SPECIAL: Kurzer Einblick in die erschwingliche Display-Kalibration

13.08.2010 (phk)

Einführung

Wer heutzutage für einen nicht unerheblichen Kaufpreis einen TV erwirbt, sollte eigentlich ein gutes und stimmiges Bild out-of-the-box erwarten können. Leider sieht der Regelfall meist etwas anders aus. Die Displays sind für den Demobetrieb im Geschäft optimiert und produzieren überzogene, knallige Farben und extreme Kontrastwerte. Dem etwas entgegen wirken kann der Laie zuhause erst einmal mit der Wahl eines "Kino"- "Film-" oder zumindest "Normal"-modus im Gegensatz zu der im Einzelhandel häufig verwendeten Wahl "Dynamisch". Enthusiastischen Kino-Freunden wird aber ein Unterschied zum Silver Screen immer noch auffallen und die voreingestellten Werte nicht ausreichen, leicht sichtbare Erkennungsmerkmale sind ein poppiges Rot oder ein Grünstich des Gesamtbildes. In der Tat sind perfekte Farbeinstellungen in Displays extrem selten bis gar nicht zu finden, selbst Geräte mit Presets wie "6500K" bieten nur annähernd eine kino-gemäße Abbildung. Kalibration von einem Profi kann hier Abhilfe schaffen, gerade billig wird dies aber nicht. Wir wollen einen kleinen Einblick geben wie mit probaten Mitteln, bei einem schon hochwertigen Display, eine gute Farbdarstellung ohne tiefen Griff in die Brieftasche möglich ist.

Graustufen-Kalibration mit einem Colorimeter

Was brauche ich?

  • Colorimeter (Eye One/Spyder3)
  • Eine DVD/BD mit Testbildern (Bsp. AVS HD 709)
  • PC mit spezieller Software (HCFR)
  • Geduld und Zeit

Kostenpunkt: ~ ab 130 Euro. Abgesehen vom Colorimeter, dem Mess-Sensor, sind unsere verwendeten Materialien alle kostenlos im Internet erhältlich. Lediglich Zeit und Geduld müssen noch aufgebracht werden.

Sensor unter Schutzabdeckung, Saugnapf

Da wir mit diesem Bericht nur einen Blick durchs Schlüsselloch in die komplexe Welt der Farbkalibration riskieren möchten, führen wir lediglich eine Graustufen-Kalibration an unserem Panasonic Z1 Display durch. Eine weiterführende Messung und Kalibration der Primär- und Sekundärfarben bleibt außen vor. Der Panasonic beispielsweise verfügt gar nicht über ein CMS (Colour Management System) und lässt keine weitere Veränderung an seinen Primär- und Sekundärfarben zu. Mit der Kalibration der Graustufen wird aber schon ein großer Schritt in Richtung kino-gemäßer Farbdarstellung gemacht. Entgegen des vielleicht irreführenden Namens wird Rot, Grün und Blau (RGB) in jeder Stufe zwischen Schwarz (0 IRE) bis Weiß (100 IRE) auf ein gleichmäßiges Level und damit auf 6500K Farbtemperatur im CIE-Diagramm (Industriestandard) gebracht. Nach einer korrekten Einstellung der Graustufen wird also das eigene Display, neben einem Step bezüglich des Kontrasts, der korrekten Farbdarstellung schon deutlich näher sein. Ob dem wirklich so ist, sehen wir gleich.

Los gehts! Zunächst muss der Sensor am TV angebracht werden. Das funktioniert im Gegensatz zu einem Projektor sehr einfach, der Sensor muss lediglich mittig am Bildschirm befestigt werden. Unser Spyder verfügt wie jedes andere Colorimeter über einen Saugnapf, der für das abschließende Anliegen fest ans Display gedrückt wird. Aufpassen müssen wir nun dennoch: Im Gegensatz zu Besitzern eines LCD-TVS können wir mit unserem Plasma nicht sofort mit der ersten Messung loslegen. Da sich das Panel eines Plasmas mit der Zeit etwas erwärmt, sollte man ein Minimum von 30 Min. Warm-Up abwarten. Der Sensor bleibt währenddessen am Display, auch er muss sich an die Temperaturveränderung gewöhnen.

Während der Wartezeit öffnen wir die kostenfreie Software ColorHCFR und öffnen eine neue Datei. DVD Manual ist die korrekte Auswahl, da wir unsere eigene DVD, die AVS HD 709, für unsere Testsequenzen nutzen. Nun muss noch der passende Sensor ausgewählt werden und der Modus "xyY" unter Display ausgewählt werden. x, y, und Y entsprechen Koordinaten im CIE-Farbdiagramm (Y = Helligkeit lassen wir außen vor), unser Ziel ist es den D65 Punkt also 6500K bei allen Graustufen zu erreichen, die Koordinaten sind x = 0,313 und y = 0,329.

