Как откалибровать монитор: теоретические основы
Редакция THG,  18 октября 2013


Как откалибровать монитор | Две причины для калибровки монитора

В статье "Datacolor Spyder4Elite: принцип работы системы калибровки монитора" мы обсудили один способ настройки монитора, заключающийся в использовании пакета Spyder4Elite для создания таблицы соответствия (от look-up table, сокр. LUT). Данный подход очень прост и относительно доступен. От пользователя требуются небольшой опыт в калибровке дисплеев и знание общих принципов визуальной информации.

Однако мы посчитали, что многим читателям будет интересно узнать больше о настройках монитора, чтобы добиться таких же результатов. Есть множество инструментов, которые могут в этом помочь, мы рассмотрим их в будущих материалах. В частности, в следующей статье мы будем использовать пакет CalPC от компании SpectraCal. Но сегодня мы хотели бы заложить некий фундамент для серии материалов, чтобы вы знали, о чём идёт речь и что вас ждёт.

Существуют две основные причины для калибровки любого монитора. Первая заключается в том, чтобы привести изображение к соответствию при использовании нескольких устройств типа фотокамер и принтеров. В фотостудии очень важно, чтобы фотокамера, монитор и принтер соответствовали единому профилю гаммы и цвета. Таким образом, изображение на экране и бумаге будет отображаться точно так, как фотограф видит его через объектив фотокамеры. Вторая причина, которую мы будем изучать сегодня, связана с соответствием вашего дисплея определённым стандартам.

Как откалибровать монитор

А зачем же соответствовать стандарту? Всё очень просто. Почти каждая игра или видеофайл, просматриваемый на вашем мониторе, привязан к видеостандарту Rec. 709. Это не что иное, как определенный набор параметров цветового охвата, белой точки и гаммы. Он охватывает и другие области, но для калибровки нас интересуют только три перечисленных элемента. Мы обсудим значение этих параметров и их влияние на изображение. Кроме того, калибровка дисплея в соответствии со стандартом гарантирует, что вы увидите именно то, что хотел показать создатель изображения.

Будет проще понять информацию на следующих страницах, если читателю известно кое-что из принципов науки о визуальной информации и науки о восприятии. Как можно создать двумерное изображение на экране, которое в точности воссоздаёт трёхмерную реальность? Принимая ограничения дисплея, мы должны знать, как человек воспринимает цвет, свет и детали.

Поэтому наука о визуальной информации опирается на четыре следующих элемента в порядке важности: динамический диапазон, насыщенность цвета, точность цветопередачи и разрешение. Проще говоря, стандарты, такие как Rec. 709, предназначены для максимизации этих четырёх параметров. Если все показатели всех четырёх элементов удовлетворяют стандарту, то результатом станет наиболее реалистичное изображение.

В процессе описания мы побываем за кулисами четырёх основных областей, затрагиваемых калибровкой дисплея: уровни, гамма, оттенки серого и цветность. Понимание этих принципов означает, что вы будете точно знать, что происходит при перемещении ползунка яркости или смене настроек RGB. Также вы сможете самостоятельно выявить и исправить недостатки вашего дисплея. Данная статья довольно сложная, но полезная, по крайней мере, по нашему мнению.

Как откалибровать монитор | Уровни белого и чёрного: ключ к контрастности и детализации

Мы установили, что динамический диапазон является наиболее важным элементом в определении качества изображения. По аналогии со звуком, чем больше разница между крайними значениями (мягкий и громкий, светлый и тёмный), тем выше ощущение реализма и глубины. И в очень редких случаях пользователь может добиться этого без применения измерений или специализированного программного обеспечения! Мы говорим об уровнях чёрного и белого, или, как их чаще называют, яркости и контрастности.

В какой-то момент истории один недальновидный инженер в области телевещания решил, что регулировки, влияющие на динамический диапазон, должны называться яркостью и контрастностью, а не уровнем белого и чёрного. Отсюда пошла путаница в определении назначения этих регулировок. Но на самом деле всё довольно просто. Яркость – это уровень чёрного цвета, а контрастность – уровень белого.

Так что же происходит при изменении этих регулировок? Уровень чёрного цвета/яркости связан с минимальным уровнем свечения, производимого дисплеем. Уровень белого – с максимальным уровнем свечения. Очевидно, что за счёт минимизации чёрного и максимизации белого можно достичь самого высокого коэффициента контрастности и наибольшего динамического диапазона, которые может поддерживать дисплей. Хитрость в том, чтобы установить уровни правильно, сохранив при этом максимальную детализацию изображения.

Проиллюстрировать важность установки правильного уровня чёрного и белого можно на реальной фотографии. Мы изменяли исходную фотографию в Photoshop с помощью диалогового окна Уровни, управляющего уровнями чёрного и белого цветов. Эта функция аналогична настройкам яркости и контрастности на вашем мониторе. В цвет изменения не вносились.

Ниже представлена фотография Гэвина Россдейла, лидера группы Bush.

Как откалибровать монитор

Фотография довольно детализированная. На ней хорошо проработаны руки, волосы и джинсы. Кроме того, на фоне видна публика. Также обратите внимание на тонкие контуры правой руки, лежащей на корпусе гитары.

