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[使用说明] LightSpaceCMS色彩管理系列之手动校正(八)校正设置

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tiange 发表于 2017-8-8 12:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
搜狗截图17年08月01日1447_4_副本.png
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手动校正

已有预分析数据并且已保存为PDF报告,使用该数据可以分析显示器不准的问题,通过修改多种显示器模式和设置来校正误差。

一、设置黑电平和白电平
       首先要设置和验证的“手动校正”设置是显示器的相对黑电平&白电平的削波参数。可从Light Illusion公司网站下载Light IllusionCalImages,或使用LightSpace CMS校正光盘无论使用那种方法,过程都相同。在待校正的显示器上打开BrightnessCal和ContrastCal(或类似的)图像,根据需要调节手动控制来显示信号剪切或压缩。
       我们还是首先假设你在装有LightSpace CMS的笔记本电脑上使用的是HDMI直连,且使用“Extended Desktop”(扩展桌面)模式在待校正的显示器上显示测试信号和CalImages图像。这样EDID数据会将图像缩放为正确的电视合法信号范围,即16-235 (64-940),也就是说不会像光盘那样出现黑白分界线。

                                                                                      BrightnessCal                                    ContrastCal
图片11.png       图片12.png         

  • BrightnessCal图像通过合适的图表(xnView最合适,因为它可以全屏显示图像,无框或无其他可见文本信息)显示,使用显示器亮度控制功能设置图像,“勉强“能看出所有测试信号,使最上方的黑色信号部分隐约可见。
  • ContrastCal图像,使用显示器对比度控制功能设置图像,“勉强”能看出所有测试信号,使最亮的白色信号部分隐约可见。

       如何更好地理解黑电平和白电平?如何在装有LightSpace CMS的笔记本电脑上使用HDMI直连?请参阅《数据vs.合法电视信号HDMI直连
       显示器亮度和对比度功能错乱
       某些显示器的亮度或对比度(也可能是背光)功能有问题,亮度更像是背光,对比度只能设置白电平的最大削波参数,而不能直接控制黑电平。对于这种显示器我们的目标不变——仍然是获得最佳的黑电平,保持正确的白电平,保证峰值白电平无“削波现象”(无法控制黑电平的削波)。
       Ted's LightSpace CMS 校正光盘
       如使用蓝光播放器播放LightSpace CMS设置黑电平,应将“比黑更黑”(2-15)的亮度条和参考黑(16)的亮度条设置为不可见,而“比黑更白”的(17至更高数量)的亮度条设置为可见。使用光盘对白电平进行类似设置,将对比度的“参考白”(235)及以下设置为可见。尽管商业蓝光光碟无法达到235以上的值,一些演示视频还是包含有超白信号的。这就需要将对比度调到隐约可以看见最后一条253的亮度条为止。
亮度条的阴影区应始终是中性灰,而不是彩色阴影(可参见后文的“灰阶平衡”)。

图片13.png     图片14.png

一些家用电视不论亮度是多少,对比度功能会防止超级白被削波。这种电视就只关心峰值白电平的值正确就可以了,可忽略超白电平的削波现象。
       电视合法黑电平和白电平设置
       很多人对于黑电平和白电平的设置存在困惑,尤其是超白信号(或者称为“比白更白”)的概念,超白信号的值超过电视的合法信号范围——8比特的235(或10比特的940)。有了黑电平,就比较容易理解家用电视机应将削波值设置为16(64)了。
      但是在制作环节和后期制作环节,许多摄影机和后期系统都可能输出效图像数据超过或低于电视合法信号范围(黑电平和白电平的值),目前的电视节目的图像数据没有低于16(64),或高于235(940)的,因此校正家用电视给超白信号留有空间实际上是没必要的,根本不会改善画面质量,实际上只会让画面变得更糟。
       范围黑电平和白电平
       对于不输入电视合法信号的显示器来说,比如电脑显示器,正确的黑电平和白电平取决于所使用的源信号,通常为0-255 (0-1023),但取决于源信号的用途,比如16-235 (64-940)。拍摄现场和后期制作的显示器,其正确的黑电平和白电平取决于所采用的工作流程,许多确实采用的是全范围数据信号,或电视合法信号。校正开始之前应首先了解正确的工作流程、黑电平和白电平的期望值。

