3D LUT Validierung, wie gut ist meine 3D LUT wirklich
Hier mal ein Interessanter Beitrag für die Validierung von 3D LUTs anhand eines aktuellen und Praxisrelevanten Sachverhaltes.
Ich habe den Beitrag vom User ConnecTEDDD aus dem avsforum: http://www.avsforum.com/forum/139-display-calibration/2962814-2018-lg-oled-calibration-user-settings-no-price-talk-22.html#post56183576
ins Deutsche übersetzt und etwas lesbar aufbereitet. Wenn hier von “ich” geschrieben wird handelt es sich um den User ConnecTEDDD! Meinen Dank an Ted für seine Expertise und dem teilen seines Knowledge.
Einleitung:
Zur Zeit wird ja sehr stark mit der Autocal-Funktion von LG 2018 OLED TV´s und der Software Calman von der Firma PortraitDisplay, einigen wohl besser bekannt unter Spectracal, geworben.
Leider gibt es noch ein Problem, mit der Funktion wovon viele betroffen sind. Nach ersten Überprüfungen der erzeugten Dateien, scheint der Fehler nicht auf der Geräteseite zu liegen und somit kein reines “LG-Problem” zu sein, da ein Problem innerhalb der 3D-LUT-Datei existiert, die CalMAN erzeugt.
Das Fernsehgerät welches mit so einer 3D-LUT-Datei kalibriert wird, wird die Problem aus der 3D-LUT übernehmen. Die Probleme der erzeugten Datei sind bei der Messung und Erstellung entstanden und bestehen somit vor dem Hochladen, so dass egal auf welches Gerät diese 3D LUTs (LG C8 oder externe 3D LUT Box) auch hochgeladen werden, genau die gleichen Probleme bestehen.
Es geht um zwei Dinge:
- Die Übersättigung von nur 100% Sättigungspunkten, diese zeigen, dass nach der Verifizierung 107% Abdeckung von REC.709 erreicht wird, während gleichzeitig die Verfolgung der unteren Sättigungspunkte gut ist.
- Probleme beim Banding, über die Messungen hinaus, wenn Sie Referenzmuster mit Farbrampen/verschiedenen Abstufungen oder echtem Inhalt überprüfen.
Ich habe *.3dl-Dateien gesammelt, diese Dateien sind die 3D-LUT-Dateien, die CalMAN erzeugt und später intern auf den Fernseher hochlädt, es ist ein 33-Punkt-Würfel mit 10-Bit-Werten, die den exakten Punktabstand (gleicher Abstand) definieren: 0 32 64 96 128 160 192 224 256 288 320 352 384 416 448 480 512 544 576 608 640 672 704 736 768 800 832 864 896 928 960 992 1023) und 12-Bit Präzisionswerte für die Einstelldaten jedes Punktes.
Du kannst diese Dateien in diesen Ordnern finden:’C:\Users\[dein Name hier]\Documents\SpectraCal\CalMAN 5 Home Theater\LUTs”’ oder ”C:\Users\[dein Name hier]\Documents\SpectraCal\CalMAN 5 for Business\LUTs”’.
Die Dateien, die ich habe, kommen von:
mkoper’s LG C8 (wo er CalMAN mit Klein K-10A profiliert mit JETI 1211, LightSpace und CalMAN Anwender, Murideo Six-G als Mustergenerator verwendet.
Seine Erfahrungen mit LG und CalMAN AutoCAL hat er hier veröffentlicht: 2018 LG OLED-Kalibrierung und Benutzereinstellungen (kein Preisgespräch)
D-Nice’s LG C8 (wo er mit CalMAN und LightSpace das gleiche Display mit Klein K-10A profiliert von PhotoResearch PR-670, LightSpace und CalMAN Benutzer, Murideo Six-G als Muster-Generator verwendet.
Seine Erfahrungen mit LG und CalMAN AutoCAL hat er hier veröffentlicht: 2018 LG OLED Kalibrierung und Benutzereinstellungen (kein Preisgespräch) (es gibt mehrere Beiträge zu diesem Thema, mehr als 10 zu lesen) D-Nice profiliert den LG C8 mit LightSpace auch. Sie werden sich fragen, was Sie mit dieser 3D LUT machen sollen, da LG das Hochladen von anderer Software nicht unterstützt….ok…er wird die Tabelle in seine eeColor 3D LUT Box hochladen und den internen LG C8 3D LUT Slot umgehen. Wenn LG den Upload für jede Software frei gibt, wird er intern auf den Fernseher hochladen.
BlackJoker’s LG C8 (wo er mit CalMAN das Display mit i1Display PRO profiliert von i1PRO2 profiliert hat, LightSpace und CalMAN Benutzer, Rpi als Mustergenerator.
