(2009 augusztus)

A következő rövid írásban ismertetjük, hogy legalább milyen mértékben, és miért érdemes egy házimozi felhasználásra szánt projektort beállítani (bár a metódus a többi, multimédiás, ill. prezentációs vetítő esetében is alkalmazható), annak érdekében, hogy a képminőség a vetítő tudásához mérten a lehető legjobb legyen. A leírás a projektortesztek kiegészítéseként készült, a tesztekben használt fogalmak és értékelés magyarázataként.

Miért kalibráljunk?

Jogosan tesszük fel a kérdést, van-e értelme műszerrel „nekiesni” egy mai vetítő beállításának, hiszen a gyártók várhatóan nem összevissza beállított megjelenítőket hoznak forgalomba (?). Ha így tennének, nyilván eladhatatlan lenne a termék, mivel az átlagos felhasználó nem képes (nem is kell tudnia) egy komolyabb beállítást végigcsinálni. Emellett a tökéletes színhűség kergetése is kérdéses, hiszen javarészt mozifilmeket nézünk majd egy házimozi vetítőn, és a legtöbb film finoman szólva kevert stílusban színezett, a készítők gyakran nem is törekszenek a természetes színek megjelenítésére. Mindezek ellenére még a gyárilag legjobban beállított projektoroknál is érdemes egy kis időt rászánni legalább az alapbeállításokra. Az a tapasztalat, hogy egy-két kivételt leszámítva, egészen komoly és drága készülékekből is jobb kép hozható ki egy kis műszerrel támogatott finomhangolással.

A kalibrálás lépései

(Megjegyzés: A szemléltető ábrák rosszul beállított monitoron nem lesznek tökéletesek)

1) Végpontozás

Az alsó és felső tartomány becsukódása információvesztést okoz a sötét és világos tartományban

Ezen a skálán a fekete túl világos, a fehér pedig még szürke. Így nem maradunk le semmilyen képi információról, de a kép lapos, kontraszt nélküli lesz

A tökéletesen beállított végpontozás elengedhetetlen a vetítő maximális kontrasztjának kihasználásához, és a sötét, illetve világos tartomány is megtartja részletező képességét

2)  Szürkekalibrálás, fehérpont (színhőmérséklet) beállítása

A jó színvisszaadási képesség alapja a pontos szürkeárnyalatos megjelenítés. A kalibrálás célja itt az, hogy a projektor a teljes világosságtartományban értelmezett (0-100% intenzitás) szürkeárnyalat-megjelenítése egyenletes és megfelelő színhőmérsékletű legyen. A filmgyártás folyamán alkalmazott szabvány a 6500K színhőmérséklet, így érdemes nekünk is erre kalibrálnunk a rendszert. Ha ennél hidegebb a szürkeskálánk, akkor kékes/zöldes színezetű a kép, ha melegebb, akkor vöröses/sárgás színezetű. Hozzá kell persze tenni, hogy a szem igen jól alkalmazkodik a különböző színhőmérsékleti körülményekhez, hiszen természetes napfényben is jelentősen változó színhőmérsékletű megvilágítást kapunk attól függően, hogy a Nap éppen merre jár az égbolton. Ennek ellenére érdemes a 6500K közelében tartani a vetítőt, nemcsak azért mert ez az általánosan elfogadott szabvány, hanem mert ez adja a legtermészetesebb szürkéket (fehéret).

Technikai oldalról a projektoroknál a 6500K-re való kalibrálásnak külön problémaforrása van. A helyzet ugyanis az, hogy a vetítőkben használt fényforrás – főleg az alsó- és középkategóriás gépekben használt lámpatípusoknál – kisebb teljesítményű a vörös tartományban, mint a spektrum többi részében. A lámpa saját fénye emiatt erősen kékes-zöldes árnyalatú. Ezt ellensúlyozni csak megfelelő optikai szűrővel, vagy a megjelenítő zöld és kék paneljeinek „visszafogásával” lehet. Mindkét megoldás jelentősen csökkenti a fényerőt, az utóbbi azonban még a megjeleníthető on/of kontrasztot is visszafogja. A legtöbb vetítőben az utóbbi megoldást alkalmazzák. Ez azt jelenti, hogy a lámpa saját színén értelmezett és a bekalibrált natív on/off kontraszt között meglehetősen nagy különbségek mérhetők. A tesztek során ezért is ragaszkodunk a korrekt 6500K kalibráláshoz, mivel a legtöbb projektor kontraszt-specifikációja (azaz a gyári adat) szinte kizárólag a lámpák saját színhőmérsékletén van megadva, ami valójában gyakran teljesen nézhetetlen kékes-zöldes színezetű képet jelent.

