Kalibrator

Wyobraźmy sobie, że mamy poprowadzić multimedialną prezentację dla większej grupy ludzi. Najczęściej na takich pokazach korzysta się z dużych telewizorów albo projektorów, którym daleko do poprawnego oddania barw. Nawet jeśli są to urządzenia wysokiej jakości, zwykle są dość mocno rozregulowane. Jak poprawnie ustawić parametry obrazu, mając do dyspozycji tylko pilota i kilka minut?

Klikając w powyższy obraz ściągniemy oryginał kalibratora w rozdzielczości HD (1920x1080 pikseli). Znajdziemy tam szereg elementów służących do ustawiania i analizy pracy monitora. Obraz powinno się wyświetlić w skali 1:1. Jeśli monitor ma mniejszą rozdzielczość, należy wyświetlić fragment obrazu i dopiero wtedy przystąpić do regulacji. Wszystkie ustawienia winno przeprowadzać się używając wyżej dostępnego oryginału, a nie fragmentów zamieszczonych w opisie.

Jeśli nie posiadamy profesjonalnego urządzenia do kalibracji monitora, którego używamy zwykle do pracy, przedstawione tu rozwiązanie może tymczasowo zastąpić sprzętowy kalibrator. Co prawda kalibracja nie będzie zbyt dokładna, ale na pewno lepiej przeprowadzić choćby zgrubną regulację niż pozostawić przypadkowe ustawienia.

Na dole strony znajduje się filmowa wersja kalibratora.

Część pierwsza – gdy czasu jest niewiele

Interesuje nas tylko ten fragment.

Krok pierwszy – balans bieli

Spójrzmy na dwa szare pasy. Nie powinny mieć żadnego zabarwienia. Jeśli tak nie jest, wejdźmy do menu monitora albo, w ostateczności, ustawień karty graficznej komputera i poszukajmy sekcji odpowiedzialnej za balans bieli. Wybierzmy najpierw pozycję „sRGB” bądź 6500 Kelvinów, a potem wprowadźmy korekty dla poszczególnych barw.

Prawidłowy balans bieli, brak dominanty kolorystycznej.

Balans bieli zbyt zimny, prawdopodobnie ustawiono pozycję „Cool” bądź 9300 Kelvinów.

Balans bieli zbyt ciepły, prawdopodobnie ustawiono pozycję „Warm” bądź 5500 Kelvinów.

Krok drugi – kontrast

Obserwujemy fragment z cyframi: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 i tak długo manipulujemy wartością kontrastu, aż cyfra 1 zniknie, cyfra 2 będzie na skraju widoczności, natomiast wszystkie pozostałe cyfry będą widoczne.

Prawidłowy kontrast, tylko cyfra 1 jest niewidoczna.

Kontrast zbyt duży, widać jedynie cyfry: 3, 4, 5 i 6.

Kontrast zbyt mały, widać wszystkie cyfry, a czarne tło jest szare.

Część druga – gdy czasu jest więcej

W tym momencie uporaliśmy się z największymi problemami związanymi z rozkalibrowanym monitorem. Nasza prezentacja powinna już dobrze wyglądać, jednak jeśli możemy poświęcić jeszcze nieco czasu, przejdźmy do kolejnych kroków. Wróćmy jednak na chwilę do problemu nieprawidłowego kontrastu.

Na powyższym zdjęciu wszystkie szczegóły powinny być czytelne, także cienie pod drzewami i struktura chmur.

Gdy kontrast jest zbyt duży, cienie stają się czarne, a na chmurach pojawiają się białe plamy.

Zdjęcie łąki maków jest trudniejsze dla prawidłowego oddania tonów, lecz gdy kontrast jest poprawny, wszystkie szczegóły są czytelne.

Kiedy kontrast jest zbyt silny, mocna czerwień maków ulega przepaleniu i struktura płatków zanika tworząc gładkie czerwone plamy.

Na kalibratorze znajdziemy jeszcze charakterystyczną grafikę, która także pozwoli nam ocenić czy wartość kontrastu jest prawidłowa. Gradient powinien rozciągać się na całą wysokość grafiki, jak z lewej strony. Jeśli zanika, jak ze strony prawej, oznacza, iż kontrast jest zbyt duży.

Krok trzeci – gamma

Gamma to krzywa charakterystyki oddawania tonów (kolorów) urządzeń, które przetwarzają obraz. Nieprawidłowa gamma objawia się w postaci nienaturalnego rozjaśnienia lub ściemnienia obrazu, lecz bez wypalenia cieni bądź świateł, jak to było w przypadku zbyt wysokiego kontrastu. Regulacja gammy przedstawioną tu metodą jest możliwa wyłącznie w rozdzielczości natywnej i przy nieskompresowanej chrominancji.

Wartości gammy sygnału wychodzącego z komputera i monitora zgodne, nie widać żadnych przebarwień na grafice.

Gamma obrazu wyświetlanego jest zbyt niska, grafika jest jasna i widać przebarwienia w kolorach: cyjan, magenta oraz żółty.

Gamma obrazu wyświetlanego jest zbyt wysoka, grafika jest ciemna i widać przebarwienia w kolorach: czerwony, zielony oraz niebieski.

Gamma prawidłowa, tonalność zdjęcia zrównoważona.

Gamma za niska, zdjęcie zbyt jasne, za duży kontrast pomiędzy cieniami pod drzewami i sąsiadującymi obszarami.

