Ustawienia obrazu

Optymalizacja obrazu / prawidłowe ustawienia obrazu / kalibracja obrazu

W niniejszym artykule przedstawiamy typowe błędy, negatywnie wpływające na jakość obrazu, a wynikające z nieprawidłowych ustawień poszczególnych parametrów.
Będziemy mogli zauważyć, jak jeden nieprawidłowo ustawiony parametr zniekształca obraz i usuwa, bądź dodaje część informacji nieznajdujących się w materiale źródłowym. W przypadku każdego urządzenia wyświetlającego mamy do czynienia tylko z 1 kombinacją poszczególnych ustawień obrazu, która prowadzi do wzorcowego odwzorowania.
Powinniśmy w tym miejscu dodać, że procesu dokładnej i pełnej kalibracji urządzenia wyświetlającego (projektor, telewizor) nie da się wykonać na tzw. `oko'. Do podstawowych parametrów i ustawień wystarczy płyta kalibracyjna (typu Digital Video Essentials), natomiast do bardziej zaawansowanych ustawień niezbędna jest już specjalistyczna aparatura pomiarowa wraz z oprogramowaniem analizującym

Jak odczytywać zamieszczone zdjęcia? Po lewej stronie znajduje się fotografia przedstawiająca wpływ danego ustawienia na obraz. Po prawej stronie dokonujemy analizy ustawień.

 