A színhőmérsékletet és az RGB együttfutást az olcsóbb projektoroknál nem tudjuk precízen görbeszinten beállítani. Általában jó eredményt lehet elérni azzal, hogy megkeressük azt a gyári színhőmérséklet-beállítást, amely közel van a 6500K-hez, és az RGB control menüben az RGB bias és offset értékeket tologatva próbáljuk a lehető legjobb állapotot elérni. Jobb esetben van a vetítőben lehetőség az RGB görbék pontos állítására, ekkor nagyon jól „belőhető” a szürke.

Ha esetleg a vetítőn már gyárilag jól van beállítva a szürke, akkor örülhetünk, de nem szabad elfelejteni, hogy az olcsóbb lámpák színezete és fényereje a 2-5000 órás életútjuk során jelentős mértékben változik, így néhányszáz óránként akár új szürkekalibrációra is szükség lehet.

Az egyik gyakran használt UHP lámpa típus sugárzási spektruma új állapotban. Jól látható, hogy a zöld és a kék tartomány sokkal erősebb, ami ellensúlyozásra szorul a jó szürke-megjelenítéshez

A 6500K-es kalibrálás során tehát a lámpa saját fénye kiegyenlítésre kerül, és a 0-100% tartományban meg kell próbálni elérni, hogy az RGB színösszetevők együtt fussanak. Ha ez sikerül, akkor a szürke megjelenítés közel tökéletes lesz. Ha ezt nem tesszük meg, természetesen nemcsak a szürkeárnyalatok, hanem a színes kép sem lehet megfelelő, mivel már a színinformációk megjelenése nélkül is színeket ad a képhez a vetítő. Erre itt látható a példa:

Szürkeskála nagyon rossz RGB együttfutással

Egy másik példa a rossz RGB együttfutásra. A szaggatott vonal a 100%-os érték, ez jelentené a 6500K színhőmérsékletet, ha mindhárom csatorna értékei a 100% vonalon futnának

Szürke skála jó együttfutással, rossz színhőmérsékleten. A kék és a zöld csatorna jóval a vörös felett fut. Egy UHP lámpa a saját színével hasonló módon képes rossz színezetet adni a képnek

Egy UHP lámpás LCD projektor szürkeskálája Vivid módban. A csatornák szép vízszintesen futnak, de a színhőmérséklet nagyon hideg, 10000K felett van. A jelenség oka, hogy az UHP lámpa vöröse gyenge. A kép színezete erőteljesen zöldeskék lenne, ha nem ellensúlyoznánk megfelelő beállítással.

Szüke skála tökéletes együttfutással és színhőmérséklettel

RGB együttfutás közel tökéletesre sikerült beállítás után. Az 0-10%-os szürke már kiesett a kalibráló műszer mérési tartományából, ezért az extrém kitérés az alsó tartományban

 
3) Gamma beállítása, világosság

A gamma beállításával meg tudjuk határozni, hogy a forrásból jövő kép egyes világossági szintjeit a vetítő valóban megfelelő világossági szinteken jelenítse meg. Különböző fényviszonyokhoz és megjelenítőkhöz más-más gamma érték jó, a projektoroknál ajánlott a 2,22-2,35 közötti értékre törekedni. Amennyiben 2,35 fölé megyünk, egyre kontrasztosabbnak tűnhet a kép, de az alsó tartomány egybemosódik, és a sötét jeleneteken a finom részleteket nem kapjuk vissza. Ha alacsonyabb a gamma érték, akkor pedig egyszerűen világos a kép. Ez a jól és közepesen bevilágított jeleneteket természetellenessé teszi.

Beállítását szemre is megpróbálhatjuk. Ha megfelelően be vannak állítva a végpontok (brightness és contrast), akkor néhány világos és sötét filmjeleneten keressük meg az előre eltárolt (gyári preset) gamma beállítások közül azt, amelyik a legjobb képi dinamikát adja, a sötét jelenetek megfelelő megjelenítésével.
Az előre tárolt gamma értékekből általában ki lehet választani a megfelelőt. Pontos finomhangolásra csak a komolyabb készülékeken van lehetőség, és a gyengébb projektoroknál az is előfordulhat, hogy egyik gyári beállítás sem jó, és forrásoldalról kell belenyúlnunk a képbe.