Вот гистограмма.

Как откалибровать монитор

Представлен почти весь диапазон яркости, за исключением нескольких ступеней на тёмном конце шкалы. Есть ещё одна-две ступени на ярком конце, но они не прорисованы. Это изображение не подвергалось обработке.

А вот тот же снимок, но с чрезмерно низким уровнем чёрного.

Как откалибровать монитор

Публика на фоне и волосы Гэвина полностью стираются. Его правая рука теперь сливается с пикгардом гитары, а джинсы имеют гораздо меньше складок, чем раньше. Вот что мы имеем в виду, когда используем термин "смешивание" или "клиппинг" по отношению к чёрному цвету. Тёмные области сливаются в одну, а детализация теней теряется. Там, где раньше градация чёрного составляла 50, её значение равняется 1. Хотя художники могут специально так изменить изображение для художественного эффекта, факт остаётся фактом: первоначальная детализация была потеряна.

Теперь давайте посмотрим на изображение со слишком высоким уровнем белого.

Как откалибровать монитор

Лицо Гэвина и локоть правой руки стали белыми и бесформенными, и мы потеряли объёмность оригинальной фотографии. Оттенки белого, подчеркивавшие некоторые черты лица, теперь смешаны. Также публика на фоне стала ярче, а чувство глубины сильно понизилось. Не очень понятно, на каком расстоянии они находятся.

Вот та же самая фотография с завышенным уровнем чёрного.

Как откалибровать монитор

Детали всё ещё видны, но фотография имеет эффект тумана, будто на неё наложили специальный фильтр. Чувство глубины изображения существенно понизилось.

Наш последний пример демонстрирует слишком низкий уровень белого.

Как откалибровать монитор

Детализация не потерялась, однако изображение выглядит тусклым и недодержанным. Эта и предыдущая фотографии возвращают детализацию, однако снижение динамического диапазона приводит к потере живости и выраженности картинки.

Мы покажем, как легко исправить эти проблемы с помощью тестовых шаблонов, которые можно скачать из Интернета. Чтобы выставить правильный уровень чёрного и белого, специальные инструменты и программы не требуются. Причём это отличный способ улучшить изображение на мониторе. Максимизировав динамический диапазон, вы получите наилучшую картинку!

Чтобы получить полное преимущество от динамического диапазона дисплея, также необходимо понимать, что происходит с точками между чёрным и белым. Здесь мы переходим к обсуждению гаммы.

Как откалибровать монитор | Гамма: ключ к максимальной глубине изображения

Вы наверняка заметили, что в обзорах мониторов мы уделяем немало времени измерениям гаммы. Сегодня у нас появилась возможность более подробно объяснить значение этих измерений.

Что есть гамма? Каждая точка яркости между 0 и 100% должна иметь определённое значение (яркости), чтобы соответствовать значению гаммы камеры, создавшей изображение. Можно подумать, что эта связь является линейной. Например, 50%-ный сигнал приравнивается к 50% светоотдачи. Но это не так. Посмотрим на таблицу ниже.

Уровень сигнала Целевое Y
0% 0,4
10% 2,02
20% 7,36
30% 17,35
40% 31,73
50% 52,06
60% 76,9
70% 108,99
80% 145,97
90% 190,37
100% 239,68

Это серия измерений монитора, который очень точно соответствует значению гаммы 2,2. Минимальный уровень чёрного составляет 0,39 кд/кв.м, максимальный уровень белого - 239,67 кд/ кв.м. Если бы гамма дисплея была линейной, 50%-ный сигнал дал бы уровень свечения 119,84 кд/ кв.м. Фактическое значение меньше половины этого значения, всего 52,01 кд/ кв.м. Почему? Чтобы найти ответ, нужен небольшой урок истории.

Первые дисплеи для создания изображения использовали электронно-лучевые трубки. Электроны "обстреливали" массив люминофоров, которые, в свою очередь, испускали свет. Как выяснилось, интенсивность возникавшего света не менялась в линейном порядке. Как и в приведённой выше таблице, порядок был логарифмическим. Ясно, что камеры и другие устройства записи должны были соответствовать этой кривой вывода. Но сегодня ничего не изменилось, несмотря на то, что ЭЛТ-мониторы уже остались в прошлом. Почти все устройства отображения как для ввода, так и для вывода разработаны для гаммы 2,2. Хотя существуют вариации, значение 2,2 до сих пор является общепринятой нормой для съёмки видео. Если монитор соответствует значению 2,2, он будет соответствовать входящему сигналу практически любого источника.

Как мы это измеряем? Проще всего собрать данные при измерении оттенков серого. Шаблоны представлены окнами, которые показывают интенсивность сигнала от 0 до 100%. Для каждого измерения мы записываем значение Y (яркость сигнала). Затем наша программа высчитывает разницу между полученным и целевым значениями. Из этой разницы генерируется значение гаммы. Чем ближе показатель к 2,2, тем лучше.