二、设置峰值白电平
      使用“CalImages”设置黑电平和白电平的值,然后将100%白电平的峰值亮度设置为期望值。对于理想观看环境下的显示器,也就是接近调色环境时,且目标色彩空间是Rec709 (或BT1886)时,这个值应为80~120尼特。观看环境不是特别好的情况,这就是个人问题了,个人感觉或目测是正确的就可以。
      在显示器上显示100%白平衡测试信号,测试信号来源可以多样,使用LightSpace CMS测试信号窗口、测试光碟,或者其他任何方法都可以。
  • 将校色探头放在在测试信号窗口上(如果是非接触式探头,放置在正前方),然后在LightSpace CMS 的“Calibration Interface”(校正界面)窗口选择“Measure/Measure”(测量/测量),之后会在LightSpace的“Active Measurement”(当前测量)界面不断显示测量数据。(CIE色度图中会显示测量的十字标记,但该标记不用于峰值白电平的设置。)
  • 进行连续测试的时候,调节显示器背光,使即时测量值达到目标值。(如前文所述,可在“Setups/Options”(设置/选项)里设置最小&最大亮度的“Target”亮度值,但最主要的是使“Actual”的读数正确。

图片15.png

  • 如果显示器没有“背光”调节,可使用“对比度”调节来设置峰值白电平。很显然,如果对比度的值设置的比ContrastCal图像的对比度高,这样做会导致削波,因此这其实就决定了显示器设置的峰值白电平的值。
  • 无论如何,峰值白电平设置之后,应重新检查黑电平和白电平,许多显示器(尤其是家用电视机)的黑电平和白电平很可能就改变了,这时就会出现削波或压缩的问题。(重新检查黑电平和白电平之后,还需要再检查峰值白电平......)

三、选择最佳的画面模式
      设置好黑电平、白电平以及峰值白电平的亮度值之后,下一步就是选择最佳的“Picture Mode”(画面模式),以便为最终的校正结果提供最佳的起点。注意:选取最佳画面模式之后,黑电平、白电平以及峰值白电平的亮度值还需要重新设置。使用上述“Quick Profile”(快速分析)过程,按顺序选择每种画面模式,运行Primary & Secondary分析,以及Gamut Sweeps、 Memory Colours,并比较每种测量结果。其目的是找出与目标色彩空间,比如Rec709,最匹配的模式。不同的显示器的最佳模式是不同的,可能只是色域和伽马,或者也可能包含灰阶色温(RGB平衡)。确定了最接近的画面模式之后,可使用显示器的其他功能保证校正结果尽可能地精确。注意关闭所有不必要的额外模式,否则会影响校正结果,每种模式改变之后都要运行“Quick Profile”(快速分析),以便衡量每种模式打开/关闭的影响。
      以下快速分析结果比较了同一台家用电视机的不同的画面模式。两个结果比较后发现“Movie Mode”(电影模式)更准确。

画面模式为“标准”
图片16.png

画面模式为“电影”
图片17.png

       选择完最佳画面模式之后,记得返回并重新检查黑电平、白电平和峰值白电平的亮度值,因为这些值很可能已经改变了。

四、设置伽马
       最佳画面模式选择好,且所有不必要的模式已关闭之后,下一步就是检查显示器的伽马,并尽可能地将其设置为接近目标色彩空间的标准。大多数家用电视机的目标色彩空间就是Rec709,其伽马的范围在2.2~2.4之间,或者是BT1886,可变阴影范围EOTF曲线(光电转换函数)。最佳的目标值取决于有哪些伽马控制选项。对多数显示器来说,只需在预选项或下拉菜单中选择就可以。
  • 进入LightSpace CMS中的“Calibration Interface”(校正界面),从“Colour Standard Target”下拉菜单中选择所需的色彩空间。(在LightSpace CMS,的标准设置是Rec709,伽马2.2,但设置新的色彩空间时可根据期望值选择任意的伽马值。)
  • 用不同的伽马值设置新的色彩空间,打开“Convert Colour Space”(转换色彩空间),在“Source”或“Destination”选项中选择预设标准(比如Rec709),将伽马修改为期望值,重新保存这个新的色彩空间,并为其重新命名。