Poprawna reprodukcja (kliknij aby powiększyć)		Idealna krzywa luminacji   (kliknij aby powiększyć)
Tak wygląda poprawnie wyświetlony obraz przedstawiający bobasa. Zwróćmy uwagę na subtelne gradacje koloru skóry na policzkach oraz na nosie, detale w oczach oraz naturalność materiału koszulki. Proszę także zobaczyć jak równomiernie rozłożone jest tło (skala szarości) za bobasem.		W przypadku poprawnej reprodukcji, krzywa gamma powinna być dla naszego przykłądu bliska wartości 2.5 (dla materiału Video powinna wynosić 2.2).  Początek i koniec krzywej powinien znajdować się w przeciwległych rogach.
Za duża jasność (kliknij aby powiększyć)		Podniesiona krzywa luminancji   (kliknij aby powiększyć)
Regulator jasności został ustawiony za wysoko. Zwiększona jasność nie wpłynęła jednak na zwiększenie, ale na zmniejszenie dynamiki obrazu: obraz wydaje się wyblakły, nie jest w stanie wyświetlić odpowiednio wszystkich detali odcieni.		Na wykresie widać, że krzywa luminancji nie zaczyna się w początku układu współrzędnych ale nieznacznie powyżej. Oznacza to, że najniższe poziomy czerni nie będą odtwarzane. Podniesiony poziom czerni spowoduje że gamma będzie za niska (1.78). Generalnie, niski współczynnik gamma będzie oznaczał, że obraz będzie wydawał się wyblakły.
Za wysoki kontrast   (kliknij aby powiększyć)		Zniekształcona krzywa luminancji (kliknij aby powiększyć)
Zazwyczaj, aby zwrócić uwagę kupujących ustawia się kontrast za wysoko. W pierwszym momencie wywołuje to uderzające wrażenie, jednak po dłuższej chwili taki obraz może męczyć i także (o czym należy pamiętać) uszkodzić urządzenie. Zwróćmy uwagę na zmniejszenie ilości detali na policzkach oraz nosie.		Na podstawie wykresu luminancji widać pewne nieprawidłowości: w zakresie czerni jest wszystko w porządku, natomiast potem krzywa rośnie za szybko osiągając punkt bieli już przy 80% skali szarości. Spowoduje to, że wszystkie detale powyżej tego punktu zleją się - będą nie do odróżnienia. Krzywa luminacji powinna przedstawiać łagodne przejście do górnego prawego rogu - nie powinna ona wcześniej osiągać wartości maksymalnej.
Za dużo koloru (kliknij aby powiększyć)		Niepoprawne wyświetlanie planszy testowej (kliknij aby powiększyć)
Regulator koloru w tym urządzeniu został ustawiony za wysoko. Często taki zabieg wykonuje się aby obraz wyglądał efektowniej. Pierwszą oznaką, że regulator jest niepoprawnie ustawiony jest kolor ust bobasa: wyglądają one jakby były pomalowane szminką. Skóra, która normalnie jest jasna wygląda jakby była opalona.		Regulacji koloru należy dokonywać przy użyciu specjalnych planszy testowych. W tym przykładzie wykorzystywane są plansze testowe programu ColorFact. Wykorzystując specjalne okulary należy doprowadzić do takiego momentu w którym dwa zewnętrzne pionowe prostokąty będą jednolicie niebieskie.  Na rysunku widać, że mają one różne odcienie i dzielą się jakby na 3 części - jest to niepoprawne.
Za mało koloru (kliknij aby powiększyć)		Niepoprawne wyświetlanie planszy testowej (kliknij aby powiększyć)
W tym przykładzie regulator koloru został także ustawiony niepoprawnie. Tym razem jednak koloru jest za mało. Ustawiając regulator koloru na minimum możemy doprowadzić do takiej sytuacji, że będziemy mieć obraz czarnobiały.		Zewnętrzne pionowe pola nie są jednolicie niebieskie. Sytuacja wygląda odwrotnie jak miało miejsce w poprzednim przykładzie: te fragmenty, które były jaśniejsze teraz są ciemniejsze. Ponownie należy doprowadzić do sytuacji, aby całe pionowe pola były jednolite kolorystycznie.
Za wysoka temperatura barwowa (kliknij aby powiększyć)		Za wysoki poziom temperatury barwowej (kliknij aby powiększyć)
Wiele wyświetlaczy jest tak ustawiana, aby wyglądała bardziej atrakcyjnie w salonach sprzedaży. Jednym ze sposobów „podkręcenia” obrazu jest zmiana temperatury barwowej na bardzo wysoką - co oznacza, że ilość koloru niebieskiego będzie za duża.		Na wykresie widać, iż krzywa temperatury jest wyżej od poziomu referencyjnego 6503 Kelvinów: na poziomie około 9300 Kelvinów. Do poprawnej kalibracji należy użyć specjalistyczny sprzęt pomiarowy - analizator kolorów.
Za niska temperatura barwowa   (kliknij aby powiększyć)		Wykres składowych RGB   (kliknij aby powiększyć)