Как откалибровать монитор

Окно шаблона аналогично тому, что генерируется нашим прибором Accupel DVG-5000. Яркость центрального прямоугольника составляет 100%, а фона – 0%. При измерении гаммы яркость прямоугольника меняется от 0 к 100% с шагом в 10%.

Давайте снова посмотрим на таблицу, но на этот раз со значениями гаммы и целевыми значениями Y.

Уровень сигнала Y (кд/м²) Целевое Y Гамма
0% 0,4 0 2,2
10% 2,02 1,53 2,08
20% 7,36 7,02 2,17
30% 17,35 17,13 2,19
40% 31,73 32,25 2,22
50% 52,06 52,69 2,22
60% 76,9 77,38 2,21
70% 108,99 108,89 2,2
80% 145,97 146,33 2,21
90% 190,37 189,88 2,18
100% 239,68 239,68 2,2

Когда значение ниже 2,2, выходной сигнал слишком тёмный. Если значение ниже 2,2 – слишком яркий. Сравнив фактические показатели с целевыми значениями, можно увидеть, насколько велика разница межу показателями устройства и эталоном. В данном случае дисплей (Samsung S27B970D) близок к идеалу.

Как откалибровать монитор

Такое графическое отображение мы используем в наших обзорах. На нём легко увидеть даже незначительными погрешности.

Но как это связано с калибровкой монитора? Всё довольно просто, поскольку подавляющее большинство компьютерных мониторов с настройками гаммы включает только предустановки. Нет способа изменить саму кривую гаммы. Что имеется в виду?

С предустановками вам доступна только одна кривая гаммы, которую вы можете повышать или понижать. Форма не меняется, меняется только её отношение к значению 2,2. Если вы начинаете с плоской линии, как показано выше, вам нужно лишь найти предустановку, которая максимально приблизит вас к значению 2,2. Если линия не плоская, как на графике ниже, всё что остаётся, - это максимально приблизиться к 2,2.

Как откалибровать монитор

В данном примере мы видим неплохую гамму до уровня 60%, где кривая начинает уходить вниз. Затем на 90% идёт резкое углубление. Это можно исправить лишь с помощью многоточечной регулировки гаммы, позволяющей настроить каждую точку яркости отдельно. К сожалению, это довольно редкая функция для компьютерных мониторов (и для дисплеев в целом). Такие настройки мы видели только на дорогих телевизорах и проекторах.

А вот и снова Гэвин. На этот раз мы имитируем изменения гаммы с помощью редактора кривых в Photoshop.

Как откалибровать монитор

Настроив гамму слишком высоко, мы понизили детализацию теней практически до точки клиппирования. Конечно, таким образом можно добиться определённого эффекта, но вы меняете исходное изображение и понижаете детализацию теней до минимума. Они есть, но их очень трудно заметить.

Теперь мы настроили гамму слишком низко.

Как откалибровать монитор

Эффект похож на завышение уровня белого. Детали ярких областей трудно различимы, а вся картинка в целом выглядит передержанной.

Очевидно, что неправильная гамма влияет на качество так же, как некорректные уровни чёрного и белого. Вот почему корректная гамма так важна для воспринимаемой контрастности монитора. Благодаря ей вы получите глубокий чёрный, яркий белый и фантастический коэффициент контрастности. Но если гамма низкая, большая часть динамического диапазона уйдёт в никуда.

Теперь мы переходит к оттенкам серого, которые, как вы скоро увидите, тесно связаны с цветом.

Как откалибровать монитор | Оттенки серого: почему белый – это основной цвет

У всех мониторов есть одна общая настройка – это цветовая температура. Чтобы избежать дальнейшей путаницы в понятиях, давайте определимся, что цветовая температура, оттенки серого, баланс белого и белая точка – это одно и то же.

Дисплей с фиксированными пикселями производит белый и другие цвета, используя красный, зелёный и синий субпиксели. Как из них получается белый? Чтобы выяснить это, давайте посмотрим на график CIE.

Как откалибровать монитор

Это график CIE, которые мы используем в обзорах мониторов. Квадрат внутри треугольника цветового охвата отображает белую точку, в которой сочетаются три основных цвета для генерации белого. Естественно, белый цвет можно интерпретировать по-разному, поэтому нужен стандарт. Для визуализации видео применяется стандарт цветовой температуры 6500 кельвинов или D65.

Откуда взялось это значение? 6500 K – это приблизительная цветовая температура полуденного солнца, и белые объекты под таким светом обретают определённый цвет. Попробуйте поднести лист белой бумаги к разным источникам света, и поймёте сами. Флюоресцентное освещение даёт зелёный оттенок, а лампа накаливания – жёлтый или оранжевый. И даже солнечный свет в разное время суток меняет восприятие белого.

Конечно, понятие цветовой температуры применяется не только к белому. Для калибровки - да, но подумайте, как разница в освещении влияет на цвет любого объекта. Вспомните, когда вы покупали краску, например, для стен в комнате, то после покраски её цвет на стене отличался от цвета в магазине? Цветовая температура света, падающего на краску, может радикально изменить ваше восприятие.

