание (и много модерни ремастерирани версии на филми) е HDR. Единственият въпрос е какъв тип HDR влиза това съдържание.

За разлика от SDR видео сигналите, които имат много зададени нива на контраст и цвят, HDR се предлага в различни версии. HDR10 използва фиксирани нива, само с по-широки диапазони от SDR. Dolby Vision използва динамични метаданни, които коригират стойностите въз основа на конкретния телевизор, на който се показва. HDR10 + също използва динамични метаданни, но различен тип от Dolby Vision. След това има Hybrid Log Gamma (HLG), който изобщо не използва метаданни, а вместо това коригирана гама крива, така че да може да работи с излъчвани сигнали и не-HDR телевизори.

Това са много различни видео формати за калибриране на телевизори, а стандартните техники за калибриране не се прилагат непременно. Обществото за домашно кино разработва нови и по-добри начини за калибриране на телевизори с HDR способност за разнообразно съдържание. Засега методите по-долу обясняват основно основите на процесите за калибриране на SDR. Голяма част от тях важи за калибрирането на HDR, но тъй като форматите продължават да се развиват, тези техники ще се развиват с тях.

Получаване на най-добрия контраст

Калибрирането обаче е повече от просто измерване и сравняване на числа. Телевизорите трябва да бъдат калибрирани в стаята и ярко осветената всекидневна ще има много по-различни нужди от картина от затъмненото домашно кино по поръчка. Независимо дали вашият телевизор се бори с дневна светлина, отскачаща от бели стени, или е настанен удобно в добре обзаведена, тъмно сива пещера е разликата, която определя какъв вид светлина и цвят трябва да изложи. В светлите помещения гама (обяснена по-долу) може да се регулира на ниска крива и цветовете могат да бъдат пренаситени само малко, за да се откроят спрямо околната светлина. В тъмна стая по-високата гама крива може да помогне за запазване на детайлите в сянка спрямо ниското ниво на светлина.

Професионалното калибриране е доста продължителен процес, който започва с най-широките, най-универсални промени, които можете да направите в настройките на картината на телевизора и постоянно ги стеснява. Това гарантира, че промените, които правите по-късно, не отменят корекциите, които сте направили преди, като не позволявате на процеса да се превърне в безкраен цикъл за коригиране и проверка. Все още има доста голяма част от това; да бъдеш задълбочен, трябва да се увериш, че получените числа съвпадат между ощипването.

Преди да коригирате снимката на телевизора, трябва да сте сигурни, че телевизорът ще обработва правилно тази картина. Това изисква проверка на геометрията на екрана или как телевизорът показва сигнал, който получава. Ако сигналът не съвпада с естествената разделителна способност на телевизора, той трябва да бъде опънат или подрязан, за да се побере, и това означава, че телевизорът ще изкриви картината. Това може диво да промени начина, по който изглеждат тестовите модели и диаграмите, използвани за калибриране на телевизора, поради което е жизненоважно да се уверите, че геометрията е правилна, преди да направите каквито и да било други корекции. За генераторите на сигнали това означава да се гарантира, че изходът съвпада с телевизора. За самия телевизор това означава да се уверите, че режимът Zoom (или Аспект или Размер) е настроен на естествено възпроизвеждане на картина 1: 1 и че картината не се изрязва (общ ефект, известен като надскачане) или се разтяга във всеки начин. След като това е зададено, можете да продължите с калибрирането.

Подобно на самата телевизионна картина, процесът на калибриране може да бъде разделен на две половини: светлина и цвят. Първо трябва да коригирате общото количество светлина, което телевизорът излъчва, след което можете да настроите всеки отделен цвят въз основа на светлината, която е настроен да произвежда.

Изходът на светлина започва с източника на светлина на телевизора. За LCD екраните обикновено това е система с LED подсветка. За проекторите това е лампа. За OLED телевизорите това са самите OLED. Във всички случаи това се определя от настройка на задно осветяване или OLED светлина. Това е ефективно копчето за сила на звука колко светлина излага телевизорът ви. Тази настройка засяга всичко, което телевизията показва.

След като коригират силата на звука, калибраторите трябва да зададат границите на тази светлина. Това са настройките за яркост и контраст. Яркостта диктува нивото на черното на картината, докато контрастът определя пиковата яркост на бялото (етикетите са явно противоположни). Яркостта и калибрирането на контраста гарантират, че черно-бялото е настроено на мястото, където трябва да бъдат. С други думи, те задават крайностите на светлината и тъмнината в рамките на силата на силата на светлината, която предлага настройката за подсветка.

Стандартните цифрови сигнали с динамичен диапазон са задали стойността на 16 като черни и 255 като бели, а всичко под 15 и над 256 е помещение. Тази стойност се променя с висок динамичен диапазон, който разширява обхвата до 64 до 970 (10-битов) и 256 до 3 760 (12-битов). Има повече стойности между бяло и черно, заедно с повече стойности на помещението за мъгла под черното и над бялото.