Seine Erfahrungen mit LG und CalMAN AutoCAL hat er hier veröffentlicht: 2018 LG OLED Calibration and User Settings (No price talk)
Zu erwähnen ist, dass alle CalMAN-Benutzer 42-Punkt 1D LUT-Graustufen der internen 1D LUT-Tabelle von LG vor Beginn der Messungen für 3D LUT durchgeführt haben, so dass die Gamma- und RGB-Balance mit 0,2-0,5dE max vor Beginn der 3D LUT-Messungen verfolgt wird und diese Vorkalibrierung viel dazu beiträgt, den “Job” der 3D LUT-Tabelle später zu reduzieren, damit die Cube-Änderungen immer glatter werden. D-Nice mit LightSpace (da DDC nur für CM gesperrt ist); er führte nur RGB-Balance mit internen LG-Reglern aus dem normalen Menü durch, das Gamma war aus, bevor die 3D-LUT gestartet wurde.
Es ist bekannt, dass CalMAN (oder andere 3D LUT-Software) keine Möglichkeit hat, die erzeugten 1D/3D LUT-Tabellen zu verifizieren, die einzige Möglichkeit zur Verifizierung ist, mit Messgeräten zu messen und visuell anhand von Farbrampen/Stufenmuster nach Problemen zu suchen.
Mit LightSpace stehen Ihnen 3 Werkzeuge zur Verfügung, um jede Art von 1D/3D LUT-Datei mit LUT Preview oder 3D Cube Graphics Viewer oder 1D LUT Viewer zu überprüfen.
Für diese Präsentation verwende ich den 3D Cube Graphic Viewer. Also lade ich die 3 CalMAN + 1 LightSpace 3D LUT-Tabellen, die mit LG C8 von verschiedenen Benutzern erstellt wurden und untersuche diese auf Probleme.
Hier beginnt der Hauptteil wie man die 3D LUT Dateien verifiziert und das dargestellte Interpretiert
Da die meisten Benutzer nicht verstehen werden, was der 3D Cube Grafik-Viewer anzeigt und wonach sie suchen müssen, werde ich es im folgenden erklären.
Beginnen wir mit dem Import einer UNITY 3D LUT…. UNITY bedeutet 1:1 Input Output Daten, ein Bypass LUT, so dass sich nichts an einem Wert ändert, siehe Cube Viewer:
Sie sehen einen kompletten 33-Punkt-Würfel im RGB-Raum (3 Achsen…Rot/Grün/Blau), jeder Punktabstand ist gleich, ich habe sechs rote und einen grünen Punkt zusätzlich zu den Rändern über PhotoShop hinzugefügt, die grüne Punktanzeige zeigt an, wo der 100% Weiße ist, die roten Punkte zeigen an, wo der 100%ige Sättigungsgrad mit 100% Stimulus für Primär- (R/G/B) und Sekundärfarben (C/M/Y) liegt.
Zu den folgenden Korrekturen 3D LUT’s sehen Sie einen reduzierten Würfel, um zu verstehen, warum reduziert ist, siehe dieses Beispiel:
LightSpace_Cube_Viewer_Example_3D_LUT: Wenn Sie eine Anzeige haben, deren nativer Farbraum größer ist als der Zielbereich, wird der Würfel nach innen hin verkleinert, so dass er kleiner aussieht, weil die Farben weniger gesättigt sind, um dem kleineren Farbraum zu entsprechen.
Dieses Bild zeigt was passiert, wenn Sie ein Display mit 100% DCI-P3 Abdeckung haben und Sie den Zielfarbraum REC.709 haben. Wie Sie sehen, ist die Reduzierung auf den blauen Bereich kleiner, da die blauen Primärkoordinaten zwischen REC.709 – DCI-P3 im Vergleich zu anderen Primärkoordinaten näher liegen, deshalb sehen Sie diese Form…. und der Verkleinerungsabstand ist nicht für jede Farbe gleich.
Ich nutze dieses Beispiel, weil die Korrektur 3D LUT’s, ebenfalls einen kleineren Würfel hat, weil der native Gamut vom LG C8 größer ist als das Ziel (REC.709 Farbraum für SDR).
Wenn Sie die 3D-LUT-Korrektur auf das Display laden und mit LightSpace mit einen 10-Punkt-Würfel oder 17-Punkt-Würfel überprüfen, ob die Kalibrierung perfekt ist und das Display 100% des REC.709-Farbraums abdecken kann, sieht der 3D-LUT-Viewer wie ein kompletter Würfel aus. Wenn die geladene 3D-LUT-Korrektur problematisch ist, können Sie erkennen, wo sich die Probleme befinden. Aus diesem Grund habe ich schon einmal gefragt, ob irgendein CalMAN-Benutzer, der auch LightSpace nutzt, eine Würfelverifikation des CalMAN-Würfels mit LightSpace durchführen kann.