Так что же происходит при изменении цветовой температуры на вашем мониторе? Хотя мы регулируем только белую точку, процедура имеет дополнительные преимущества. Корректировка цветовой температуры дисплея также выравнивает вторичные цвета (голубой, пурпурный и жёлтый) ближе к целевым позициям.

На фото ниже это, возможно, трудно заметить, но присмотритесь к голубому и пурпурному.

Как откалибровать монитор

Всё, что мы сделали, - это скорректировали цветовую температуру до значения D65. Видно, как голубой и пурпурный цвета стали намного ближе к целевым значениям. Но почему не изменился жёлтый цвет? Это аномалия конкретного монитора: AOC Q2963PM. Это не недостаток, просто экран так реагирует на калибровку.

Снова приведём фотографию Гэвина в качестве примера. Для сравнения первым мы выложили нередактированный снимок.

Как откалибровать монитор

Это стандартный сценический свет, обеспечивающий натуральное и ровное освещение исполнителя. Обратите внимание, что телесные оттенки выглядят естественно.

Теперь мы сделаем цветовую температуру слишком тёплой, другими словами, ниже D65.

Как откалибровать монитор

Мы изменили цветовой баланс в Photoshop, просто подняв уровень красного цвета так, будто передвинули ползунок, отвечающий за красный цвет в настройках монитора. Выглядит так, словно на прожектор нанесён красный фильтр. Ничего страшного нет, но изображение определённо отличается от того, что мы увидели бы на концерте.

А вот эффект от завышенного зелёного цвета.

Как откалибровать монитор

Здесь Гэвин выглядит совсем ненатурально. Поскольку человеческий глаз наиболее чувствителен к зелёному цвету, это самая очевидная погрешность в изображении. Мы сомневаемся, что кто-то преднамеренно захочет делать такие фотографии.

Последний пример демонстрирует наиболее распространённую погрешность в цветовой температуре.

Как откалибровать монитор

Выглядит нормально, не так ли? Это потому, что благодаря синему цвету объекты выглядят ярче. Здесь в игру снова вступает наука. Погрешность синего цвета влияет на изображение не так сильно, как несоответствие красного или зелёного цвета. Если просмотреть наши обзоры мониторов, то можно заметить, что почти все экраны на заводских настройках имеют немного завышенный синий оттенок.

Итак, мы прошли первое знакомство с настройками цвета через регулировки RGB и белой точки. Теперь пора перейти к цветовому охвату, его реализации и измерению.

Как откалибровать монитор | Цветовой охват: какого цвета ваш монитор?

Если вы читали описание цветового охвата в наших обзорах мониторов или знакомы со статьёй "Datacolor Spyder4Elite: принцип работы системы калибровки монитора", то наверняка знаете, что цветовой охват – это ещё один стандарт, по которому можно сравнивать дисплеи, фото- и видеокамеры, а также принтеры. Хотя можно найти монитор со встроенной системой управления цветом, гораздо проще сделать таблицу соответствия под названием ICC-профиль, который согласовывает различия между реальным цветовым охватом монитора и эталонными значениями.

Ниже представлены различные версии графика CIE.

Как откалибровать монитор

Мы выбрали этот график, поскольку он показывает два цветовых охвата, доступных для компьютерных мониторов на текущий момент: Adobe RGB 1998 и sRGB. Как видите, они являются сокращёнными версиями полного графика, который отображает весь спектр цветов, видимых человеческому глазу. В наших тестах очень важно выяснить, насколько близко дисплей подходит к этим цветовым охватам.

Кроме этих двух есть и другие стандарты. Наиболее распространённый – это Rec. 709, используемый в телевизорах и проекторах высокой чёткости. Почему мы не показываем его на графике? Потому что он идентичен sRGB. Они действительно взаимозаменяемы. Другой стандарт называется Rec. 2020. Это пока только предполагаемая спецификация, и в производстве дисплеев в настоящий момент она не используется.

Как откалибровать монитор

Это предполагаемый цветовой охват экранов ультравысокой чёткости с разрешением 4K и 8K. Для отображения такого цветового охвата в мониторе нужен и соответствующий контент. А такое вряд ли возможно без серьёзных улучшений ёмкости оптических дисков и пропускной способности, поскольку для кодирования требуется не менее 30 бит на пиксель.

Как это относится к нашей сегодняшней теме? Все дисплеи с фиксированными пикселями для визуализации изображения используют три основных цвета: красный, зелёный и синий. Если панель восьмибитная, то 2563 даёт 16777216 возможных цветов. Очевидно, что позиции основных цветов на графике CIE имеют первостепенное значение. Если предположить, что камера соответствует стандарту, то увидеть точно такое же изображение можно только с помощью дисплея, соответствующего такому же стандарту.

Это понять не трудно, ну а как насчёт вторичных цветов?

Как откалибровать монитор

Между основными цветовыми точками есть вторичные: голубой, пурпурный и жёлтый. Они создаются путём смешивания двух основных цветов в определённом соотношении. Технически процесс называется фазирование, и очень важно, чтобы дисплей выполнял его правильно. Экран может иметь точные основные цвета, но если вторичные выпадают, на изображении появятся видимые погрешности. Мы уже выяснили, что настройка белой точки может помочь выровнять вторичные цвета. И в большинстве случаев это единственный способ улучшить точность цветопередачи монитора.