Със зададена подсветка, яркост и контраст следващата стъпка е проверка на гамата на телевизора. Ако подсветката е общият обем на светлината, а яркостта и контрастът са зададените крайности на светлината, гама е начинът, по който телевизорът преминава от черно в бяло, докато сигналът се променя. Gamma е важна корекция за всеки цифров дисплей.

Човешкото око не вижда светлина в линейни стъпки. Ние възприемаме промените в светлината по различен начин, отколкото просто да разпознаем, че два пъти повече светлина е два пъти по-ярка. Настройките на гама променят прогресията на светлината на екрана, за да изглежда по-естествено, отколкото ако нивата на светлина се увеличават при равномерни, последователни стъпки.

Регулирането на гама криви е много важно за калибриране на вашия телевизор според стаята. По-високите извивки изглеждат тъмни, но в театрални среди, които умишлено блокират светлината, за да осигурят най-потапящото преживяване, те позволяват на детайлите на сенките да излязат много по-ясно, като запазват светлинните светлини лесно забележими и не издухани. В ярко осветена стая детайлите за сянка изчезват при цялата околна светлина, използвайки тази крива. Необходима е по-ниска гама крива, която прави картината да изглежда по-лека, за да позволи тези подробности да проникнат. За зрителите излизат сенки, а акцентите са достатъчно ярки, за да се видят лесно, когато същите тези акценти, използващи тази долна крива, ще изглеждат издухани и хомогенно ярки в затъмнено домашно кино.

Калибриране на цвета и професионална работа

Подсветката, яркостта и контрастът могат лесно да се настройват от потребителите, като използват тест диска Blu-ray за 30 долара. Калибрационният диск Spears & Munsil има всичко необходимо за извършване на тези основни проверки. След тези стъпки обаче е необходимо оборудване и експертиза за калибриране на цветовете, за да изглеждат най-точно.

С количеството светлина, който телевизорът издава правилно калибрирано, отделните цветове могат да се настройват. Тази част от процеса започва не с червените, зелените или сините, а с белите. Бялото може да варира диво на базата на цветовата температура и това, което може да изглежда само по себе си бяло, може да бъде леко розово, синьо или зелено, когато се измерва точно с метър. Калибраторите измерват бялата точка и я настройват според това колко е близо до истинското бяло според метъра. Това може да включва индивидуално настройване на червени, зелени и сини канали за бяло сред множество точки на яркост.

Балансът на бялото е необходим не само, за да изглежда бялото бяло, а защото всеки цвят, който телевизорът излага, се влияе от тези бели; това е отправна точка, от която телевизорите достигат с колело в различни посоки към крайностите на червените, зелените и сините, като ги смесват, за да произведат милионите цветове, на които телевизорът е способен. По време на този процес се измерват различни нива на осветеност за калибриране. При по-малка от пиковата яркост, белите стават сиви, което прави процедурата калибриране на сивите скали. Калибраторът стъпва в сиво надолу по-тъмно и по-тъмно, като използва каквито и да са стъпки, които телевизорът предлага. Това може да бъде просто като калибриране в две стъпки, което регулира светло сиво и тъмно сиво (приблизително 30 процента и 70 процента сиво ниво) или гранулирано като калибриране с 10 или 20 стъпки, което отнема толкова много измервания и настройва отделни цветни канали всяка стъпка от пътя.

След като белите и сивите се коригират, за да бъдат максимално точни, действителното калибриране на цвета може да започне. В този момент работата на стъпалата, направена в предишните стъпки, направи телевизора максимално съвършен, надяваме се да доведе до минимално количество ощипване на цветовете. Тази стъпка включва коригиране на основните цветове (червено, зелено и синьо) и вторичните цветове (синьо, пурпурно и жълто) поотделно.

Изтръскването на шест цвята може да звучи по-просто от настройването на 10 или 20 нюанса сиво, но всеки цвят има множество променливи, които трябва да бъдат наблюдавани. Всеки цвят има оттенък (вида на цвета), наситеността (количеството цвят) и яркостта (количеството светлина, изложена заедно с цвета). Калибраторите проверяват всяка от тези стойности, като непрекъснато измерват телевизора, като се уверяват, че не само всяко червено е подходящият нюанс на червеното, но и че има достатъчно достатъчно от това червено и е просто достатъчно ярко, за да даде балансирана картина.

С оправянето на всички тези настройки и телевизионната картина се проверява и проверява отново визуално и с метър, калибрирането накрая приключва. Процесът може да отнеме няколко часа, но когато приключите, можете да сте сигурни, че телевизорът ви показва възможно най-добрата картина. Нивата на светлината са балансирани, бялото и сивите са неутрални, а цветовете са толкова жизнени, колкото вашият LCD, OLED или проектор може да ги направи.