Verwendung von Messköpfen für die Anzeigeprofilierung

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Verwendung von Messköpfen für die Anzeigeprofilierung

Die Durchführung der Display-Charakterisierung oder Profilierung erfordert die Verwendung eines Sensors, um Werte von der gegebenen Anzeige zu messen und zu protokollieren, wenn sie durch bekannte Farbwerte erzeugt werden.

Eines der größten Probleme bei der Kalibrierung ist, dass nicht alle Messköpfe gleich sind, und es kann sehr wichtig sein, um das beste Kalibrierergebnis zu erzielen, die verschiedenen Grenzen eines jeden Sensors zu verstehen, und wie man diese Limitierung am besten handhabt.

Das Beste aus der Profilierung herausholen!

Es gibt zwei Hauptunterschiede zwischen verschiedenen Messgeräten und den Techniken, mit denen sie ihre Messfunktionen ausführen – die erste ist die Farbgenauigkeit für eine bestimmte Displaytechnologie, und die zweite islightspace_nect die Fähigkeit der Sonde, bei schwachem Licht zu arbeiten, insbesondere wenn die Messgeschwindigkeit verglichen wird.

Farbgenauigkeit

Farbgenauigkeit hat oft einen direkten Bezug zum Preis, und die teureren Sonden neigen dazu, bessere Technologien für die Farbmessung zu verwenden, was oft, wenn auch nicht immer, bedeutet, dass die Sonde ein echtes Spektralradiometer oder Spektralphotometer ist und nicht ein filterbasiertes Farbmessgerät.

Grundsätzlich beruhen die filterbasierten Farbmessgeräte auf der spektralen Empfindlichkeit der Rot-, Grün- und Blau-Filter, die früher genau auf die erwartete Lichtquelle abgestimmt waren, kombiniert mit den Einstellungen des Sondenoffsets für verschiedene Darstellungsarten und der Gesamtgenauigkeit. Die Verwendung von Rot-, Grün- und Blaufiltern begrenzt den Bereich der gemessenen Lichtwellenlängen und ist daher insgesamt weniger genau – vor allem bei verschiedenen Displaytechnologien. Die Filter neigen auch dazu, im Laufe der Zeit zu altern, deshalb müssen sie überprüft und die Sonde neu kalibriert werden, wobei die internen Offset-Werte aktualisiert werden, um die Genauigkeit zu erhalten.

Das Spektralphotometer hingegen misst die absolute spektrale Strahlung direkt über ein breites Spektrum bei verschiedenen Frequenzen. Diese Mehrfachmessbänder werden zu individuellen Farbmessungen kombiniert. Die Messung mehrerer Spektralbänder auf diese Weise kann dazu beitragen, die Genauigkeit erheblich zu verbessern.

Low-Light-Genauigkeit

Die Genauigkeit bei schwachem Licht kann auch mit den Kosten der Sonde in Verbindung gebracht werden, aber auf eine andere Art und Weise….

Der Breitbandansatz des Spektralphotometers kann dazu führen, dass Messungen bei schwachem Licht im Vergleich zu Farbmessgeräten eher langsam, ungenau oder beides sein können. Dunkle Kalibrierungsoffsets sind ebenfalls erforderlich, um die Genauigkeit aufrechtzuerhalten, oft über einen mechanischen Verschluss bei höheren Sonden.

Farbmessgeräte, vor allem im höheren Preissequement, können bei der Messung von Schwachlichtniveaus oft genauer, schneller und stabiler sein, da sie einfachere direkte Spektralmessungen in Rot, Grün und Blau ermöglichen. So können die hochwertigen Farbmessgeräte den Spektralphotometern vorzuziehen sein.

 

Sonde Low-light Spezifikationen

Hinweis: Nur Luma – Chroma-Patches erfordern eine höhere Empfindlichkeit.

  • CR-100: 0.0007 Nits
  • CR-250: 0.17 Nits
  • CS-200: 0.01 Nits
  • CA-310: 0.005 Nits
  • DISCUS: 0.05 Nits
  • Hubble: 0.034 Nits
  • i1 Display Pro: 0.1 Nits
  • i1 Pro 2: 0.2 Nits
  • Jeti 1211: 0.1 Nits
  • K10-A: 0.0001 Nits
  • PR-655: 0.7 Nits
  • PR-670: 0.035 Nits
Die beste Lösung?

Um die genaueste Kalibrierung zu erhalten, ist die Lösung einzig den bestmöglichen Messsensor zu wählen… aber für viele ist dieser Preis zu hoch, da die Spitzensonden, insbesondere Spektralphotometer, 10’s von Tausenden von EURO kosten können, und mit den in LightSpace zur Verfügung gestellten Werkzeugen kann dies nicht unbedingt notwendig sein.