Теперь пришла пора узнать, как применять полученные знания. Мы объясним, как калибровать монитор, используя только его встроенные настройки. Именно так мы и делаем в наших обзорах.

Как откалибровать монитор | Применение: как настраивать уровни

Надеемся, что разговоры о науке и теоретических возможностях вдохновят вас на калибровку собственного монитора. Если у вас есть основные инструменты, вы можете последовать шагам, приведённым в следующих четырёх разделах. Как уже говорилось вначале, мы будем настраивать только регулировки монитора. Этот метод не использует программную таблицу соответствия. Вы также можете создать профиль ICC для использования с графическими приложениями. Чуть позже мы покажем, как это сделать.

Мы советуем следовать инструкциям в том порядке, в котором они приведены в статье. Поскольку между регулировками почти всегда существует взаимосвязь, таким образом можно сократить количество переключений между настройками дисплея.

Во-первых, нужно провести небольшую предварительную подготовку.

  1. Перед началом монитору должен поработать примерно 30 минут. Так фоновая подсветка придёт в стабильное состояние, и показатели будут более точными.
  2. Следует выбрать не слишком яркий, но и не слишком тёмный режим изображения. Как правило, подходит режим "стандарт" или нечто похожее.
  3. Надо выставить настройки цветовой температуры (Color Temp) в положение "пользовательская" (User) или "собственная" (Custom), чтобы получить доступ к регулировкам RGB.
  4. Если есть параметры гаммы, нужно выбрать 2,2.
  5. Теперь можно начинать.

Сначала нужно отрегулировать уровни: яркость (Brightness) и контрастность (Contrast). Их можно настроить с помощью нескольких тестовых шаблонов. Их много, но мы остановили свой выбор на следующих типах.

Как откалибровать монитор

Такой шаблон ступеней оттенков серого генерирует Accupel. Его можно найти в Сети. Именно оттуда мы его и скачали. В нём различимы 11 ступеней яркости. Полоса, обозначающая 50%, расположена по центру.

А вот шаблон PLUGE.

Как откалибровать монитор

PLUGE – это традиционный шаблон для настройки уровней. Аббревиатура расшифровывается как Picture Line Up Generating Equipment. Он отсылает нас в эру аналоговых технологий! Есть возможность настроить четыре вертикальных столбика в центре поля. Они начинаются с самого тёмного слева и становятся ярче при смещении вправо.

Следующий шаблон хорошо подходит для настройки контрастности.

Как откалибровать монитор

Скоро мы объясним, как использовать все эти шаблоны. Важной является правая часть. Всего представлено 33 столбца от 0 до 100%, или от 0 до 255 в рамках RGB.

Есть ещё один. Он ещё лучше подходит для настройки контрастности.

Как откалибровать монитор

Здесь видны восемь концентрических квадратов, варьирующихся по яркости. Если не все квадраты видны, значит, очевиден эффект клиппирования цвета.

Все эти шаблоны объединяет одна общая особенность: они имеют полосы, которые отличаются друг от друга на несколько ступеней яркости. Просматривая полосы, легко понять, если регулировки завышены, поскольку одна или несколько полос будут смешиваться. Именно это мы имеем в виду, используя термин клиппинг.

Начать можно с первого шаблона – ступени оттенков серого. Следует понижать регулировку яркости (Brightness) до тех пор, пока две самых тёмных полоски не сольются в одну. На большинстве мониторов они никогда не сольются, поскольку они достаточно далеки по яркости.

Теперь нужно сделать то же самое со вторым шаблоном. На некоторых мониторах самая тёмная полоса исчезнет. В этом случае следует вернуть регулировку яркости до уровня, когда она станет едва видимой. Если регулировку яркости понижается до минимума, а полосы не смешиваются, тогда нужно настроить регулировку с помощью измерителя. Нужно вывести на дисплей 100-е окно, как показано ниже.

Как откалибровать монитор

Далее следует измерить окно с помощью прибора и настроить яркость на нужном значении. Мы предпочитаем 200 кд/кв.м, но ваши предпочтения могут зависеть от условий освещения в помещении.

Теперь необходимо включить третий шаблон. Нужно повышать регулировку контрастности, пока две правые крайние полосы не смешаются. Это точка клиппирования. Если контрастность повышена до максимума, а полосы всё равно различимы, следует попробовать четвёртый шаблон с разноцветными квадратами. Этот шаблон предпочтительнее, поскольку при его использовании можно видеть точку смешивания каждого первичного цвета. Если один из цветов смешивается, потеряется точность оттенков серого, потому что монитор буквально "теряет" этот цвет. В наших обзорах мониторов мы заметили, что параметр контрастности по умолчанию, как правило, находится на максимально возможном значении. Повышение даже на одну единицу часто приводит к клиппированию цвета, а иногда и всех сразу.