Túl alacsony futó gamma esetében a sötét jeleneteken egybe mosódnak a világosságértékek, sok részlet elvész. A szaggatott vonal a közel ideális 2,22-es gamma érték, a sárga színű görbe a mért gamma

4) Alapszínek, színtelítettség beállítása, CIE diagram értelmezése

Amennyiben a fenti három lépésen átverekedtük magunkat, van egy vetítőnk, amely a lehető legjobban be van állítva a szürkeárnyalatos megjelenítésre. Ez elengedhetetlen a megfelelő színvisszaadáshoz, de természetesen a tökéletes színhőmérséklet és gamma még nem jelenti azt, hogy vetítőnk színei is rendben vannak.
Az RGB színképzés, amivel projektorok képalkotó rendszere dolgozik, az emberi látáshoz képest jóval kisebb tartomány leírására alkalmas. Ez a csökkent tartomány eltérő, attól függően, hogy melyik RGB szabványról van szó. Feltételezve, hogy HD projektort próbálunk beállítani, és HD forrást használunk, az ennek megfelelő színtér a HDTV REC 709 ajánlás (pontos neve ITU-R BT.709) szerinti lesz. Ez az, amihez a HD projektorunk színben kell hogy igazodjon.

Az alábbi diagramon látható hogy a szem által észlelt színtartományhoz (a teljes színes ábra) viszonyítva mennyivel kisebb halmaz az RGB (háromszög). A háromszög sarkain vannak az RGB, az oldalfelezőkön a CMY színek pozíciói. Az előbbiek az elsődleges (vörös, zöld, kék), az utóbbiak a másodlagos alapszínek (cián, sárga, bíbor). A diagramon látszik még egy görbe, ahol a különböző színhőmérsékletű „fehér” pontok vannak bejelölve. Látható, hogy a (szabványosított) természetes fehér a 6500K (egészen pontosan 6504K) pontra esik.
Az ábrán látható még, hogy minél közelebb vagyunk a patkó „közepéhez”, azaz a 6500K ponthoz, annál kisebb a színtelítettség.

Ennek az ábrának a segítségével jól tudjuk szemléltetni, hogy a projektor színmegjelenítő rendszere mennyire pontosan tudja a fő színeket a megfelelő árnyalatban visszaadni. Amennyiben a mérések során kiderül, hogy bármelyik fő szín nem a megfelelő pontban helyezkedik el, értelemszerűen a teljes színképzés torzulni fog. 
A következő ábrán egy LCD projektor gyári beállításának mért adatai (fehér háromszög) láthatók a referencia REC 709 (fekete háromszög) pontjaihoz viszonyítva. Látszik, hogy a színek az alapvető irányokat tekintve nem térnek el nagyon a referenciapontoktól, azonban a kéket leszámítva mindegyik kívül van az ideális háromszögön. Mivel a HD forrásunk (pl. Blu-ray) elkészítésekor a REC 709 szerinti tartományt vették alapul, a vizsgált projektorunk pedig jóval a tartományon kívülre helyezi a fő színek pontjait (a kék alapszínt leszámítva), eredményül azt kapjuk, hogy minden megjelenített színárnyalat erősebb lesz a kelleténél. Magyarán, a kép túl színes lesz.

A fenti példa megemlítése azért fontos, mert manapság egyre gyakoribb – főleg a plazma- és LCD tévéknél, de most már a projektorok esetében is –, hogy a szabványos színtelítettséghez képest sokkal erősebb színeket produkáló megjelenítőkkel találkozunk. Az ok nyilvánvaló: a bemutató termekben a vásárlók szemét az erős színek vonzzák, és a prospektus adatai között is jól mutat, ha az új projektorunk a korábbi modellhez képest 20%-al nagyobb színtartomány megjelenítésére képes. Ez alapvetően nem lenne baj, sőt a legjobb az lenne, ha a projektor a teljes CIE színpatkót ki tudná rakni a vászonra (ami persze nem lehetséges), de amíg a forrás a REC 709 tartományban készült, a vetítés akkor fog megfelelő színekkel dolgozni, ha a projektor alapszínei is a REC 709 szerinti referenciapontokra esnek. Leegyszerűsítve, csak akkor lesz tökéletes a kép, ha a fehér háromszög pontosan fedi a fekete háromszöget.

Az alapszínek megfelelő értékének beállításához természetesen műszeres segítségre lesz szükség. Ha a mérés után látható, hogy a projektor alapszínei nem megfelelő pozícióban vannak, meg kell próbálnunk a rendelkezésre álló eszközökkel helyre billenteni őket. A fenti példában látható, hogy az alapszínek iránya alapvetően megfelelő, az intenzitáson viszont mindenképpen kellene csökkenteni. Egy belépő szintű vetítőn ritkán áll rendelkezésre olyan beállítási lehetőség, amellyel az alapszínek egyenként állíthatók, így a fenti esetben az egyetlen dolog, amit tehetünk, hogy addig vesszük vissza a színtelítettséget, amíg a lehető legjobban megközelítjük a fekete háromszög referenciapontjait. Ezen felül a TINT beállítással tudunk még a CMY értékeken is hangolni, de mivel ez egyszerre álltja a három alapszínt, gyakran csak kis javulás érhető el vele.