LightSpace stellt eine Reihe von Werkzeugen zur Verfügung, um die Probleme zu lösen, die mit kostengünstigeren Sonden verbunden sind, und kann Ergebnisse liefern, die sehr genau sind, wobei einige grundlegende Erkenntnisse über die Bedürfnisse der Kalibrierung verstanden werden müssen.

Kalibrierziele

Ziel jeder Kalibrierung ist es, die Genauigkeit der Anzeige im Rahmen der Möglichkeiten des Displays zu maximieren, wobei der Schwerpunkt auf dem zentralen Farbkern innerhalb des erforderlichen Farbraums des Displays liegt. Dies zu verstehen ist sehr wichtig, da viele Kalibriersysteme sich nur auf die extremen Farbraumfarben (die Primärfarben) konzentrieren. In der realen Welt sehen wir nur sehr wenige „Primärfarben“, und die Fokussierung auf diese Farben für die Kalibrierung kann oft zu sehr ungenauen Endergebnissen führen, zumal viele Displays mit akkuraten Primärfarben zu kämpfen haben.

Zusätzlich kann die Kalibrierung bei schwachen Lichtverhältnissen mit den kostengünstigeren Sonden sehr schwierig sein, da die Sonden Fehler in das Profil einbringen, die die Anzeige nicht genau wiedergeben. Kombinieren Sie dies mit billigen Displays, die einen Farbstich in der Hintergrundbeleuchtung haben, der bei schlechten Lichtverhältnissen angezeigt wird, aber durch das Display überwunden wird, wenn die Helligkeit erhöht wird. Solche hintergrundbeleuchteten Farbstiche können nicht „farbkorrigiert“ werden, obwohl die Profildaten viele Farbkalibrierungssysteme dazu veranlassen, dies zu versuchen, was zu ungenauen Kalibrierungsergebnissen führt.

Ein gutes Kalibrierungssystem bietet Möglichkeiten, solche Anzeige- und Sondenprobleme zu überwinden.

Sondenanpassung zur Reduzierung von Farbgenauigkeitsfehlern

Mit dem Wunsch nach schneller Profilierung, kostengünstigen Sonden und einer Farbgenauigkeit, die ein wenig Oxymoron ist, sind Alternativen gefragt, und mit Farbgenauigkeit und Geschwindigkeit gibt es eine ziemlich einfache Lösung, indem man eine auf einem Farbmessgerät basierende Sonde für die Geschwindigkeit verwendet, diese jedoch kalibriert oder mit einem Spektralphotometer auf demselben Display abgleicht.

Auf diese Weise wird das Farbmessgerät exakt auf das Spektralphotometer für das zu profilierende Display abgestimmt, was zu genaueren Ergebnissen führt.

Das folgende Bild zeigt ein i1 Display Pro (i1D3), das mit einem CR-250RH Spectro für ein Display mit der Bezeichnung ‚Main-1‘ abgestimmt ist.

manual_probe_options_menu

Prozess der Sondenanpassung
  • Befestigen Sie die erste Sonde und wählen Sie die Standardparameter der Sonde nach Bedarf aus.
  • (Da dies eine Tri-Stimulus-Sonde sein wird, verwenden Sie die voreingestellte Matrix der Sonde, nicht eine spezifische Anzeige, da Sie Ihre eigene Matrix erstellen).
  • Wenn Sie den in LightSpace eingebauten Patch-Generator verwenden, geben Sie einen Matrizennamen ein und drücken Sie auf ‚OK‘.
  • (Verwenden Sie einen Namen, der die Anzeige- und Sondendetails enthält.
  • Legen Sie die Sonde auf das Patch-Fenster und drücken Sie auf „Measure all“.
  • Das Patch-Fenster wird R-, G-, B- und W-Patches durchlaufen und die Daten der Sonde/Anzeigematrix speichern.
  • Wechseln Sie die Sonde zur zweiten Sonde (Spectro) und wiederholen Sie den Vorgang.
    (Bitte beachten Sie, dass Spectro’s keine Matrix-Presets verwenden)

Anmerkung: Die Reihenfolge, in der die Sonden „gemessen“ werden, ist nicht wichtig, und Sie können das Spectro zuerst mit dem Tri-Stimulus- als zweites messen.