图片18.png

  • 新的色彩空间保存好之后,就可从任何相关菜单中的“Colour Space Target”下拉菜单中看到了。(如使用免费版LightSpace DPS,请注意,所有与用户相关的色彩空间信息在关闭LightSpace时都会丢失。)
  • 如果显示器只有伽马预设项,请按顺序选择每一项,并在Quick Profile界面选择“Grey Scale Only”,然后与期望的伽马值比较分析结果。最后选择与伽马匹配最好的那个预设项。

图片19.png

  • 如果显示器具备伽马多点控制功能,那么每一点都可通过LightSpace的Measure模式反复测量,直至探头测量的“Actual”尼特值与“Target”值一致为止。“Target”值的设定是在“Setups/Options”界面的“Min & Max Luminance”(最小&最大亮度)。
  • 在 Calibration Interface界面“Setups/Options”菜单下设置Min & Max Luminance”(最小 & 最大亮度)目标值,将Patch Colour(测试信号块色彩)设置为100%白(255, 255, 255),并从下拉选项中选择需要的色彩空间。(由于“Target”尼特值表示的是所选的测试信号的目标颜色值,所以“Patch Colour” 需设置为100%白。)

图片20.png

  • 通过页面右下方的三个勾选项可将三个值设置为联动;也可根据需要设置任何具体的灰阶信号数值;还可勾选%选项,设置任意的百分比值。(使用“Step”步进功能可设置特定的调节幅度,根据设置的步进值快速调节特定范围内的信号值。)
  • 按顺序调整Patch Colour滑块的位置,设置每个灰阶信号,与显示器中的多点伽马设置相匹配,使每个伽马点设置准确。(从100%白开始,到黑色结束,与显示器伽马曲线上的多个点进行匹配。)
  • 下图中亮度值为50%,其Target为21.99 Nits,显示器当前显示的是22.82 Nits,因此需要提高实际测量值。(xy色彩信息和该部分的其他信息并不能直接设置伽马。)

图片21.png

  • 所有的伽马点都调整正确之后,在Quick Profile界面选择“Grey Scale Only”选项并运行。如果某个点的伽马不正确,重复上述步骤,针对不正确的点重新调节。

                                                                                                            校正后的伽马                      校正后的差分伽马
图片22.png

五、设置灰平衡
     正确设置伽马之后,用同样的方法设置灰度平衡,只不过这次更注意色彩部分,而不是亮度值。不同的显示器灰度平衡的叫法不同,有的显示器称作“白平衡”或者“RGB 增益(Gain)”、“Bias”、“Offset”、“Cuts”、“Drive”或其它名称,提供2p、10p,甚至更多点的控制。

       LightSpace CMS的灵活性
       LightSpace CMS的伽马和灰阶校正使用相同的步骤和工具,说明LightSpace CMS的开放性和灵活性,不必严格遵守预设的结构和流程,也不受刻板方法的种种限制。 上文已经提到过,多数家用电视的目标色彩空间是Rec709,或BT1886,其期望的灰度平衡为D65,x:0.3127, y:0.3290。简单来说,灰度平衡的目的就是通过校色探头的读数和当前测量值的“Actual”的值,将整体灰阶范围校正到与上面的坐标值完全相同。
  • 进入LightSpace CMS中的“Calibration Interface”(校正界面),从“Colour Standard Target”下拉菜单中选择所需的色彩空间。
  • 打开“Setups/Options”菜单,确认显示器的“Min & Max Luminance 值(最小& 最大亮度值)设置无误。
  • 如果显示器是2p灰度平衡控制,则使用20%和80%左右的灰来设置两点。以80%开始,在两端循环设置,并反复检查结果是否精确。
  • 拖动“Patch Colour”的滑块,设置数值为204, 204, 204 (80%),待校正显示器屏幕显示测试信号窗口,校正探头就位,点击“Measure”标签下的“ Measure”选项,开始读数。
  • 调整显示器RGB“High”平衡控制使“Actual”值与“Target”的xy值尽可能的接近,也就是让左上角方格窗口的十字交叉线瞄准方框中间点,使RGB色彩平衡并减小dE的值。
  • 色彩条窗口的RGB色条表明色彩平衡情况和亮度偏移情况。如果红、绿、蓝三色条等高且在零线上下,就说明颜色是准确的,只是亮度不准(过高或过低)。如果三色条都贴近零线,则说明颜色和亮度都准。
  • 白色条表明dE的大小,因此如果所有色条都贴近零线,就说明色彩已经校正准确。