Ha van mód az RGBCMY pozíciók változtatására, akkor nyert ügyünk van. Az RGBCMY pontok finomhangolásával könnyedén beállítható az alapszínek helyes pozíciója és intenzitása.
Az alábbi ábrán a fenti példában említett LCD projektorunk kalibrált állapota látható. Mivel ezen a projektoron van CMS (color management system, azaz színkezelő rendszer) és a referenciapontok a helyükre tolhatók, eredményként egy kifejezetten korrekt színvilágú vetítőt sikerült beállítani a gyári, tolakodóan túlszínezett állapothoz képest.

A színkalibráció finomítása

Az RGBCM referenciapontokat nem csak a CIE diagram koordiáta-rendszerében kell a megfelelő helyre tenni, hanem a referenciapontok világossági értékeinek is megfelelő intenzitásúnak kell lennie a fehér ponthoz képest. Ez a REC 709 szabvány szerint azt jelenti, hogy ha 100% érték a fehér, akkor az RGB pontok fényessége a következő kell legyen: R 21%, G 71%, B 7%. Ez azt jelenti, hogy az RGB fényesség értékeit úgy kell belőni, hogy azokat összeadva pont a 100% fehér érték jöjjön ki. A CMY mindezek mellett C 78% M 28% Y 92% kell legyen. A fényesség-értéket helyre rakva tovább pontosítható a szín megjelenítés.

Az utóbbi években sikerült néhány olyan projektorral találkozni, melynek az RGBCMYW pontjait helyre rakva sem volt az igazi a vetítő színvilága. Emiatt a kalibrációs folyamatba beillesztettük a CIE diagramon 18 újabb referencia pont vizsgálatát az RGBCMY csatornák köztes szaturáció értékeit mérve. Ezek a 25%, 50%, 75% színtelítettségi értékeket jelentik CIE diagramon. Ezeknek a pontoknak a mérésével fény derül, ha a színkeverő rendszer nem pontosan keveri ki a köztes színeket. Azoknál a megjelenítőknél ahol a köztes és a 100% színtelítettségű pontokat nem lehet mind helyre rakni, érdemes lehet inkább a köztes pontok helyre rakására törekedni, mintsem hogy csak a 100% értékek legyenek pontosak. Amikor ugyanis filmet nézönk a vetítőn, ritka hogy a színteítettség maximum közelében vagyunk a képi tartalommal.  

Ezen az ábrán egy Rec. 709-hez jól beállított projektor referenciapontjai láthatók a CIE diagramon

Miért alapszint ez a kalibráció?

A fent vázolt folyamat egy laikus számára egyáltalán nem tűnik alapszintű megoldásnak egy projektor beállításához. Miét is lett hát e cikk címe  kalibrálás alapszinten? A helyzet az, hogy a fenti módszer nem elég ahhoz, hogy mind a 16 millió szín a helyére kerüljön. Az itt ismertetett kalibrálás csupán a színtér egy kiragadott pontjaival foglalhozik, de az az amúgy 3 dimenzióban ábrázolható színtéren további fényességi és szaturációs értékeket is illene visszamérni és a helyükre rakni. Ez sajnos a házimozi projektorok esetében nem tudjuk megtenni, csak a professzinális megjelenítők kiváltsága a 3D LUT táblás kalibráció lehetősége. Természetesen egy ilyen kalibráció nem csak pontosabb, de végigcsinálni is igen hosszadalmas procedúra, hiszen az alap kézi beállítás után az automatizált, több száz pontos mérés is hosszú órákig tarthat. Szerencsére azokon a projektorokon ahol a gyártó jól minőségű színleképező rendszert alkalmaz, már az alapszínek 100%os értékeinek helyrerakásával is kiváló eredményeket érhetünk el.

Végszó

A fenti leírásban megadott eljárásból a végpontozás és a gamma beállítása alapvető fontosságú, és kis gyakorlattal műszer nélkül is elfogadhatóan kivitelezhető. A színhőmérséklet és a szürke együttfutás beállítása is megoldható szemre valamelyest, de ehhez már több tapasztalat kell. Az alapszínek pontos helyre igazítása azonban leginkább csak műszerrel kivitelezhető feladat.

Tesztjeinkben a fenti beállításokat igyekszünk a lehető legjobban végigcsinálni annak érdekében, hogy a projektorokat a lehető legjobban beállított állapotban tudjuk egymáshoz hasonlítani.

Megjegyzés: PAL és NTSC rendszer használata esetében más színtér alkalmazandó. A fenti leirás elkészítéséhez és a tesztekhez a Color HCFR szoftvert és az X-Rite Eye-One Pro spektrofotoméert használjuk.

balagee