  • Wenn Sie ein separates Patch-Fenster verwenden, das nicht über LightSpace gesteuert wird, verwenden Sie die RGBW ‚Update‘ Buttons in-turn.
  • (Jede Patchfarbe muss einen Wert von 240 haben, um mit den LightSpace-Patches übereinstimmen zu können.
  • Geben Sie einen Namen für die Matrix ein, wenn Sie dazu aufgefordert werden.
  • (Verwenden Sie einen Namen, der die Anzeige- und Sondendetails enthält.
  • Wenn die Sonde auf einem Fleck der passenden Farbe platziert ist, drücken Sie auf „Measure all“, um eine Messung durchzuführen.
  • Wenn Weiß gemessen wird, wird auch der Luma-Wert aktualisiert.
  • Alternativ können Sie die XY-Werte auch manuell eingeben, wobei Sie sich beim Lesen von Weiß auch den Luma-Wert merken.
    (Wie beim direkten LightSpace-Matching MÜSSEN die Farbfelder auf 240 Daten basieren, NICHT 255)
  • Wählen Sie im unteren Dropdown-Menü die Matrix Referenzsonde/Anzeige aus.
  • Wählen Sie im oberen Dropdown-Menü die Matrix Aktive Sonde/Anzeige aus.
  • Alle Messungen werden nun mit Hilfe der Probe/Display-Matching-Funktion korrigiert.
  • (Sie müssen immer die voreingestellte Matrix der Tri-Stimulus-Sonde verwenden, wie sie bei der Durchführung der Sondenanpassung verwendet wird!

Mit der obigen Sonde können die Geschwindigkeitsverbesserungen eines Farbmessgerätes genutzt werden, und was noch wichtiger ist, die Lesefähigkeiten bei geringerem Licht können genutzt werden, während man gleichzeitig die Genauigkeit des Spektralphotometers genießt.

Low-Light-Fehler

Das folgende Bild zeigt mögliche Probleme mit einer Kalibrier-LUT, die aus einem Profil mit einer Sonde erzeugt wurde, die mit Messungen auf niedriger Ebene zu kämpfen hatte.

profiling_low-level

Manchmal können solche Fehler in der Anzeige enthalten sein, besonders wenn die Anzeige billiger ist, wo die Hintergrundbeleuchtung einen offensichtlichen Farbstich hat, den das Display mit zunehmender Helligkeit nur schwer zu überwinden vermag. Zum Beispiel haben viele billigere LCD-Displays eine sehr blaue Hintergrundbeleuchtung, die durch Kalibrierung nicht überwunden werden kann, da sie der Hintergrundbeleuchtung innewohnend ist. Aber das Kalibrierprofil und die daraus resultierende LUT werden das nicht wissen und versuchen, dem Effekt entgegenzuwirken. Dies kann zu echten Problemen bei der Kalibrierung im Schwachlichtbereich führen.

Wie das obige LUT-Bild zeigt, gibt es im Schattenbereich“Knicke“, die unerwünschte Farbartefakte in die endgültige Kalibrierung einbringen können. Mit den LUT-Manipulationswerkzeugen von LightSpace CMS ist es sehr einfach, diese Fehler zu beheben und dabei die zugrundeliegenden Profildaten beizubehalten. Das folgende Bild zeigt dieselbe LUT, nachdem der LUT-Manipulationsfilter „Relax“ verwendet wurde, um den Fehler zu reduzieren, der durch die Unfähigkeit der Sonde zur genauen Messung von Niedriglichtniveaus in die Kalibrierung eingeführt wurde.

profiling_low-level_fix

Es gibt viele solcher Tools, die in LightSpace CMS integriert sind, um das bestmögliche Endergebnis der Kalibrierung zu erzielen. Siehe LUT-Manipulationsfilter für zusätzliche LUT-Manipulationsinformationen zum Umgang mit potenziellen Schwarz/Schatten-Problemen.

Was nicht korrigiert werden kann

Eines der Probleme bei der Display-Kalibrierung, das oft übersehen wird, ist, dass, wenn das darunterliegende Display einen Farbraum hat, der unter dem des Zielbereichs liegt, die Kalibrierung nur den Bereich des Anzeigebereichs beeinflussen kann, der in der Lage ist, mit dem des Ziels zu übereinstimmen.

Display-Kalibriersysteme, die sich hauptsächlich auf die Primärfarben beziehen (in diesem Fall sind dies Sekundärfarben, da es sich um die Farben am Rand des Zielfarbraums handelt), können die tatsächlich kalibrierbaren Bereiche des Innenbereichs nicht exakt wiederherstellen.

