激光投影仪校准:消费类探头与专业探头的比较


 

校准投影仪不仅仅是一个美学问题;它对于确保观众看到制作团队想要的图像至关重要。这一需求既适用于电影和电视制作环境中使用的屏幕,也适用于消费类设备,包括视频游戏和家庭影院安装。因此,校准对于保证忠实匹配色彩标准至关重要,因为视频标准规定了特定屏幕上的预期视觉效果。

 

可惜的是,大多数屏幕出厂时的校准设置都很差劲,表现为色彩过于鲜艳、伽玛/EOTF 相当不准确、色温不符合标准以及黑白电平也不合适。这些设置通常是为了在商业环境中最大限度地提高视觉效果,但这种做法却损害了图像的准确性。虽然有些设备提供所谓的专业校准模式,并通过 ISF THX 认证,但这些配置更多的是营销策略,而不是真正准确性的保证。我们必须明白,任何工厂校准都不可能达到完美的精确度,这是因为它是对整个系列的设备都采用了标准化的设置,而没有考虑到机器的个体差异。

 

在我校准视频投影仪的过程中,我最初使用的是 i1 Display ,这是一款经济实惠的色度计。然后,我又换成了更昂贵的 Eye One Pro 分光光度计。色度计根据 RGB 模型模拟人类对色彩的感知,而分光光度计则分析各种波长的全光谱。不过,这些探头也有其局限性,特别是在光线不足的情况下准确度较低,而且在不同时间进行的测量之间存在很大差异。随着激光投影仪的出现,这些设备无法精确测量受限光谱的问题变得显而易见。今天,我将做一个比较,向大家介绍它们所产生的误差水平。

 

精度要求:用于校准激光投影仪的消费探头的局限性

 

认为消费类探头可以精确校准激光投影机是一种错觉。视频校准过程对测量的准确性、可靠性和重复性都有很高的要求,这已经超出了入门级工具的能力范围。尤其是激光投影仪,需要精确测量光谱,误差小于等于 2 纳米(nm)。然而,X-RiteColorMunki I1 Pro 探头等消费类设备无法满足这一要求。

 

这些仪器显示的 6500K 色温实际上可能在 7000K 6000K 之间波动。这种变化对图像质量有很大影响,尤其是在饱和度和色域方面。在专业领域,色度精度是绝对优先考虑的问题,专业校准人员无一例外地倾向于使用测量精度为 2 nm 的分光光度计。这种精确度可确保色彩得到忠实、一致的再现。

 

相比之下,即使是顶级测量设备,如标准的 Jeti 分光光度计,其测量范围为 4.5 nm,也可能无法满足激光投影仪的特殊需求,这说明了这些技术的固有局限性(见参考插图)。标准探头无法看到用于测量的 JVC N98 单色激光投影仪的整个上光谱。

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用于激光投影仪的 Jetis HI Res 2 nm 与其他 Jeti 4.5 nm 投影仪的比较

 

由于无法观察和测量全部颜色范围,两个探头的读数之间会产生很大误差,2 纳米探头的 deltaE 差值为 2.384.5 纳米探头的 deltaE 差值为 6.95

 

 

2 纳米和 5 纳米测量值之间的巨大差异凸显了在校准激光投影仪时实现最高精度的重要性。对于灯泡式设备来说,这种限制较少,因为可以使用普通探头进行有效调整。

 

大多数专业校准人员一开始都使用消费探头。然而,随着经验的积累和知识的扩展,他们逐渐认识到精度在这一领域的重要性。尤其是,确保每次测量的设置和结果保持一致变得至关重要。要保证这种一致性,专业设备是不二之选。目前,视频投影主要使用激光光源,因此,认为或暗示消费类探头可以为这类设备提供有效校准的想法是不切实际的。

 

正是出于这些原因,在完成专业视频联盟 (PVA) 认证校准师的培训后,我购买了两台互补的专业探头:JETI 1501 HiRes Klein K10-AJETI 1501 HiRes 2nm 基准,具有无与伦比的精确度,而 Klein K10-A 则因其在弱光环境下的精确度和快速测量能力以及极高的重复性而著称。这种专业设备加上测试图案发生器和校准软件(如 Calman)的成本很高,可达 2 万欧元。

 

激光投影仪校准:消费者与专业探头的比较

 

与价格较低的消费类探头相比,高昂的成本是否合理?使用低成本的分光光度计和色度计校准激光投影仪会得到什么结果?下面的比较显示了使用两个民用探头和两个专业探头获得的结果,突出显示了校准精度和效率方面的差异。

 

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4 个探头比较

 

在测试中,我使用了以前在一台与 Awol 3000 Pro 三色激光投影仪连接的 Home Cinema Plus 屏幕上进行的校准,首先使用 Jeti 1501 高分辨率分光光度计测量其亮度。 然后将这些参考测量结果与使用两个消费探头(Xrite i1 Display 色度计和 Eye One Pro 分光光度计)和 Klein K10-A 专业色度计获得的结果进行比较。

 

目的是在色温尽可能接近 6500K 的情况下,使灰度计的 deltaE(误差水平量化)小于 2,色彩校验仪的 deltaE(误差水平量化)小于 4

 

 

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JETI 1501 高分辨率

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结果显示,使用 Jeti 1501 高分辨率分光光度计进行的参考测量与使用其他探头进行的测量之间存在明显差异。例如,对于灰度,Xrite i1 Display 色度计的 deltaE 值为 5.6,与 Jeti 参考值相比,差异高达 +522%。所有其他探头都存在显著差异,如下所示:

 

Xrite i1 显示色差计:与 Jeti 1501 高分辨率相比的百分比误差

 

灰度:与 Jeti 相比,deltaE 偏差为 5.6 + 522%

 

色彩检查器:DeltaE 4 偏离 Jeti + 25%

 

色温:6335K - Jeti 相差 1.23

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i1 Xrite 校色仪

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X-rite i1 显示结果

 

Eye One Pro 分光光度计:与 Jeti 1501 高分辨率相比的百分比误差

 

灰度:与 Jeti deltaE 差值为 4.4 + 389

 

色彩检查器:与 Jeti deltaE 差值为 4.3 + 34.38

 

色温:6012K - Jeti 相差 6.27

 

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Eye One Pro

 

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不带轮廓图的 Klein K10-A 色度计:与 Jeti 1501 高分辨率相比的误差百分比

 

灰度:与 Jeti 相比,deltaE 偏差为 3.7 + 311.11

 

色彩检查器:DeltaE 4.2,偏差 Jeti + 31.25

 

色温:6100K 偏差 Jeti - 4.90%

 

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Klein K10-A


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K10A sans profil

 


 

在使用 Calman 软件对 Klein K10-A 色度计应用修正曲线后,结果有了显著改善。这一校正步骤将 Jeti 分光光度计的精确性与 Klein K10-A 色度计的速度和可重复性相结合。

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K10A avec profil 


结论

 

总之,如果没有像 Jeti 1501 Hi Res 这样的参考级探头的帮助,使用消费探头是不可能实现激光投影仪的精确校准的。即使是 K10-A 色差计,在没有校正的情况下也无法提供必要的精度,这就强调了使用专业工具和软件校正对激光投影仪进行精细、可靠校准的重要性。

 

下面的表格显示了所有测量值和偏差:


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