校正前                                      校正后
图片23.png


  • 这个例子中,校正前显示器偏绿,从图中可看出十字准线偏向绿/蓝交界处,下面的白色条显示的是dE误差情况。
  • 这张图说明通过显示器的RGB High控制功能已经将灰色调准,增加了红色,减少了绿色,将十字准线拉回到了中心位置,RGB三色条平衡了,所有dE误差也减小了,“Actual”部分的xy的值与“Target”的xy的值也非常接近了。
  • 调整RGB High时,通常的做法是不调绿色,只调红色和蓝色。这个基本方法有它的好处,但也存在问题,如果提高红色和蓝色导致色彩通道切掉了100%白,导致100%白平衡不准,尽管80%是准的。因此,在80%灰校正之后,还需要检查100%白,包括采用ContrastCal图像检查可能存在的削波现象。
  • RGB High调节还有一个常用方法,认为RGB的值应该降低,无论如何都不能提高,以防止100%白的部分出现削波。与不调绿色相比,两种方法孰优孰劣无法断定。实际上,最好结合上述两种方法,但对RGB High进行任何调节之后,一定要反复检查ContrastCal图像是否发生削波。
  • 将“Patch Colour”的值改为51、 51、 51 (20%),重复上述步骤。这次使用RGB Low控制,使“Actual”值与“Target”的xy值尽可能的接近,也就是让左上角方格窗口的十字交叉线瞄准方框中间点。
  • 某些显示器在使用20%灰调节RGB Low平衡的时候的确存在问题,因为许多显示器的背光——具体指LCD显示器的白色LED背光——会尤其偏蓝,而且背光的色彩无法通过校正调准(只可使用另一种没那么蓝的背光来替代,比如变为全阵列LED背光)。对于LCD显示器,在显示器亮度逐渐减弱时,背光对于显示器色度测量的影响会逐渐加大。如果在20%灰度的时候遇到这个问题,可将值提高为30%,不必担心20%及以下的问题。

灰度校正前灰度校正后
图片24.png

  • 校正前的RGB(灰度)平衡在20%及以下明显由于显示器背光而存在蓝色色偏。
  • 校正后的RGB平衡说明暗调背光仍然存在色偏,但有好转。
  • 调整RGB Low的值时,通常的做法是只提高必要的RGB的值,以保持灰度平衡,而不是减小RGB的值。这样做是为了防止0%的黑被压缩。与RGB High的法则一样,这也不总是最好的方法,因为提高RGB的值会导致黑色提高太多。记住要反复检查BrightnessCal图像,防止调节RGB High之后出现压缩。
  • 交换80%和20%测试信号,并反复检查结果,因为改变80%会影响20%,反之亦然。
  • 如果显示器有多点和2p灰度平衡功能,在设置完2p之后,对其他每个选取的点都重复上述步骤。
  • 在Quick Profile界面再次运行“Grey Scale Only”,并检查结果。如果任何区域显示的结果不精确,可返回并使用多点灰度平衡重点调节。
  • 在两种CIE色度图中查看灰度点时,可通过“Manage Colour Spaces”数据库的“Display”选项,双击每个点查看其详细信息,包括Delta-E的值。

图片25.png

  • 灰度/白平衡设置好之后,返回再检查伽马,因为这时伽马很可能已经改变了。出现这种情况是因为如果RGB三个通道值同时提高或降低,该点的灰阶亮度就改变了,所以伽马就改变了。

六、设置伽马和色彩
      色域校正是指将显示器色度图中的峰值基色的输入色彩值调到100%红、100%绿、100%蓝的屏幕色彩(色度)对于源图像的目标色彩空间来说正确为止。比如,高清电视图像一般色彩空间是Rec709或BT1886,其色域参数也是根据其色彩空间设置的(两种色彩空间的色域相同)。

峰值色彩
x 色度
y 色度
Y 亮度
红:255         0        0
0.06400
0.3300
0.2126
绿:0  255        0
0.3000
0.6000
0.7152
蓝:0  0  255
0.1500
0.0600
0.0722
白:255        255        255
0.3172
0.3290
1.0000

       亮度(Y)是一个百分比,因为任何色彩空间标准都没有一个固定的Y值。比如Rec709,明确了其普通显示器峰值白电平的范围为80nits~120nits。多数家用电视的理想峰值白电平要更高,因为要克服环境光的影响。而且,二级色彩(青、品红、黄)在任何色彩空间也没有具体规定,因为这些色彩是根据基色直接计算而来的,如果基色设置准确的话,二级色彩也会准确。但是,由于家用电视显示器的色彩管理系统很差,所以CMY二级色彩控制功能通常也不准确,这时就要知道目标值可以帮助解决这个问题。

