1. Введение в калибровку устройств отображения.

Видео система состоит из ряда мониторов и видео адаптеров, при этом на один видеоадаптер можно подключить два монитора. – Современные видео адаптеры обладают, как минимум двумя выходами: аналоговый и цифровой, или оба цифровых, - связывающих монитор с видео адаптером по разному типу интерфейса. А материнские карты, позволяют устанавливать от одного до 4х-6ти видеоадаптеров (так материнская плата от Gigabyte GA-890FXA-UD7 для AMD, имеет 6ть полноразмерных слотов PCI-E) . При этом калибруется всегда видео-пара, одна видео-пара состоит из одного видео адаптера и одного монитора, что, по сути, и является устройством отображения. В многомониторных системах при единой платформе (рабочей станции), как и в группе видеосистем, что настроены для выполнения идентичных задач*, входящих в единый проект или единую технологическую линию, параметры калибровки выбираются по «слабому звену». Слабое звено. – Видео-пара, что даёт наихудший результат, но при этом покрывающий требования ISO по настройке систем цветовоспроизведения.

* - Группы видео систем с едиными настройками профилирования: системы нелинейного видео монтажа, издательские задачи, цветокоррекция фотографий и иллюстраций в фотографических центрах и бюро цифровой оперативной печати.

Профилирование видео пары, состоит из последовательно проведённых калибровки (линеаризации) и характеризации видео системы.

Во время калибровки, настройки монитора приводятся к целевым настройкам, по ряду параметров:

• уровень энергетической яркости точки белого и точки чёрного, которая выражается в канделах на квадратный метр (80~85 Cd/m2 и 0,35~0,40 Cd/m2 для sRGB*);
• цветовая температура белой точки монитора, которая выражается в кельвинах (6500k для sRGB*);
• кривую коррекции градаций яркости (функция гамма-коррекции) системы отображения, которая определяет значение коэффициента контрастности (γ=2.2 *).

* - цветовое пространство sRGB взято для примера, целевые параметры могли быть выбраны и относительно другого цветового пространства или стандарта ISO.

Порядок настройки этих параметров определяется возможностями конкретного монитора.

Во время характеризации, производится аппаратный замер цветового охвата монитора, с построением *.icm профиля видео-пары. При этом настройки произведённые во время калибровки, либо заносятся в соответствующие теги цветового профиля монитора (*.icm), либо загружаются с текстового файла или соответствующего тега icc профиля (*.icm) дополнительным модулем при автозагрузке системы. В качестве загрузчика линеаризации в LUT VA (здесь и дальше по  тексту – видео адаптер), обычно выступает дополнительная утилита программы аппаратной калибровки. Либо программа стороннего производителя, такая как Calibrilla, которая при этом умеет загружать линеаризацию для нескольких мониторов в LUT VA, при едином видео адаптере (что так и не умеет делать Windows XP, и что было обещано реализовать в Windows Vista, а теперь уже в Windows 7).

 В качестве профиля (отображения) можно использовать и стандартный заводской мониторный профиль, в котором есть описание основных параметров монитора: параметры опорных хроматических цветов триады RGB и температуры «Native» точки белого «WP», описанные в координатах цветового пространства (xyZ).

Но среднестатистический профиль для модели монитора предоставляемый производителем, не может отображать данные конкретного устройства (монитора), и создан для сравнения этой модели с другими присутствующими на рынке, а так же, как первичный профиль, при начальной калибровке устройства.

Можно сгенерировать такой профиль при помощи Adobe PhotoShop, взяв эти же параметры с данных, прошитых в самом мониторе, во время его заводской калибровки на производстве (при помощи программы Monitor Asset Manager v.2.50 freeware). Это будет оптимальным только для нового монитора первые два-три месяца его работы. После эксплуатации, параметры люминофора меняются, по причине выгорания красителей самого люминофора (особенно ощутимо это для  мониторов  на ЭЛТ) и изменении параметров лампы подсветки (для ЖК-мониторов). Обычно, после длительной эксплуатации, настройки тонопередачи устройства меняются. - Подсветка «садится», становится темнее, и меняет свою кореллированную температуру, после чего уже не отвечает параметрам, прошитым в мониторе при его выпуске.  Именно по этой причине нужна периодическая аппаратная калибровка и профилирование монитора.

Инструментальные средства калибровки и профилирования делятся на четыре следующих типа:

• средства, поставляемые вместе с мониторами и подключаемые непосредственно к монитору «напрямую», через специальные разъёмы;

• автономные программно-аппаратные средства;
• автономные программно аппаратные средства, поддерживающие различные измерительные приборы;
• визуальные калибраторы, к которым относится и Calibrilla v.3.0

В случаях, когда есть необходимость  свести параметры многомониторной системы к единым настройкам по гамме, яркости и контрасту (при отображении единого изображения распределённого между экранами), - можно воспользоваться визуальной калибровкой. При этом, в качестве профиля для мониторов, если модели и мониторы идентичны, воспользоваться  либо заводским профилем (c заводскими параметрами, среднестатистическими для модели) или сгенерированным профилем.  Внимание, даже в одной серии могут использоваться разные модели матриц, с разными параметрами как хроматических цветов RGB люминофора, так и с разными по характеристикам лампами подсветки, отвечающими за опорный белый свет в режиме Native (– исходный цветовой баланс). Если многомониторная система построена на разных мониторах, то нужно определиться с тем, какой монитор будет «ведомым» (основным, по цветоотображению) для системы, и загрузить профиль только для него.

 К этим же мерам можно прибегнуть для визуальной калибровки всего одного монитора, используемого в режиме Native или для цветового режима sRGB (стандартное цветовое пространство для интернет-броузеров). При совместном использовании во время профилирования средств визуальной калибровки и аппаратных средств, можно настраивать видео систему и на иные параметры цветоотображения.

2. Органы управления монитором при его калибровке.

 Существует два способа настройки устройства отображения: С помощью инструментальных средств управления самого монитора или коррекции сигналов, посылаемых на монитор и формируемых из значений, настраиваемых по справочной таблице LUT (lookup table) в видео адаптере.

 Настройка при помощи инструментальных средств управления монитора, использует данные прошитые и откалиброванные в заводских условиях в  LUT самого монитора. При этом число, на уровне  LUT  монитора, может быть описано 8bit (10~16bit для профессиональных мониторов). А (для ЖК-мониторов) возможный монохроматический сдвиг, может быть при этом первоначально не заметен, по причине того, что заводские лабораторные приборы (спектрофотометры) обладают достаточно малым шагом спектрального измерения видимого частотного диапазона (шаг замера колориметра выражен в нанометрах, порядка 3~5 Hm для лабораторных приборов). Именно поэтому всегда нужно делать первичную аппаратную калибровку, которая может выявить его наличие (используемые в полиграфии и фотографии приборы имеют больший шаг спектрального замера, порядка 10~25 Нм) и от того могут «не выбрать» резкий энергетический скачок, что проявится в зеленоватом оттенке (реже синит или краснит) всего поля цветоотображения. В таком случае, перекалибровывать заводские настройки LUT самого монитора не рекомендуется, а сама калибровка требует дополнительной правки кривых тонопередачи инструментальными средствами программы калибровки (что часто бывает доступно только для профессиональных версий) или  программными средствами иного софта (каким выступает и Calibrilla v.3.0, тем самым, расширяя возможности программно-аппаратных средств калибровки).

К органам управления расположенным на мониторе относятся:

 ·         Средства настройки геометрии, работу с которыми мы упустим, выделив лишь значимые для калибровки органы управления:

o        Sharpness (резкость) – она регулируется до начала калибровки, потому как от неё зависит восприятие визуальных тестов, и как следствие качество калибровки.

o        Moire (Horizontal & Vertical) – в ЖК мониторах вместо него есть настройка Sharpness, от того работа с этим инструментам аналогична выше описанному и для монитора ЖК, но функциональное управление при этом у них различное. На базе ЭЛТ, этот инструмент может быть разделён на несколько инструментов, при работе с которыми чёткость изображения на прямую зависит, от качества сведения электронных пушек.

o        Expansion (Расширение формата экрана) – которое может быть в свою очередь: в формат (относительно пропорции экрана), по изображению (относительно геометрического размера экрана по пикселям) или как принудительное расширение экрана по горизонтали и вертикали (а для монитороа в на ЄЛТ: бочка, трапеция, ромбообразный перекос, вращение и пр. реегулировки геометри, которые необходимо настроить до начала кали бровки монітора).

·         Brightness (Яркость). – Равномерное изменение тона всего изображения и фона.

·         Contrast (Контраст). – Изменение максимальной яркости (точки белого), по отношению к фону (точке чёрного), как их разница, затрагивающие при этом весь диапазон тонов кроме самой точки чёрного. В мониторах, где нет настройки «уровень чёрного», может регулировать, как регулировка фона и всего диапазона, по отношению к точке белого или как равномерное изменение точки белого и чёрного, относительно средней тоновой точки (встречается реже).

·         Black level (Уровень чёрного, - уровень фоновой подсветки). – Установка уровня свечения фона, уровня подсветки, при котором не наблюдается при аппаратном замере  «дрожание» сигнала. Является ограничением для инструмента «контраст». В некоторых случаях, при его неправильной реализации на уровне управления монитором, может зависеть от изменений при изменении настроек инструментом «контраст». Работает, как равномерное изменение фонового сигнала по отношении к неизменяемым параметрам точки белого. При этом равномерно меняет данные всего тонового диапазона.

·         Temperature (температура опорного белого цвета). –  система управления цвета может содержать 4ри стандартные палитры настроек цветности: sRGB (6500k), Native (исходный), Programmable (программируемый) и ещё 1ну-4ри палитры, с настраиваемой цветовой температурой по каналам RGB для белой точки (в экспертных настройках монитора, при этом может содержаться дополнительно настраиваемая по каналам RGB температура для точки чёрного). Настраиваемые палитры могут дополнительно содержать слайдер, с пошаговой предварительной настройкой цветовой температуры для всех каналов RGB. Важно! - При этом режимы sRGB и Native настраиваются в заводських условиях и сов ременем, как и показания шкалы слайдера, могут не совпадать с начальными параметрами!

 Для мониторов, в которых отсутствуют меню с инструментальными средствами управления (мониторы Mac, видеопроекторы, экраны ноутбуков и т.п.) или их функциональность урезана, при калибровке следует пользовать программными средствами управления этими параметрами, через LUT VA. К инструментальным средствам управления видео сигналом на выходе видео адаптера реализованным в программе Calibrilla v.3. При этом в программе присутствуют следующие инструментальные средства:

• Яркость (общее изменение энергетической яркости),
• контраст (изменения уровня белого относительно фона),
• фоновая подсветка (настройка уровеня чёрного),
• гамма-прирост, управление точкой чёрного и точкой белого по цветовой температуре (при наличии аппаратных средств контроля),
• настройка относительно программного канала «Яркости», влияющего на все три канала RGB,
• поканальная настройка всего диапазона каналов RGB, согласно выбранной основной точки и примыкающему к ней диапазону точек (выбирается как дополнительный выбор точек левого и правого плеча диапазона, отстоящих от основной точки коррекции на заданное расстояние в пикселях). При изменении основной точки, плечи диапазона рассчитываются по формуле линейной интерполяции.
• Визуальные тесты и дополнительные средства графического отображения процесса калибровки.

 Коррекция цвета, по справочной таблице видео адаптера (LUT VA) аналогична настройке 8-разрядного канала изображения, в результате которой из 256 уровней в итоге остаётся меньшее число уровней. Тем не менее коэффициент контрастности системы отображения регулируется только по LUT VA. Сегодня, многие современные видео адаптеры обладают LUT, с точностью коррекции цвета 10~14bit. Внимание! - При этом нужно помнить, что для реализации высоко разрядного режима обработки сигнала, необходимо использовать ещё и соответствующий интерфейс сопряжения между монитором и видео адаптером!