Это легко сделать даже без измерительного прибора. Большинство мониторов позволяет настраивать яркость в таком диапазоне, который не приводит к смешиванию чёрного. Нужно лишь решить, насколько ярким должен быть монитор с учётом определённых рабочих условий. Чаще всего заводские настройки контрастности вполне приемлемы.

Поскольку конечные значения настроек уровней определяют параметры измерения для гаммы, данный шаг важно сделать в первую очередь. Как мы уже продемонстрировали, плохая гамма негативно сказывается на качестве изображения.

Как откалибровать монитор | Применение: как настроить гамму

Если у монитора нет регулировок гаммы, то данный этап можно пропустить. Будем надеяться, что на заводе она настроена точно! Если настройки есть, то следует убедиться, что они выставлены на 2,2, и приготовить измерительный прибор и программу.

Для измерения гаммы нужно взять показатели шаблонов серого окна в диапазоне от 20% до 100%. Для наших обзоров мы делаем замеры от 0 до 100%. Пакеты типа CalMAN автоматизируют этот процесс, так что операция происходит в один клик. Если шаблоны управляются вручную, то нужно менять их между каждым измерением. Следует начать снизу вверх. Программа должна предоставить график и "сырые" значения.

Как откалибровать монитор
Гамма монитора Samsung S27B970D

Такой график генерирует CalMAN. На нём легко увидеть, насколько данный дисплей близок к стандарту 2,2. В приведённом примере есть небольшие углубления на уровнях 10% и 90%. Углубления означают, что определённые точки слишком яркие. Вот "сырые" показатели после ряда измерений.

Уровень сигнала Y (кд/м²) Целевое Y Гамма
0% 0,4 0 2,2
10% 2,02 1,53 2,08
20% 7,36 7,02 2,17
30% 17,35 17,13 2,19
40% 31,73 32,25 2,22
50% 52,06 52,69 2,22
60% 76,9 77,38 2,21
70% 108,99 108,89 2,2
80% 145,97 146,33 2,21
90% 190,37 189,88 2,18
100% 239,68 239,68 2,2

Если бы можно было улучшить этот результат, понадобилось бы настраивать каждую точку, пока значение Y не совпадёт с эталонным значением. Мы представили пример хороших результатов. Но как сделать такие корректировки, когда доступны только предустановки? С помощью многоточечной регулировки гаммы. Мы не видели компьютерных мониторов с подобной функцией, однако мы использовали её на нескольких высококлассных телевизорах и проекторах.

Если результаты измерений вашего монитора похожи на наши, то можно двигаться дальше. Если нет, нужно попробовать другие предустановки, которые приблизят результат к 2,2. Не каждый дисплей даёт близкое к 2,2 значение только потому, что предустановка так называется. Придётся делать полный комплект измерений каждого параметра гаммы, чтобы найти лучшую конфигурацию.

Наш монитор настроен на максимальный динамический диапазон и корректную гамму. Теперь пришло время регулировки оттенков серого.

Как откалибровать монитор | Применение: как настроить цветовую температуру

Предположим, вы выбрали Пользовательскую или Собственную предустановку цветовой температуры, теперь можно настроить регулировки RGB. Для этого снова понадобится измерительный прибор. Вполне вероятно, что необходимые данные уже собраны на этапе настройки гаммы. Если используется CalMAN, то можно увидеть такой график.

Как откалибровать монитор
Оттенки серого перед калибровкой монитора Samsung S27B970D, стандартный режим

Здесь мы видим два набора данных: уровни RGB для каждой ступени яркости и погрешность Delta E. Delta E – это значение, выражающее количество погрешностей в конкретном цвете, в данном случае, белом. Мы считаем, что погрешность становится видна при превышении значения, равного трём, поэтому при калибровке в наших обзорах мы стараемся получить более низкие значения. В данном примере можно видеть, что на уровнях 0 и 10% слишком много синего цвета, на остальных уровнях завышен зелёный. Это очень информативный график, поскольку на нём видно, что происходит на каждой точке измерения.

Как это исправить? Каждый монитор в наших обзорах имел только один набор регулировок RGB, поэтому необходимо выяснить, на какой уровень яркости эти ползунки влияют больше всего. Мы всегда начинаем с окна 80%, и, как правило, получается, что это правильный уровень яркости для наших настроек.

Надо вывести 80%-ное окно, расположить на нём измерительный прибор и настроить ПО на непрерывное чтение. Таким образом можно настраивать ползунки в реальном времени и наблюдать их влияние на белую точку. Ниже представлены индикаторы, которые мы любим использовать в CalMAN:

Как откалибровать монитор

Верхнюю часть мы называем "в яблочко". С её помощью легко понять, каким образом нужно подправить регулировки, чтобы максимально ровно выставить точку в квадрате. Ниже находятся уровни RGB, которые также просты в применении. Здесь необходимо выровнять три столбика на уровень 100.

Есть лишь одно препятствие.

Как откалибровать монитор

Вы заметите, что ползунки RGB изначально выставлены на максимальные значения, то есть вы можете только понизить их. Мы предпочли бы, чтобы регулировка начиналась с середины полосы, однако большинство мониторов предоставляют именно такую настройку. Но не стоит волноваться. Если нужно поднять уровень красного, стоит просто понизить зелёный и синий цвет до нужного уровня. Именно так с монитором HP E271i мы и делали.