峰值色彩
x 色度
y 色度
Y 亮度
青:0  255        255
0.2250
0.3290
0.7874
品红:255  0  255
0.3210
0.1540
0.2848
黄:255  255  0
0.4190
0.5050
0.9278

       色彩校正是指具体色域的色立体色彩也是准确的。所有色立体色彩的值都是由RGB三基色直接计算而来,每一个目标色彩都是通过LightSpace CMS实时计算出来的。至于每个色彩信号是怎样生成的,请以下图的“黄色/橘色”为例。

图片26.png

  • 在“Calibration Interface”(校正界面)窗口的“Colour Standard Target”选项下选择目标色彩空间,通常选Rec709。
  • 如果显示器只有有限的色彩控制功能——通常只有色彩和色调(Tint)/色相(Hue)——最佳的校正方法是运行一次Volumetric Quick Profile,比如“Gamut Sweep With Secondaries”或“Memory Colour With Secondaries”,改变色彩和色调(Tint)/色相(Hue)控制之后,再次运行Volumetric Quick Profile,再调整,直到获得最佳结果为止。(这些简单的色彩控制功能几乎不会影响色域,而是更多的影响预设定色域范围内的立体色彩,色彩选项改变的是立体饱和度,色调/色相则改变相对色彩调整。)
  • 可使用色彩控制功能协助校正,方法是:按顺序输入75%红(255、64、64),75% 绿(64、255、64)以及75%蓝色(64、64、255) 测试信号,点击“Measure”,进行连续测量,调整色彩,使整体结果达到最佳状态。

图片27.png

  • Tint(色调)改变的是红绿平衡,Hue(色相)是同时改变所有色彩,因此输入75%的黄色,调节色调(Tint)/色相(Hue)使其得到最准确的结果。
  • 按照上述步骤校正之后,运行“Quick Profiles”的“Gamut Sweep”和“Memory Colours”,并确认立体色彩调整结果,小圆圈代表目标值,十字准线代表实际测量的色彩值,中心的十字准线代表灰阶。

Rec709 Gamut Sweep            Rec709 Memory Colours
图片28.png


  • Gamut Sweeps可保持色彩级(100%或75%)的一致性,并可逐步改变饱和度。
  • Memory Colours是实际生活中人眼所适应的一系列色彩,要快速发现这些色彩有哪些负面变化。

       带有高级色彩校正功能的显示器具有较高的色彩控制水平,包括色域(显示器的物理硬件能力范围内),这类显示器可被校正出更准的色彩。这就是通常所说的“色彩空间”,红、绿、蓝三基色,以及青、品红和黄这些二级色彩都可在“User”选项的高级设置中调节(尽管前文讲过二级色彩的调节在高端显示器中不作要求)。
  • 如果之前没有选,可在“Calibration Interface”(校正界面)窗口的“Colour Standard Target”选项下选择目标色彩空间,通常选Rec709。
  • 通过“Colour”控制功能,按顺序依次选择红、绿、蓝、青、品红、黄,调节相关显示器功能,使校色探头的测量值与“Target”的色度值(xy值)一致。
  • 使用饱和度为75%,而不是100%的测试信号可获得更好的效果。
  • 与其他校正功能相同,许多调节都是相互影响的,因此多数步骤要重复操作2~3遍,并检查最终结果。
      
       不同的显示器的色彩调节功能设置不同,如RGB、HSL、xyY等,但是这些功能的使用方法都是相同的。其目的始终都是通过两个CIE色度图和Yxy/ Luv的值使测得的“Actual”值与“Target”值尽可能接近。

七、清晰度
      校正过程中,任何时候都可以设置清晰度,目的是消除显示器SharpnessCal图像边线的“振铃效应”或“边缘模糊”现象。

     清晰度振铃效应                                                 正确的清晰度
图片29.png    图片30.png
      对于多数显示器而言,最佳设置是关闭“清晰度”,或将其设置为“0”。但不是每次都是这样设置,因此最好是根据SharpnessCal图像进行确认。


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LightSpace CMS的销售网址:http://www.lightillusion.com/shop.html



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