Gamma zbyt wysoka, zdjęcie za ciemne. Chmury nienaturalnie jasne w stosunku do pozostałych elementów zdjęcia.

Gamma prawidłowa, tonalność zdjęcia zrównoważona.

Gamma za niska, nienaturalny kontrast między makami, a zbyt jasną zielenią łąki.

Gamma za wysoka, zdjęcie nienaturalnie mroczne.

Krok czwarty – banding

W przypadku gorszej jakości monitorów przy prawidłowo ustawionym kontraście na gradientach mogą pojawić się prążki.

Niewielka zmiana kontrastu albo poziomu poszczególnych składowych barw, niewpływająca znacząco na całość, pozwala czasem na redukcję tych zniekształceń.

Po lewej zniekształcenia znane jako banding, po prawej pełna tonalność, bez charakterystycznych konturów.

Prążki mogą występować także na wybranych barwach, jak na fragmencie z lewej strony.

Krok piąty – zawężona przestrzeń luminancji

Może się zdarzyć, że ustawienie kontrastu zgodnego z krokiem drugim będzie niemożliwe. Być może odpowiada za to przestawienie przestrzeni luminancji do tak zwanego poziomu broadcastowego, gdzie czerń odpowiada wartości 16, a biel 235. Jeśli na poniższych grafikach nie rozróżnimy par odcieni w tych samych barwach, ale o różnych odcieniach (prawe i lewe grafiki będą wyglądać identycznie), należy odszukać odpowiednią pozycję w menu monitora bądź karty graficznej (zwykle opisaną jako 0,255 i 16-235 albo PC i TV) i przestawić ją.

Krok szósty – nienatywna rozdzielczość

Jeśli większość grafik kalibratora sprawia wrażenie nieostrych lub poszarpanych, możliwe że monitor nie pracuje w naturalnej rozdzielczości, gdzie każdemu pikselowi wyświetlanemu odpowiada piksel fizyczny. Obraz wygląda wtedy jak na lewej grafice: pojawiają się prążki, a ostrość maleje, co widać zwłaszcza w przypadku napisu RESOLUTION.

W przypadku projektorów z programową korektą geometrii może się zdarzyć, że uzyskanie ostrego konturu w ogóle nie będzie możliwe. W każdym przypadku należy dążyć do uzyskania pełnej ostrości sprawdzając kolejne propozycje systemu operacyjnego dotyczące rozdzielczości obrazu, a w przypadku projektorów należy wyłączyć korektę programową.

Krok siódmy – wykrywanie kompresji chrominancji

Jeśli na drobnych elementach grafik pojawiają się kolorowe mozaiki albo przyciemnienia, być może monitor wprowadza podpróbkowanie chrominancji. Grafika opisana jako CHROMA SSAMPLING powinna być podobna do jednej z grafik znajdującej się niżej, której opis odpowiada rzeczywistemu modelowi subsamplingu. 4:4:4 to model bezstratny.

Ten fragment obrazu jest bardzo czuły na wszelkie zniekształcenia stratnych kompresorów i może być używany do porównania jakości algorytmów JPEG, kodeków filmowych itp.

Krok ósmy – sprawdzanie wybranych barw

Jeśli posiadamy X-Rite ColorChecker bądź wzornik Pantone, możemy porównać wybrane wyświetlane barwy z oryginałem.

Krok dziewiąty – przesunięcie obrazu

Dookoła kalibratora znajduje się jednopikselowa ramka w kolorze szarym. Jeśli nie widać jej na którejś krawędzi, oznacza, że obraz jest przesunięty albo rozdzielczość monitora jest niższa niż 1920x1080 pikseli, a grafika wyświetlana jest w rozdzielczości 1:1

Kalibrator zawiera także miarki ułatwiające identyfikację poziomów barw i jasności, pola szarości 12%, 18% (poziomy kontroli ekspozycji aparatów fotograficznych) i 90% (poziom balansu bieli) oraz mozaiki RGB do analiz pracy monitora na poziomie pojedynczych pikseli.

Filmowa wersja kalibratora

Kalibrator w wersji filmowej różni się od wersji obrazowej obecnością elementów animowanych. Znajdziemy tam pas, zmieniający w cyklach ośmiosekundowych jasność od czerni do bieli i z powrotem, który służy do wykrywania dynamicznego bandingu. Na pasie, w cyklach sześciosekundowych przesuwa się szary kwadrat, służący do wykrywania braku płynności wyświetlania obrazu i braku synchronizacji monitora z klatkażem filmu, ustalonym na 25 fps. Znajdziemy tam jeszcze sekundnik oraz strzałki wskazujące kanał emitowanego dźwięku, którym jest sygnał sinusoidalny o częstotliwości 1 kHz, trwający 33 ms, o poziomie -6 dB, powtarzający się naprzemiennie co sekundę, raz w kanale lewym, raz w prawym. Dzięki temu w razie potrzeby będziemy mogli łatwo zidentyfikować kanały audio. Materiał ma długość jednej minuty.

Tutaj znajduje się gotowa do użycia wersja skompresowana kodekiem h264 4:2:0, mp3, tutaj — dla własnych konwersji wersja skompresowana bezstratnie, a tu można znaleźć kalibrator na YouTube.

Twórcą opracowania jest Adam Śmiałek. Zezwala się na powielanie całości pod warunkiem umieszczenia informacji o twórcy oraz stronie źródłowej: przypadkiadama.com