Software ColorHCFR

Die Wartezeit sollte langsam verstrichen sein, bevor wir uns aber endlich an die Messung und Kalibration machen, sollten wir noch ein für uns am authentischsten erscheinendes Video-Preset unseres Displays wählen. Klar, dass wir nicht im Modus "Dynamisch" starten. Der Panasonic hat zu unserem Vorteil das Bildfeld "THX", ein eigentlich vorkalibrierter Bildmodus, der aber trotzdem weiterhin genauere Einstellungen zulässt. Uns erscheint dieser bei geringer bis keiner Hintergrundbeleuchtung am besten und wir wählen ihn an.

Die erste Messung

Erste Graustufen-Messung

Eigentlich könnten wir nun sofort losstarten, in 10% Schritten verschiedene Graustufenbilder anzeigen lassen und beginnen, die Werte anzupassen. Für einen ersten Überblick lassen wir aber erst einmal einen kompletten Messvorgang durchlaufen, um herauszufinden a) wo die Schwächen liegen und b) wie gut die Leute von THX gearbeitet haben.

Wir starten die Graustufen-Messung und werden von der Software aufgefordert nacheinander die verschiedenen Patterns in 10% Schritten am Display aufzurufen. Nach der Messung können wir uns erst einmal an verschiedenen Diagrammen austoben und sehen, wie weit wir von unserem Ziel entfernt sind. Mit einem Blick auf die Helligkeitskurve (Luminance) kommt Freude auf, hier sind wir abgesehen von Werten ab 80% Weiß sehr nahe an der Referenzlinie.

Luminance-Kurve vorher

Bei einem weitaus größeren Abstand nach oben oder unten ist zu überlegen die Helligkeitseinstellung am TV etwas abzusenken oder zu erhöhen. Da die Luminance-Kurve aber nicht nur von der Helligkeit, sondern ebenfalls von den von uns später genutzten RGB Einstellungen beeinflußt wird, ändern wir bei unserem vergleichsweise sehr nahen und guten Ergebnis nichts. Wir öffnen das Diagramm "RGB Levels".

RGB Levels

deltaE-Kurve

Wir konzentrieren uns auf die obere Hälfte des Diagramms und lassen die untere Linie vorerst außer acht. Hier ist sehr schnell zu erkennen, dass trotz des guten Ergebnisses eine perfekte Farbdarstellung noch nicht gegeben ist. Das Grün liegt konsequenz über den gewünschten 100%, bei gleichzeitigen zu niedrigen Werten von Blau und besonders Rot (In der Praxis ist der Grünstich etwa bei Hauttönen zu erkennen, ein spezifisches Beispiel sind auch die beiden Menü-Buttons unter dem Totenkopf im Hauptmenü von "Fluch der Karibik"). Die untere Linie ist das sogenannte "DeltaE", diese beschreibt sozusagen die Nähe bzw. Entfernung zu unserem Zielpunkt im Koordinatensystem (x=0.313, y=0.329). Wissen muss man eigentlich nur, dass in jeder Stufe ein Wert von 3.0 oder weniger erreicht werden sollte, feinere Abweichungen sind vom menschlichen Auge quasi nicht erfassbar.

Die Kalibration

Jetzt ist es an der Zeit, eigene Anpassungen vorzunehmen. Wie heißen überhaupt die Einstellungen im TV? Grundsätzlich, in jedem Display anders. Von RGB Bias/Offset und Gain, über RGB LowEnd/HighEnd bis zu Namen wie Weißabgleich/Grauabgleich in unserem Panasonic NeoPDP.