После корректировки 80%-ного окна на идеальный уровень следует сделать ещё одну серию замеров. В большинстве случаев обнаружится существенное улучшение всех уровней, а погрешность Delta E будет ниже трёх. Если это не так, возможно, понадобится настроить другой уровень сигнала. Однако это довольно редкое явление. Настройте шаблон окна, обеспечивающий лучшее среднее значение Delta E.

Ниже представлен образец окончательных результатов.

Как откалибровать монитор

Эта таблица выводит все данные оттенков серого и гаммы на одном экране. Максимальные значения белого и минимальные чёрного находятся в верхнем левом углу наряду со средней гаммой, Delta E и соотношением контрастности. График гаммы находится посередине левой части. Верхний правой угол содержит информацию об уровнях RGB, ниже - график Delta E для каждого уровня яркости. В самом низу находятся чистые показатели. Если ваши результаты похожи на приведённые, у вас хороший монитор. В качестве примера мы использовали Samsung S27B970D.

Если вы уже прошли все описанные этапы, то значит, уже многое сделано. Если у вашего монитора нет системы управления цветом, или же вы хотите создать профиль ICC – милости просим в следующий раздел, где мы подробно объясним, как это работает.

Как откалибровать монитор | Применение: как настраивать цветность

В обзорах мониторов мы всегда измеряем цветовой охват и яркость сигнала, даже если в большинстве случаев эти параметры не настраиваются. Для этого нужна система управления цветом (CMS), недоступная для большинства мониторов. В частности, наш опыт с данной функцией опирается лишь на пару дорогих телевизоров и проекторов. Если среди настроек монитора есть предустановки цветового охвата, с их помощью можно улучшить точность цветопередачи. Следует выбрать ту, которая лучше всего подходит для необходимых пользователю задач (sRGB/Rec. 709 для большинства случаев применения или Adobe RGB 1998 для редактирования изображений). Затем нужно провести измерение, чтобы убедиться, удовлетворяет ли предустановка требованиям стандарта.

Проведём небольшой урок "анатомии".

Как откалибровать монитор
Хроматичность AOC Q2963PM после калибровки

Такую диаграмму вы найдёте во всех наших обзорах мониторов. Конкретно эта принадлежит монитору AOC Q2963PM. Сверху находится поле цветовой насыщенности. Уровень цветовой насыщенности – это просто дистанция от белой точки на диаграмме CIE. Видно, как эталонные точки по прямой линии идут из белой точки в сторону каждого основного и вторичного цвета. Чем дальше точка от центра, тем больше насыщенность, пока измерения достигнут 100% на вершине треугольника цветового охвата. Вместо измерения только 100%-ного уровня насыщенности, мы также измеряем ступени в 20, 40, 60 и 80%. Если измерять только насыщенность на уровне 100%, многие мониторы могут генерировать неплохие на вид диаграммы. Замеры различных уровней дают более точные результаты цветового охвата.

Средняя часть диаграммы показывает яркость цветового охвата. Это третье измерение цвета, отсутствующее на графике CIE. Мы считаем, что оно имеет более значительное влияние на воспринимаемую точность цветопередачи, чем точки на треугольнике цветового охвата. Чем короче столбцы, тем выше качество. У данного монитора оно превосходное.

Нижняя диаграмма содержит данные погрешностей Delta E. Здесь также значения ниже трёх невооружённому глазу незаметны. Наша диаграмма показывает погрешности для каждого цвета на каждом уровне насыщенности.

Если у вас есть один из очень редких дисплеев с системой управления цветом, то может пригодиться краткое руководство по её настройке. Не забывайте, что нет двух одинаковых систем, и некоторые из них могут работать некорректно. Использовать CMS следует осторожно, с применением необходимых инструментов и пониманием того, что ваши действия могут не улучшить качество изображения.

Традиционные CMS имеют три регулировки для каждого основного и вторичного цвета: тон (Hue), насыщенность (Saturation) и светлость (Lightness). Очевидно, что каждая обладает определёнными эффектами. Давайте ещё раз посмотрим на пустой график CIE.

Как откалибровать монитор

Например, при настройке тона на зелёный цветовая точка сместится в сторону голубого или жёлтого. Если настроить тон вторичного цвета, его точка сместится к одному из основных цветов, из которых он состоит. Например, пурпурный двигается между синим и красным цветами.

Регулировка насыщенности сдвигает цвет ближе и дальше от треугольника цветового охвата. Как и в диаграмме настройки оттенков серого ("в яблочко"), можно управлять регулировками тона и насыщенности, чтобы вывести цветовую точку в целевой квадрат.

Теперь рассмотрим регулировку светлости.

Как откалибровать монитор

В CMS светлость – это просто ещё один термин яркости сигнала. Для её настройки сначала нужно выставить цветовые точки на диаграмме CIE. Затем, начиная с красного, настраивать светлость, пока столбцы, изображённые выше, максимально не приблизятся к нулю. Звучит просто, может быть, так и есть. Есть вероятность, что все три настройки будут влиять друг на друга, и придётся немало повозиться, чтобы получить наилучший результат. Настройка CMS может занять много времени. Однако базовая процедура включает настройку тона и насыщенности для каждого цвета, а затем необходимо вернуться к настройке светлости.