Obraz posiada nienaturalny brązowawy odcień. Dodaje to zdjęciu może nieco nostalgii, ale na pewno nie jest to poprawna reprodukcja.		Do odczytania poprawności temperatury barwowej może posłużyć nie tylko przedstawiony poprzednio wykres, ale także rozkład poziomów poszczególnych kolorów RGB. Rozkłady poszczególnych kolorów są bardzo liniowe, będzie to oznaczało dobry przebieg skali szarości. Jednak kolor czerwony jest powyżej 100%, natomiast niebieski poniżej 100%. Wypadkowa temperatura barwowa będzie zatem niepoprawna. Kalibracja będzie polegała na doprowadzeniu wszystkich trzech składowych do poziomu 100% jak ma to miejsce na ostatnim wykresie w artykule.
Za wysoka ostrość (kliknij aby powiększyć)		Niepoprawne wyświetlanie planszy testowej (kliknij aby powiększyć)
Zwiększanie ostrości obrazu (wyostrzanie krawędzi) do pewnego stopnia nie będzie negatywnie wpływała na jego poprawne wyświetlanie. Należy jednak pamiętać, że zwiększanie ostrości oznacza dodawanie informacji, których pierwotnie nie było w obrazie.		Przy użyciu specjalnej planszy testowej „Sharpness” można poprawnie skalibrować ostrość obrazu. Na planszy znajdują się tylko dwa kolory: czarny oraz ciemno szary. Jeśli widać na krawędziach jeszcze inne odcienie należy zmniejszyć regulator ostrości.
Za wysoka gamma (kliknij aby powiększyć)		Krzywa gamma za głęboka   (kliknij aby powiększyć)
Wykres luminancji względem skali szarości odgrywa bardzo ważną rolę dla poprawnej reprodukcji obrazu. Luminancja stanowi bowiem znaczną część informacji o obrazie. W tym przypadku gamma ma za wysoką wartość co oznacza, że „tony średnie” obrazu będą za ciemne. Najciemniejsze oraz najjaśniejsze fragmenty będą wyświetlane poprawnie.		Na wykresie widać, że luminancja prawie się nie zmienia poniżej 40 IRE. Wartość parametru gamma wynosi 4.2, czyli znacznie powyżej poprawnej wartości (gamma powinna mieścić się w zakresie od 2.2 do 2.5).
Za niska gamma (kliknij aby powiększyć)		Krzywa gamma za płytka   (kliknij aby powiększyć)
Sytuacja odwrotna w stosunku do poprzedniej: gamma ma za małą wartość, „tony średnie”  są za jasne. Obraz będzie wydawał się wyblakły, pozbawiony głębi. Za mała wartość parametru gamma będzie skutkowała podobnymi wrażeniami wizualnymi jak dla za wysokiej jasności obrazu.		Wartość parametru gamma wynosi 1.8 czyli poniżej wartości zalecanej. „Tony średnie” są za jasne. Obraz taki będzie wydawał się jeszcze bardziej wyblakły jeśli będzie jedynym źródłem w dobrze zaciemnionym pomieszczeniu.
Rozbieżność kolorów (kliknij aby powiększyć)		Nierównoległe wykresy składowych kolorów  (kliknij aby powiększyć)
Rozbieżność kolorów będzie powodowała, że różne poziomy skali szarości będą miały różne odcienie kolorów. Na zdjęciu widać, że tło za naszym bobasem: dla najciemniejszych fragmentów ma niebieskawy odcień,  dla środkowego zakresu odcień przechodzi w zielonkawy i dla najjaśniejszych w czerwony. Proszę zauważyć, że ciężko byłoby te wszystkie własności zauważyć gdyby nie było tak specyficznego tła za bobasem: płynnie zmieniającej się szarości.		Na podstawie wykresu poziomów składowych RGB można określić własności skali szarości. Wykres potwierdza to co wcześniej określiliśmy na podstawie oględzin wizualnych: za dużo niebieskiego dla najciemniejszych fragmentów, za dużo zielonego dla środka i za dużo czerwonego dla najjaśniejszych fragmentów. Wykres pozwoli nam dokładnie stwierdzić o ile należy skorygować ustawienia dla poszczególnych zakresów skali szarości aby uzyskać poprawny obraz. Stałość przebiegu składowych kolorów ma decydujące znaczenie dla naturalności i realizmu obrazu.
Złe zabarwienie (kliknij aby powiększyć)		Niepoprawne wyświetlanie planszy testowej (kliknij aby powiększyć)
Odcień wpływa na poprawne odczytanie informacji o kolorze. Jeśli obraz będzie miał niepoprawny odcień cała informacja o kolorze zostanie zmieniona.		Do ustawienia prawidłowego zabarwienia  będzie potrzebna specjalna plansza testowa wykorzystywana także do ustawień koloru.  Jeśli odcień jest ustawiony poprawnie, dwa środkowe niebieskie prostokąty będą miały jednolity kolor. Na rysunku widać nieprawidłowe ustawienie odcienii: prostokąty nie są jednolicie niebieskie.
Poprawna reprodukcja (kliknij aby powiększyć)		Poprawny wykres składowych RGB (kliknij aby powiększyć)
Po wszystkich dokonanych ustawieniach powinniśmy otrzymać poprawnie prezentowany obraz.	Na początku artykułu przedstawiliśmy jak powinien wyglądać wykres luminacji dla poprawnie skalibrowanego urządzenia. W tej części prezentujemy wykresy składowych kolorów RGB. Wszystkie linie są idealnie równoległe na poziomie 100%.

---