Der eigentliche Vorgang ist simpel. Bei Einstellung der RGB Highend bzw. dem Weißabgleich wählt man ein Pattern aus dem oberen Bereich (IRE 50 bis IRE 100) und startet eine kontinuierliche Messung. Im Startbildschirm des HCFR wird nun die RGB-Verteilung in Balkenform bzw. die Koordinatenpunkte im oberen Diagramm angezeigt. Am Z1 sehen wir bei der Balkenanzeige etwa 95% Rot, 102% Grün und 97% Blau. Ziel ist nun die Balken auf gleichen Level von etwa 100% zu bekommen. Hier gilt es nun mithilfe logischen Verstands zu experimentieren, sprich Blau und Rot in der Form anzuheben bis sich die Werte auf gleichem Level einpegeln. Sehr schnell fällt auf dass jede Einstellung einer Farbe Auswirkungen auf die andere hat. Ist ein Wert um die 100% aller Werte erreicht, wird ein IRE Pattern aus dem unteren Bereich, bspw. 30% angewählt und die RGB LowEnd bzw. Grauabgleich-Einstellungen angepasst und wiederum auf ein gleiches Level der RGB-Farben geachtet. Neben der Balkenanzeige können natürlich auch direkt die x- und y-Werte verwendet werden, allerdings ist es fast unmöglich in jeder Graustufe die perfekten Werte zu erhalten. Auf diese Weise wird nun die gesamte Grautreppe durchgegangen und auf den bestmöglichen Mittelwert gebracht.

Die eigentliche Kalibration in diesem Bereich hat ein wenig mit Experimentieren und viel mit Sisyphus-Arbeit zu tun. Dies hängt hauptsächlich mit der Problematik der gegenseitigen Beeinflussung der verschiedenen Einstellungen und Werte zusammen. Verändert man die RGB Einstellungen im oberen Bereich, üben diese partiell großen Einfluss auf die Werte im unteren Bereich aus, andersrum läuft dies genauso. Zwar üben Veränderungen im unteren Bereich weniger Einfluß auf Veränderungen im oberen Bereich aus, dennoch wird man sehr oft zwischen den verschiedenen Stufen hin- und herspringen müssen um ein solides Ergebnis zu erhalten.

Aufgrund des schon sehr gut kalibrierten Displays des Z1 haben wir es uns natürlich sehr einfach gemacht und starten nach einer Abschwächung des Grünanteils in den Graustufen 30 IRE und 80 IRE eine weitere Messung.

RGB & deltaE Kurven nach einem ersten Tuning

Koordinatenwerte direkt ablesbar

Exzellent! Nach diesem geringen Aufwand lohnt es sich schon fast (!) nicht mehr weiter anzupassen. Abgesehen von den ersten 20% IRE liegen wir in allen Bereichen in einem deltaE von unter 3.0 und verfügen über ausgezeichnete RGB-Levels. Brett-eben sind die Linien zwar noch nicht, dennoch liegen allesamt im Gegensatz zur vorherigen Messungen sehr viel näher am gewünschten Ziel. Generell sollte man aber von einem deutlich höheren Zeitaufwand ausgehen, um solche Werte zu erlangen. Im unteren Bereich 0-20 sieht es noch nicht so grandios aus, allerdings liegen in diesem Bereich auch die größten Schwächen bei niedrig preisigen Colorimetern. Oft wird sogar empfohlen, die sehr niedrigen Bereiche mit bloßem Auge einzustellen.

Nach einer penibleren und feineren Einstellung der Graustufe folgt, wie oben angesprochen, in der Regel die Justierung der Primär- und Sekundärfarben. Eine absolut perfekte Reproduktion von Filmproduktionen wird dadurch endgültig möglich. Das zu kalibrierende Gerät muss dadurch aber zwingend über ein Color Management System CMS verfügen und einen Eingriff auf Primär/Sekundärfarben ermöglichen. Da der Panasonic dies nicht zulässt, endet unser sehr kurzer Streifzug in diesen Themenbereich.

Fazit

Am Schluss noch ein paar Anmerkungen. Anspruch dieses Berichts soll es nicht sein, eine genaue Anleitung der Graustufen- und Farbkalibration zu sein oder gar einen besonders tiefen Einblick in die Materie zu schaffen. Eine genaue Erläuterung aller nötigen Begriffe und Vorgänge würde die Länge und vielleicht auch die Aufmerksamkeitsspanne sprengen. Unser Ziel war es, Interesse am Thema der bezahlbaren Kalibration zu wecken. Weiterführende und deutlich komplexere Informationen sowie umfangreiche Tutorials gibt es frei im Internet (bei Interesse bitte direkt bei phk@areadvd melden). Als letztes bleibt zu sagen, dass trotz der mittlerweile erreichbaren Ergebnisse der "billigen" Colorimeter eine professionelle Kalibration einen absoluten Mehrwert bietet. Wie schon kurz angesprochen ist besonders in dunklen Bildbereichen noch ein Step nach vorne möglich. Dennoch sind teilweise die Werkseinstellungen von Fernsehern so weit unter par, dass selbst für Filmliebhaber ohne riesige Brieftasche eine Einstellung des eigenen Displays klare Vorteile bietet.

 

Text: Philipp Kind
13. August 2010

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