Создание ICC-профиля

У большинства мониторов данные хроматичности встроены в прошивку, но это предполагает, что они были правильно измерены на заводе. А, исходя из своего опыта, мы знаем, что не бывает двух идентичных мониторов. Лучше всего создавать профиль ICC с помощью самостоятельного измерения основных цветов. Мы для этого пользуемся бесплатной программой QuickMonitorProfile.

Как откалибровать монитор

После сбора координат CIE для каждого основного цвета, у вас есть всё необходимое для создания профиля. Всё, что потребуется, - это выбрать пункт Custom из выпадающего меню Chromaticity, и затем ввести значения X и Y для каждого цвета. После этого их можно сохранить, чтобы при необходимости вернуться к ним впоследствии.

Как откалибровать монитор | Калибруйте мониторы для улучшения качества изображения

Поскольку этапы калибровки хорошо разбавлены теоретической информацией, мы решили свести их в один компактный список рекомендаций:

  1. Прогрейте монитор хотя бы в течение 30 минут, перед тем как делать какие-либо измерения. Лучше быть уверенным, что фоновая подсветка полностью стабильна.
  2. Выберите режим изображения, обеспечивающий доступ ко всем возможным настройкам, включая точки для уровней, гамму, оттенки серого и цветность.
  3. Настройте уровни с помощью PLUGE и шаблонов. Постарайтесь предотвратить клиппирование самых тёмных и самых светлых областей шкалы яркости. Возможно, стоит использовать измерительный прибор для определения максимального уровня света. Мы всегда используем 200 кд/кв.м.
  4. Настройте регулировку гаммы на значение 2,2, если такая регулировка имеется. Для разблокировки ползунков RGB параметр цветовой температуры нужно выставить на пользовательский или собственный.
  5. Убедитесь, что гамма близка к 2,2. Если нет, измените предустановку.
  6. На примере 80%-ного белого шаблона настройте ползунки RGB с помощью измерительного прибора и соответствующей программы. Нам нравятся диаграммы со столбцами и "в яблочко", но вы можете использовать тот метод, который предпочли, и использовать для настройки белой точки на значение 6500K или D65.
  7. Измерьте цветовой охват с помощью оконных шаблонов. Запишите координаты CIE для создания профиля ICC. Некоторые программные пакеты сделают это за вас. Если ваш монитор предоставляет на выбор цветовые охваты, выберите тот, который наилучшим образом подходит для ваших задач. sRGB/Rec. 709 отлично подходят для игры, просмотра видео и работы на ПК. Adobe RGB 1998 подходит для фоторедакторов, если камера имеет такой же цветовой охват.
  8. Проверьте результаты с помощью окончательной серии измерений. Теперь всё готово!

Основное преимущество этого метода по сравнению с программной таблицей совместимости связано со стабильностью. С LUT очень легко начать гонять настройки цвета друг за другом, особенно когда вы добавляете дополнительную переменную ICC-профиля. Каждое приложение выполняет свои функции немного по-разному, и лёгкое изменение в цвете на мониторе может означать большие неудобства позже, когда вы будете, например, печатать изображение. Когда дисплей корректно настроен с помощью собственных регулировок, в LUT нет необходимости, и вы можете использовать один профиль ICC, который выключается либо включается в зависимости от приложения. Например, при создании графиков для обзоров мы не используем профили, поскольку всё создаётся для Интернета.

Если вы хотите понять, какой монитор купить, довольно просто создать собственные бенчмарки на базе приведённых этапов. Тогда вы точно будете знать слабые или сильные стороны дисплея. По аналогии с тем, как мы рассматриваем яркость, гамму, оттенки серого и цвет, вы можете протестировать эти параметры, чтобы подобрать модель под ваши требования.

Если после прочтения данного материала у вас остались или появились новые вопросы, хотим предупредить, что на подходе новая статья на эту тему. В следующий раз мы сконцентрируемся на пакете CalMAN CalPC. SpectraCal имеет несколько комплектов с недорогими измерительными приборами и клиентским модулем, генерирующим шаблоны, по цене примерно $300. Если у вас уже есть измерительный прибор, дополнительно в Сети можно купить программу за $149.

Мы надеемся, что теперь вы лучше понимаете принципы калибровки монитора и работы встроенных регулировок для улучшения качества изображения. Следуя приведённым в этой статье этапам, которые мы используем в наших обзорах, любой человек, обладающий необходимыми инструментами, может добиться таких же результатов.

КОНЕЦ СТАТЬИ


Координаты для связи с редакцией:

Общий адрес редакции: thg@thg.ru;
Размещение рекламы: Roman@thg.ru;
Другие координаты, в т.ч. адреса для отправки информации и пресс-релизов, приглашений на мероприятия и т.д. указаны на этой странице.


Все статьи: THG.ru

 

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru