Калибровка и проверка гамма-кривых тонопередачи видеосистемы, её профилирование - визуально, аппаратно и смешанно.
КРАТКИЙ ГЛОССАРИЙ
Видео-система: Монитор подключённый по выбранному интерфейсу с видео адаптером, управляемые из конкретной операционной системы при помощи драйвера устройства отображения (отвечает за связь с монитором, используя DDC, cодержит информацию о допустимых параметрах отображения монитором) и его профиля *.icm (отвечает за качество цветопередачи и преобразования цвета при помощи СMS, содержит информацию о цветовом охвате и гамме видео-системы).
Мультимониторная система: Система собранная из ряда видео-систем, подключённых и управляемых из единой операционной системы. При этом изображение (область рабочего стола) может быть распределено между всеми дисплеями мульти-системы (мы рассмотрим именно такой вариант) или может дублировать изображения на них. Для графики , видео монтажа, проектирования и игр, это обычно несколько (2~3, реже 4) мониторов стоящих в ряд, согласованных по разрешению, целевым параметрам аппаратной калибровки и гамме и подключённые к одному или нескольким видео адаптерам установленным на ваш ПК.
Монитор: Дисплей имеющий внутреннюю электронную обвязку, управляющую изображением на экране (на дисплее) монитора через экранное меню (OSD или OSM). При этом OSM может работать независимо с каждым входом (интерфейсом сопряжения) или иметь единые настройки для всех типов одключения (характерно для дешёвых не профессиональных моделей). Настройкой "Яркость" и "Контраст" может обладать любой дисплей не имеющий меню OSM.
DDC: (Display Data Channel) — интерфейс обмена данными между компьютером и монитором. Драйвер управляет OSM по средством двустороннего интерфейса DDC. И так как последний не стандартизирован, то нет и универсальных программ по управлению DDC.
CMS:Система управления содержимым (англ. Content Management System) CMS — подсистема операционной системы, или Система управления цветом на уровне операционной системы (англ. Color Management System). В системах цифрового представления цвета, управление цветом — это контролируемое преобразование между разными моделями представления цвета различных устройств, таких как сканеры, цифровые видеокамеры, мониторы, принтеры и т. д. По определению ICC, преобразование между двумя цветовыми пространствами может происходить через объединенное цветовое пространство(profile connection space - PCS).
ICC: Международный Консорциум по Цвету (англ. International Color Consortium, ICC) создан в 1993 году 8 лидерами индустрии с целью разработки универсальной системы управления цветом независимой от операционной системы и программы. Стандарт ICC был создан для объединения различных разработчиков и производителей. В управлении цветом ICC-профилем называют набор данных, характеризующий устройство цветного ввода или вывода или цветовое пространство согласно стандартам, провозглашенным *.icm - расширение ICC-профиля устройства отображения - монитора.
Калибровка монитора: скорее это сленг, который подразумевает профилирование. Профилирование в свою очередь состоит из калибровки и характеризации устройства. Во время калибровки устройство настраивается на целевые параметры калибровки, после чего аппаратно снимается характеризация описывающая его характеристики. На базе результатов калибровки и характеризации строится профиль устройства отображения (*.icm) и "автозагрузчиком" загружаются компенсирующие градационные кривые в LUT VA (видео адаптера), согласующие видео-систему по выбранной гамме.
Целевые настройки калибровки из OSM: Общие: разрешение и диагональ, геометрия, частота и фаза, резкость, параметры согласования по CMYRGB (оттенок, насыщенность, cмещение и дополнительно яркость и гамма для RGB). Целевые: настройка точки белого и точки чёрного (уровень подсветки), согласование по гамме, - в OSM меню осуществляются при помощи инструментов: яркость, контраст, уровень чёрного (подсветка) и поканально (R,G,B) настраиваемые эти же параметры, при этом изменение цветовой температуры по WP (точке белого) осуществляется поканальным изменением энергетической яркости (Но не гаммы!).
Целевые параметры аппаратной калибровки: BP (Точка чёрного) 0,33~1 Сd/m2; WP (Точка белого) 80~120 Сd/m2; Цветовая температура (D50, D55, D60, D65...) 5000~6500... K; Gamma (Гамма cогласование, по яркости и контрасту с восприятием таковых у наблюдателя человека, обычно это значение для (f) функции вида Y=(f)X^Gamma, редактирование которой осуществляется в LUT VA) 1,8~2,5.
Аппаратная калибровка: профилирование видео системы при помощи программно-аппаратных средств, где для замера данных используют колориметр или спектрофотометр. Результаты калибровке подлежат обязательной проверке (верификации) с последующим составлением паспорта калибровки. В результате верификации выявляется погрешность такой калибровки в виде отклонения по DE 94 или DE 2000. Допустимая погрешность отклонения 1,5~3 DE 94. Так как человеческий глаз не может точно определять параметры цвета и света, но может с большой точностью (0,5~2 DE 94 согласно исследованиям Fogra/Ugra) видеть различие между двумя соседними образцами цвета, а сами приборы имеют допустимую погрешность напрямую стандартизированную с возможностями зрения человека, то используются и смешанные типы профилирования, где ряд аппаратных промеров проверяется и правится по гамма-адаптированным тестовым мишеням визуально. После чего производится повторная верификация данных.
Визуальная калибровка: предварительная настройка монитора по тестовым таблицам и картам через OSM-меню монитора или драйвер, а так же настройка баланса-белого по гамма-адаптированным визуальным тестам, которая осуществляется при помощи программ способных редактировать содержимое градационных кривых тонопередачи в LUT VA. Из программ по визуальной калибровке всем известна Adobe Gamma, хотя программ и утилит такого плана весьма много. Наиболее продвинутые (ИМХО) из них - CLTest* и Сalibrilla**.
Смешанная калибровка: Предполагает калибровку разными программными средствами на разных её этапах или использование при калибровке нескольких приборов разного типа - спектрофотометр и колориметр, например когда нужно самостоятельно уточнять матрицу хроматической адаптации. Может быть совмещена с этапами визуальной калибровки, при этом часть настроек производится в смешанном режиме: настройка точки чёрного и белого, настройка ББ согласно гамма-адаптированной кривой, а вот конечный этап - характеризация и верификация данных, производится на программно-аппаратном уровне с построением профиля монитора *.icm и *.iсс. При этом не затрагивая дальше точек белого и чёрного можно при повторной итерации поправить гамму по визуальным тестам и произвести последующие - верификацию и если нужно (показатели DE велики), то и вторичную характеризацию видеосистемы. <i> Для смешанной калибровки cовместно с Calibrilla, подходят программы умеющие производить выборочные замеры для точки белого и чёрного или для любой точки согласно выбранным параметрам RGB. При єтом программа должна уметь делать характеризацию без всего цикла калибровки и дальнейшую проверку (верификацию) данных. Для этого подходят программы: BasICColor Display, iColor Display, Datacolor Spyder Pro, X-Rite Profile Maker Pro.</i>
Дополнительно, для предварительной настройки рекомендую Nokia Monitor Test или TFT Монитор Тест, а для работы с профилями *.icm, *.icc - Profile Inspector. Все программы имеют статус лицензии (freeware). Рассмотрим методику для платформы Windows XP*-Vista-7 * <i>- по умолчанию будем рассматривать для XP, т.к. в следующих системах все те же органы управления имеют несколько иное местонахождение. Как базовую программу рассмотрим Сalibrilla*, имеющую несколько расширенную функциональность по редактированию LUT. В ряде случаев будем описывать, как эти же действия проходят на CLTest**. Особенно в тех случаях, когда тот или иной инструмент реализован только в одной из них.</i>
МЕТОДИКА
1) Предварительная настройка видео-системы
1.1. После установки и настройки видеосистемы, проверьте правильно ли распознаются мониторы и видео-адаптеры вашей системой. Для этого вы можете посмотреть это в: Нажать правой кнопкой мыши по экрану рабочего стола "Свойства/Парамеметры/..." - проверив, как опознаются мониторы, и "Свойства/Парамеметры/Дополнительно/Вкладки - (Монитор и Адаптер). В вкладке "Свойства/Парамеметры/Дополнительно/Управление цветом/..." - проверьте установлен ли профиль для данной модели монитора *.icm, если ваша система не была профилирована программно-аппаратно, обычно такой средне-статичтический профиль для модели есть на диске с драйверами или на сайте производителя устройства. Если драйвера видео адаптера или монитора не распознаются - переустановите их. Точно так же вы можете узнать об этом ещё более простым способом: запустите программу Calibrilla и в её главном окне будут отображаться мониторы. как вкладки, а на каждой из вкладок виден монитор и видео адаптер к которому он подключен, там же будет видно содержимое LUT для этого монитора, как график и в цифровом формате, подлежащем правке.
1.2. Начните настройку с согласования их по разрешению. Оно должно быть оптимальным для каждого из них. При этом одни и те же объекты в мультимониторной системе должны отображаться одинакового размера. Для этого подойдёт заливка патерном "линейный квадрат на сером фоне" (Calibrilla_3.3\Patterns\4_XXxXX)* всего рабочего стола в режиме "замостить". Если цвет для вас важен, мониторы должны быть идентичной модели - тогда их может быть от 2х до 6ти и больше, вплоть до видео-стены. При использовании разных мониторов, вам придётся определиться с тем, какой из них основной, а какой дополнительный, при этом минимально лучше использовать 2а или три монитора, но настройка и согласование уже трёх разных мониторов будет непростой задачей. Поэтому желательно что бы они все были близкого цветового охвата (Calibrilla_3.3\Patterns\1_32x32)*, если цветовой охват отличается кардинально, лучше использовать не больше двух мониторов (например один под sRGB а второй под AdobeRGB). В некоторых случая один или несколько мониторов могут быть развёрнуты под 90 градусов. Для этого вам предварительно нужно посмотреть, как будут отображать контрольные паттерны цвет. Смотрите справку к внешним визуальным тестам F7, F8 (Сalibrilla_v.3.3)*. если лучшие результаты тот или иной монитор даёт в развёрнутой позиции на 90 градусов, то калибруйте его именно так (развернёте обратно потом), дополнительные патерны (Calibrilla_3.3\Patterns\2_32x32)*.
Этот тест помогает определить, какие из мониторов нужно развернуть под 90 градусов до начала визуальной калибровке, он же поможет подобрать пару мониторов, где один из них развёрнут в вертикальное положение (обычно меньший), а второй оставлен в горизонтальном (больший по размеру монитор). Тест покажет целесообразность такого поворота. Влияет ли поворот на цветопередачу. (Подробное описание теста читайте в справке к нему. Справка выполнена в виде текстового файла и легко редактируется.) По нему же хорошо наглядно видно, почему для гамма-адаптированных тестов выбрана текстура "горизонтальная зебра", а не иная, например "шахматное поле".
1.3. На этом этапе настройте их гекометрию - круг должен быть круглый, а квадрат квадратный, для чего используйте паттерны (Calibrilla_3.3\Patterns\4_XXxXX)* или тесты из Nokia Monitor Test. Не ленитесь использовать обычную рулетку для проверку геометрии, измеряйте вертикали и диагонали, только "не выстрелите" ей по поверхности дисплея - будьте аккуратны и внимательны! Все малые квадраты должны быть единого размера.
1.4. Теперь выберите палитру из OSM монитора, под которую вы будете настраивать цвет (sRGB, AdobeRGB, настраиваемые или другие фиксированные штатные палитры). В настраиваемой патлитре возможно будут доступны дополнительные меню для настройки цветов RGBCMY и слайдер или фиксированные режимы для выбора цветовой температуры). Используйте для настройки паттерны (Calibrilla_3.3\Patterns\5_8x520)*. Предварительно сведите цвета мониторов по оттенкам, если они одной модели и имеют меню для правки RGBCMY по: насыщенности (или яркости), сдвиг ("Тинт" через ахроматическую ось), оттенок (смещение по цветовой температуре к смежным оттенкам). Это удобно, когда уравниваются вектора цветности для всего двух мониторов разного цветового охвата. При этом достаточно если такое, доступное из OSM монитора меню, будет в одном из них. Имея прибор, такое различие установить проще.
1.5. После этого выровняйте их по уроню чёрного (подсветка) и контрасту (влияет на уровень белого), при правильной реализации инструмента "яркость" смещаются и света и тени одновременно. Если такого управления у вас нет, сделайте это при помощи аналогичных инструментов из инструментальной панели Calibrilla_3.3 (отдельно для каждого из мониторов). Для настройки используйте внешние тесты F2. Используйте способ настройки точки чёрного и точки белого по чистому и запечатанному листу, стандартному для вашего тех.процесса, и если это фотография, то отпечатайте её на матовой бумаге на минилабе или фото-принтере. А если это печатный оттиск, то сверьте по типовой периодической продукции. При этом контрольный снимок нужно хранить в чёрном конверте, а рассматривать либо при правильном источнике света в просмотровом устройчстве, либо создав ваше просмотровое устройство и установив лампу с нужной цветовой температурой в зоне просмотра пробного изображения. Обычно это дневной свет 6000k (D60) или 6500k (D65) c RA большим 90. В издательской деятельности для просмотровых устройств используются лампы 5050k (D50).
Этот тест и аналогичные паттерны загруженные на рабочий стол, помогут вам определиться с местом на экране, для расположения внешних и основных генерируемых тестов относительно уровня глаз, если у вас TN матрица.
Различия по тону, на градационных растяжках края диапазона, в тенях и в светах, должны быть равномерными по приросту яркости визуально. При нажатии на кнопку [?], откроется окно справки для конкретного теста, расположенное справа от него.
1.6. Теперь можно приступать к настройке фаза, частота, резкость... особенно это критично, если вам нужно согласовать аналоговый интерфейс с тем, что отображает монитор. Частота будет видна по вертикальным неравномерным рядам (полошение), а фаза и как вертикальные искажения и как шум "бегущих пикселей", выявленный на специальных текстурах F1, F5, F6 и аналогичных паттернах набора (Calibrilla_3.3\Patterns\2_32x32) - просто замостите, выбрав нужные из них, поверхность рабочего стола! Для AdobeRGB (Ctrl+F1 и Ctrl+F9) и для sRGB (Shift+F1 и Shift+F9) - это гамма-адаптированные тесты. После приступайте к настройке резкости по (Calibrilla_3.3\Patterns\3_64x64) и (F1, F6). (Читайте справку к внешним тестам и справочные материалы из каталога с паттернами!). Хорошая настройка этих параметров будет гарантом хорошей настройке по гаме вашей системы относительно гамма-адаптированных тестов.
Эти тесты не гамма-адаптированы. Как и все тесты с F1 по F8.Ниже приведен аналогичный гамма-адаптированный тест для sRGB. При этом можно подгружать и свои тесты, оснащяя их справочным одноимённым файлом в формате *.txt
2) Калибровка на заданные целевые параметры
2.1. Уточните настройки гаммы по средней точки инструментом Гама-прирост по F9. Предварительно ознакомьтесь с справочными материалами к программе. После чего снова можно будет уточнить уровень диапазона примыкающего к точке белого и к точке чёрного. При этом градационные переходы должны быть равномерными. Использовать в этих местах гамма-адаптированные тесты не эффективно, по причине слабого различия шкал визуального контроля. (При аппаратной калибровке или смешанной, на этом месте начал работать прибор, отслеживая все изменения. Но мы продолжим визуальную калибровку).
2.2. Настройте точку чёрного и примыкающий к ней диапазон по внешним тестам F3, Ctrl+F2 (для AdobeRGB), Shift+F2 (для sRGB). При этом используйте новый инструмент "изгиб в тенях". При этом градации шкалы F3 должны иметь равномерный шаг прироста яркости, если этого сделать не удаётся нужно увеличить подсветку для всех дисплеев инструментом "уровень чёрного". Точную цветовую температуру можно установить только при наличии прибора, визуально вам придётся добиться чёрного без оттенков. Пошаговые подробные методики двух способов настройки точек примыкающим к теням и к светам, есть в инструкции к внешним тестам.
2.3. Аналогично настройке точки чёрного, настройте точку белого используя внешние тесты F4, Ctrl+F2 (для AdobeRGB), Shift+F2 (для sRGB). См. справку к программе и внешним тестам!
2.4. Начинайте правку всего диапазона относительно целевого значения гаммы, при этом оно выставляется из главного окна программы. Для настройки на sRGB используйте СLTest или только внешние тесты у Сalibrilla. Результаты можно будет сохранить любой из программ, каждой в своём формате. На этапе правки программы идентичны, за исключением, что у Сalibrilla есть режим "сцепить два противоположных канала) и двигать его относительно основного, таким образом появляются каналы С, M, Y. В программе Сalibrilla есть подробная справка, о том, как это делать, а для СLTest целая методическая ветвь на данном форуме. Результаты гамма-коррекции можно будет посмотреть по внешним тестам у Calibrilla F2 и Сtrl+F10,F11,F12 (для AdobeRGB) и Shift+F10,F11,F12 (для sRGB), или быстро пройдя по "автоточкам" генерируемых тестов (кроме случая с sRGB).
У СLTest это проверяется из основного окна программы. добейтесь того, чтобы графики и переходы в них были плавными, а градации равномерными по шагу изменения тона на внешних тестах. Дополнительно всегда ориентируйтесь по графику. Результаты калибровки сохраните в файл *.crv3 (для Calibrilla) и в *.txt (для CLTest). *.crv3 и *.crv1 - єто тоже тесктовые форматы, как и *.txt. Их содержимое можно экспортировать для анализа и обработки в EXEL и смотреть в текстовых редакторах. На мультимониторных системах сравнить разницу можно растащив 9ть генерируемых тестов программы на разные дисплеи, и поправив данные лишь на некоторых из них. При этом вы увидите разницу по отношению к калибруемому дисплею. точно так же можно увидеть "тинт" (смещение оттенка по диагонали), а в ограмме CLTest даже измерить такое отклонение по шкале 0~255 RGB (именно такие данные дельта погрешности сохраняет этоа программа в свой профиль). Calibrilla сохраняет все данные как абсолютные значения для LUT VA и дальнейшее их округление, на выходе видео адаптера будет зависеть лишь от выбранного вами интерфейса, соединяющего монитор и видео адаптер.
3) Характеризация видеосистемы с созданием icc-профиля
Если вы не делаете аппаратное построение профиля и ваши мониторы новые, то воспользуйтесь среднестатистическим профилем. НО не плохо, хоть раз в год измерять что же показывает ваш монитор и создавать профиль *.icm для него. При профессиональной работе это делается раз в два месяца или ежемесячно если это графическое редактирование (цветокоррекция). Внедрять кривые тонопередачи LUT VA в теги СRT профиля *.icm (rCRT, gCRT b bCRT), рекомендуется только при удалённой работе на полиграфических предприятиях, или когда нужно удалённо увидеть, что же вы видите на своём мониторе или для анализа техническими службами по настройке цвета в фотоцентрах, дизайнерских бюро и т.д.. Во всех остальных случаях храните эти данные отдельно, а результаты визуальной калибровки LUT VA загружайте при помощи автозагрузчиков. (Это умеют делать оба выше представленных продукта, подгружая данные в реестр для автозагрузке при старте системы).
4) Проверка и правка кривых тонопередачи по гамме
При аппартной калибровке и характеризации, выше перечисленные продукты служат лишь для проверки и коррекции полученных результатов. а так же для отслеживания необходимости в следующей калибровке. Перед правкой не забудьте сохранить полученные кривые тонопередачи программно-аппаратным путём и удалить программы "автозагрузчики" из системной папки "Автозагрузка". это достаточно легко делается при помощи Calibrilla.
5) Верификация (проверка результатов профилирования)
В нашем случае проверка может осуществляться по контрольным фотоснимкам, выведенным на профилированном минилабе или фотопринтере для цветопроб и хранящемся в чёрном конверте. В программно-аппаратном случае, это производится прибором при помощи софта. Хотя никто не отменял дополнительной и как мы выяснили весьма точной проверки по внешним тестам и в ФШ. эти же контрольные снимки вы можете использовать при настройке точки белого монитора. Основное правило (освещённый в просмотровом устройстве такой снимок или просто лист белой бумаги должен быть такой же яркости как и белое поле монитора, аналогично и чёрный лист полностью запечатанный краской... см. 1.5.).
При смешанной калибровке имеет смысл заводить отдельную ветвь, хотя пока можно писать и в эту. На данный момент рассмотрели визуальную калибровку и настройку по гамме. (Основа написано - остальное буду править, по ходу ваших комментариев...)
Добавление от 08.07.2011 00:35:
Даю ссылки на основные программы описанные в посте:
Цвет и свет как основные изобразительные средства в фотографии и изобразительном творчестве (живопись, рисунок, графика). Язык цвета и его психологическое восприятие.