Mit dem 3D Cube Graphics Viewer von LightSpace können Sie drehen/zoomen und den Winkel des Würfels ändern, ich habe einige verschiedene Winkel gewählt, um die Probleme zu zeigen, da es mehrere Probleme in verschiedenen Farben gibt.
Ich habe 5 animierte PNG-Dateien erstellt, nicht alle Browser unterstützen diese Dateiwiedergabe, FireFox kann sie anzeigen. Wenn Sie die folgenden Bilder nicht pro 1 Sekunde sehen, versuchen Sie es mit einem anderen Browser. Sie können alle Bilder, die ich zum Erstellen dieser APNG-Dateien verwendet habe, hier herunterladen, also mit dem Windows-Viewer und den Pfeiltasten der Tastatur, um Ihre eigenen Vergleiche durchführen zu können.
Übersättigung Fehler Nr. 1:
Benutzer berichten, dass sie übersättigte Primärfarben haben, während gleichzeitig in den weniger gesättigten Farben der Verlauf gut ist (Farben sind nicht übersättigt). Da für die Berechnung der Gamut-Abdeckung nur die Koordinaten von 100% Sättigung verwendet werden, sehen Sie aus diesem Grund eine Abdeckung von 107%.
Hier ist, was Benutzer sehen, wenn sie Messgeräte zur Verifizierung verwenden:
Die größte Übersättigung liegt bei 100% Grün…. während bei niedrigeren Sättigungsstufen dieses Problem nicht auftritt, ist die Grün bei einer Sättigung von 75% untersättigt, wie Sie sehen:
Das Problem ist hier bei 10-Punkt-Sättigung mit 50% Leuchtdichte besser sichtbar, der Abstand von 100% Grün von 90,80,70% ist größer:
Jetzt kann ich mit dem LightSpace 3D LUT Graphics Viewer sehen, woher das Problem kommt, indem ich die von Calman erzeugte 3D LUT lade:
Vom 33-Punkt-Würfel haben die beiden letzten Punkte einen größeren Abstand zu den anderen (siehe die Lücke zwischen den beiden letzten Punkten im Vergleich zu den anderen Punkten), dies geschieht mit allen Kanten der vom CalMAN erzeugten Würfel, so dass es sich nicht nur um ein spezifisches Setup oder Benutzerproblem handelt, da alle 3 CalMAN 3D LUT’s unter genau dem gleichen Problem leiden, scheint es sich um ein globales Problem in der Farb-Engine zu handeln, das SpectraCAL beachten und lösen muss (Anmerkung der Bug ist nun bekannt und soll behoben werden).
Daher ist die 100% Sättigung für alle 3D LUT’s von CalMAN für C8 problematisch, während die Sättigung dort nicht zu senken ist. Das ist der Beweis, wo das Problem liegt. Wenn Sie D-Nice’s 3D LUT aus LightSpace generiert sehen, gibt es kein Problem, der Abstand ist glatter und linearer von Punkt zu Punkt, es hat keine vergessenen/verstreuten Punkte zu nicht-linearen Positionen:
Hier ist die Animation, wo Sie sehen, dass alle 3D LUT’s von CalMAN dieses Problem haben:
Beachten Sie auch die verstreuten gelben Punkte, die sehr übersättigt bleiben (um das Problem mit Messungen zu finden muss man einen 10-Punkt-Gelb-Leuchtdichte Sweep verwenden).
Gelb leidet je nach CalMAN-Anwender 3D-LUT-Tabelle unterschiedlich, wie Sie der Animation entnehmen können. Nach oben/unten sehen Sie, welche Tabelle pro Sekunde geladen wird.
Die LightSpace-Tabelle ist nicht beeinträchtig, wie Sie sehen können, in jeder Farbe-Region.
Problem Nr. 2 besteht mit Artefakten/Banding usw:
die folgenden Animationen werden die Probleme zeigen. Wie Sie bei CalMANs blauer/cyanischer Fläche sehen, gibt es viele ungleichmäßige Form der Punkte, eine grieselige und problematische Fläche, so dass sich dies auf die Gradation auswirkt und das Bild eine merkwürdige Verarbeitung in diesem Bereich hat, komplexer bedeutet dies ein stärkeres “digitales Aussehen”.
Wenn ich mir alle 3 von CalMAN generierten 3D-LUTs für C8 ansehe, sehe ich genau die gleichen Probleme für ganze Farb-Regionen, für Magenta, für Cyan, überall, während LightSpace gleichzeitig super sauber/linear/glatt ist, ohne seltsame Bereiche/Ausgaben.
Die Probleme im gelben Bereich sind aus diesem Blickwinkel deutlich sichtbar, einige Farben bleiben übersättigt.
Schauen Sie sich den Rand des blauen Bereichs dieser Animation an, die Korrektur hat die Form wie ein “S” und den blauen Bereich, also die verschiedenen Ebenen.
Hier noch mal ein paar Beispielanimation die für die Nutzer eventuell etwas offensichtlicher/verständlicher und näher am realen Kontent sind um das Banding auf zu zeigen.
Alle Daten oben, werden wahrscheinlich dazu beitragen nach weiteren Untersuchung, eine schnelle Lösung zu finden, und beweist, dass es nicht ein LG Problem ist, da wir die 3D-LUT-Tabelle vor dem Hochladen auf den LG C8 intern untersuchen.
Ich hoffe, dass dieser Post einige Zeit ersparen wird und anderen Benutzern hilft, die versuchen, ihre 3D LUT AutoCAL mit CalMAN zu erstellen. Ich schlage vor, auf eine Korrektur zu warten und dann ihre Kalibrierungen zu wiederholen. Da 3 verschiedene Benutzer 3D LUT’s unter genau den gleichen Problemen leiden, die das gleiche Display messen, ist es ein globales 3D LUT Generierungsproblem, nicht LG-spezifisch.
Das Hauptproblem hat gezeigt, dass wenn man sich die Webseiten von professionelle Kalibrierern/Reviewern wie Vincent (HDTVtest.co.uk), Maciej (hdtvpolska.com), D-Nice ansieht, alle übereinstimmen, dass sie bessere Ergebnisse mit einer manuellen Kalibrierung erreichen.
Es gibt eine Menge Leute, die über 3D LUT zum ersten Mal jetzt gehört haben, lesen überall, dass 3D LUT das Wundermittel ist und die gute alte manuelle Kalibrierung ausgediehnt hat….. aber das ist nicht wahr! Die einzige Möglichkeit, die Qualität eines Referenzbildes zu erhalten, ist nur durch 3D LUT möglich! da Sie viele verschiedene Farbton-/Leuchtdichte-/Sättigungspegel kalibriert. Es ist keine neue Erfindung die 3D LUT, diese findet seit mindestens 10 Jahre Verwendung in jeder Art von Post-Produktion der Filmindustrie, glücklicherweise findet die letzten Jahre diese auch im Consumer-Bereich Anwendung und Nutzen.
Um zu sehen, wie sich eine Anzeige mit manueller Kalibrierung verhält, müssen Sie sie durch die Profilierung eines 17-Punkt-Würfels verifizieren. Diese Methode zeigt die Probleme, die ignoriert werden, wenn Sie die klassische begrenzte Punktverifizierung mit Graustufen-/Sättigungsdiagrammen für bestimmte Helligkeitsstufen verwenden.
Diese Ergebnisse zeigen also im Detail, dass eine spezifische CalMAN 3D LUT mit LG noch keine besseren Ergebnisse gegenüber einer manuellen Kalibrierung liefert, nicht dass der manuelle Kalibrierung generell besser ist als die einer Kalibrierung durch eine 3D LUT.
Seit Jahren ist 3D LUT der ultimative und bestmögliche Weg, um jede manuelle Kalibrierung zu verbessern.
Ich musste LightSpace-Tools verwenden, um diese Präsentation zu erstellen, da ich eine fehlerfrei generierte Korrektur von Lightspace als Referenz verwenden musste und ich keine andere Möglichkeit sehe, um die Probleme zu veranschaulichen (jenseits von Meter-Messungen und Standbildern von Kameras aus Mustern).
Wer die animierten PNG’s nicht sehen kann, kann sie hier herunterladen und dann einen Bildbetrachter/Browser verwenden, der die APNG-Wiedergabe unterstützt. Aber ich habe die Bilderrahmen dieser Animation auch hier gepostet.
Ende
Da nun durch diesen Beitrag auf eine Problematik aufmerksam gemacht wurde, hoffe ich das zum einen LG den Upload der 3D Lut für das spezifische Format frei gibt und zum anderen Calman den “bug” behoben bekommt. Konkurrenz hat noch immer das Geschäft und die Vielfalt belebt.
So ich hoffe dieser Beitrag bringt ein wenig Licht in die 3D LUT Geschichte und wie man diese Überprüfen kann. Eine Automatik oder (manuelle) Kalibrierung ist immer nur so gut wie derjenige der die Ergebnisse interpretieren kann. Hier hilft nur Wissen, Referenzquellmaterial und Testsbilder. Solche Bilder wie oben im Beitrag lassen sich auf der unten verlinkten Testdisk finden.
Besucht unbedingt einmal die Seite von Ted:
https://www.displaycalibrations.com
und wer sie noch nicht besitzt sollte sich unbedingt seine Calibration-Disk zulegen:
Blu-ray: https://displaycalibrations.com/disk_copy_order.html
Blu-ray (download): https://displaycalibrations.com/disk_order.html
Media-files: https://displaycalibrations.com/media_files_order.html