Das Ergebnis ist, dass es entscheidend ist, dass jedes Kalibrierungssystem versteht, was kalibriert werden kann und was nicht, und dass es das Beste tut, für was kalibriert werden kann, und dass es nicht zulässt, was nicht kalibriert werden kann, um das Endergebnis negativ zu beeinflussen.

cie_profile

Das obige CIE-Diagramm zeigt die Profilergebnisse der oben genannten Anzeige. Wie man sehen kann, ist Grün außerhalb des Gamut und der falsche Farbton (zu cyan), während Rot leicht außerhalb des Gamut liegt, und auch der falsche Farbton (zu gelb), und Blau ist ungefähr auf dem Gamut, aber auch der falsche Farbton (wieder zu cyan). Weiß ist aus der Achse, weil es zu gelb ist.

Um diese Probleme so weit wie möglich zu beheben, muss die aus dem Profil generierte LUT den Weißpunkt sowie die korrigierbaren Bereiche des Anzeigebereichs korrigieren.

Die folgenden drei Würfelbilder zeigen den Kalibrierungsprozess für die oben erwähnte Anzeige.

manual_cal_target     manual_cal_actual     manual_cal_calibrated

Der erste Würfel zeigt die Zielkalibrierung. Effektiv, wie ein perfekt kalibriertes Display im Vergleich zum Zielfarbraum und Gamma aussehen würde.

Der zweite Würfel zeigt das aktuelle Anzeigeprofil im Vergleich zum ersten Würfel. Hier kann man sehen, dass es zu viel Grün gibt, aber nicht genug Blau, wie im vorherigen CIE-Diagramm gezeigt, und Rot hat eine nichtlineare Verzerrung, wie man in der rechten Ecke des Würfels sehen kann.

Der abschließende Würfel zeigt die Ergebnisse der Kalibrierung und zeigt, dass der mittlere Teil der Kalibrierung sehr nahe an der Genauigkeit liegt, während die Enden des Gamuts so nah wie möglich an der begrenzten Originalskala des Displays liegen.

cie_lut

Das obige CIE-Diagramm zeigt die gleiche Anzeige, die mit der angewendeten Kalibrier-LUT neu profiliert wurde (wie bei Würfel 3 oben). Wie man sehen kann, ist die Kalibrierung jetzt genau dort, wo sie sein kann, mit ähnlichen Fehlern, wo der ursprüngliche Anzeigebereich einfach nicht mit dem Ziel übereinstimmen kann.

Dies ist ein gutes Beispiel dafür, warum es falsch sein kann, sich bei der Überprüfung der Gamut-Kalibrierung auf „Rot, Grün, Blau“ zu verlassen. Wenn die Anzeige diese Extremwerte nicht erreichen kann, kann der Versuch, das Problem zu erzwingen, dazu führen, dass der Rest der Anzeige grob ungenau ist.

Informationen darüber, wie Sie die Kalibrierung mit Hilfe der Funktion „Active LUT“ verifizieren können, finden Sie im Abschnitt „Active LUT“ im Profilierungshandbuch.

Probleme mit der Hintergrundbeleuchtung anzeigen

Ein gutes Beispiel für Darstellungsprobleme, die nicht korrigiert werden können, aber viele Farbkalibrierungsprogramme zum Scheitern bringen, sind Probleme mit der Hintergrundbeleuchtung.

Ein ideales Display hätte eine völlig neutrale Hintergrundbeleuchtung, d.h. Schwarz ist schwarz. Viele Displays, darunter auch die einiger professioneller Hersteller, haben jedoch sehr ausgeprägte Farbstiche in der Hintergrundbeleuchtung. Da ein Farbstich der Hintergrundbeleuchtung nicht korrigiert werden kann, ist es sehr wichtig, dass das Kalibrierungssystem dies versteht und das Display entsprechend kalibriert.

Zum Beispiel zeigen die obigen Anzeigeprofile, dass die Hintergrundbeleuchtung einen markanten Blaustich hat, wie man unten sehen kann, mit dem Zusatz von ‚Trendlinien‘, um die blaue Hintergrundbeleuchtung zu zeigen.

trend_cie_profile

Hintergrundbeleuchtung Verzerrungslinien

Bei einer solchen Verzerrung der Hintergrundbeleuchtung ist es für eine saubere Kalibrierung unerlässlich, dass die Kalibriersoftware mit dieser Verzerrung arbeitet und nicht versucht, diese Verzerrung zu beseitigen, da dies sowohl unmöglich ist als auch zu inakzeptablen Verzerrungen in den Schattenbereichen jedes angezeigten Bildes führt.

Wenn Sie ein solches Display kalibrieren, ist die beste Kalibrierung diejenige, die mit der Hintergrundbeleuchtung arbeitet. Wie bereits erwähnt, wird jedes Kalibrierungssystem, das versucht, der Hintergrundbeleuchtung entgegenzuwirken, sehr inakzeptable Ergebnisse liefern.

 

Quelle: https://www.lightillusion.com/probe_use.html

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