Automatische Beamer-/TV-Kalibrierung mit CalMAN V4, Lumagen Radiance und EyeOne Pro/Chroma 5

Vor ein paar Tagen ist die neue Version der Kalibriersoftware CalMAN in der Version 4 erschienen (für weitere Infos dazu: siehe www.spectracal.com). Vorneweg sei erwähnt, daß es sich hierbei um eine vorläufige Version (Release Candidate 2) handelt. Eine Demoversion von CalMAN V4 (mit Dummy-Messkopf zur Simulation) kann jederzeit zu Testzwecken gedownloadet werden.

Gegenüber der alten Version V3.7 hat die V4 eine komplett neue GUI (= Benutzeroberfläche) erhalten, die vor allem die Bedienung erleichtern soll (Stichwort: intuitive Bedienung). Das ist in meinen Augen recht gut gelungen.

Ich möchte an dieser Stelle auf eine der interessantesten Neuerungen eingehen: die automatische Kalibrierung von Geräten (z.B. Beamer oder TV). CalMAN nennt diese Neuerung "interactive workflow". Der Begriff trifft den Nagel ziemlich auf den Kopf, da man (noch) nicht von einer vollautomatischen Kalibrierung reden kann. Vielmehr interagiert CalMAN mit dem User, um die Kalibrierung durchzuführen. Wie das funktioniert, erkläre ich später noch genauer.

Als Equipment diente mir ein externer Videoprozessor "Lumagen Radiance", ein Plasma-TV Panasonic TH37PX80E und zwei Messköpfe: "EyeOne Pro" (= Spectrofotometer) und "Chroma 5" (= Colorimeter). Der Radiance stellt das CMS (= Color Management System) zur Verfügung, den EyeOne Pro nutze ich normalerweise für die Gamut-Messung, den Chroma 5 für die Graustufen und Gamma.

Für diesen Test kam allerdings ausschließlich der EyeOne Pro zum Einsatz, da die Lesezeiten gegenüber CalMAN V3.7 signifikant verbessert wurden (zur Messung von 21 Graustufen benötigt CalMAN V4 gerade einmal 30 Sekunden !).

Was kann man sich nun unter einer "automatischen Kalibrierung" vorstellen ? Jeder Kalibrierer träumt wohl davon, daß man in der Kalibriersoftware ein paar Werte einstellt, auf den Knopf drückt, und dann kalibriert sich das Gerät von selbst. Davon ist auch CalMAN V4 noch ein ganzes Stück entfernt, die Ansätze sind aber da. Das macht Hoffnung für die Zukunft.

Vielmehr unterstützt CalMAN den Kalibrierer bei der Arbeit, so daß diese deutlich schneller vonstatten geht. Allerdings muß man immer noch selbst Hand anlegen.

Nun zum eigentlichen Ablauf der "automatischen" Kalibrierung:

1. Die Testpatterns, die für die Kalibrierung benötigt werden, stellt der Lumagen Radiance automatisch zur Verfügung. Der Radiance ist hierzu per RS232/USB-Adapter mit dem Laptop verbunden.
   
   
2. Der EyeOne Pro wird ebenfalls per USB-Kabel am Laptop angeschlossen. Der Sensor selbst hängt mittels einer speziellen Halterung direkt an der Frontscheibe des Plasma TVs.
   
   
3. In CalMAN wählt man den "interactive workflow" aus. Man stellt nun die wichtigsten Parameter ein (z.B. Zielgamma, Anzahl der Graustufenpunkte etc.) und startet das "Pre-Cal Capture" im Menü "Grayscale Tracking":
   
   
   
   Daraufhin werden "RGB Balance", "Gamma Luminance", "Gamma Point" und "DeltaE 1976" vermessen. Somit erhält man VOR der eigentlichen Kalibrierung alle wichtigen Werte des aktuellen "Ist"-Zustandes des unkalibrierten Gerätes bezüglich der Graustufen und Gamma. Nach der Kalibrierung kann man dann das Ergebnis mit den hier ermittelten Werten vergleichen.
   Bei der Vermessung der "Pre-Cal"-Werte geht CalMAN folgendermaßen vor: Testpattern vom Radiance laden und auf dem Plasma-TV darstellen, Messung durchführen, nächstes Testpattern laden, erneut messen. Das wiederholt sich für sämtliche IRE-Stufen (bis zu 21 in Verbindung mit dem Radiance). Wohlgemerkt: dieser Vorgang läuft vollautomatisch ab, d.h. man muß weder das Testpattern manuell auswählen, noch die einzelne Messwerterfassung aktivieren. Das erledigt CalMAN. Allerdings ist dies keine Neuerung der Version 4, das hat auch vorher schon so funktioniert. Neu ist an dieser Stelle, daß die Einzelmessungen mit Hilfe des EyeOne Pro deutlich schneller durchgeführt werden, als mit der V3.7. Wie bereits erwähnt, benötigt CalMAN zur Messung von 21 Graustufen gerade einmal 30 Sekunden !
   
   
4. Nun kommen wir zum interessanten Teil - "Interactive Grayscale":
   
   
   
   Damit kann man die Graustufen und Gamma von CalMAN "automatisch" kalibrieren lassen. Wie geht man dabei vor ? Man läßt zunächst von CalMAN alle 11 oder 21 Graustufen automatisch vermessen (wie zuvor unter Punkt 3). Im Fenster "RGB Balance" sieht man den aktuellen Verlauf der RGB-Balken. Idealerweise sollten alle RBG-Werte der einzelnen IRE-Stufen bei 100% liegen. Man kann hier auch noch "Line" (= RGB-Werte als Linie darstellen) oder "Datagrid" (= RGB-Werte werden in Tabellenform dargestellt) als Darstellungsart wählen. Dieses Fenster dient nur der Information, wo genau aktuell die RBG-Werte liegen. Man kann aber keine direkten Änderungen daran vornehmen, das geschieht indirekt über das Fenster "Gamma Point".
   Hier sieht man die aktuellen Werte von RGBW für jede einzelne IRE-Stufe. Per Maus oder Touchpad bewegt man nun den R-, G-, B- oder W-Balken Richtung Zielgamma (in diesem Fall liegt es bei 2.2, repräsentiert durch die gelbe Linie). Man kann jeden einzelnen Balken der jeweiligen IRE-Stufe individuell nach oben (Richtung Gamma = 2.2) oder unten bewegen. Möchte man RGB einer IRE-Stufe auf einmal bewegen, zieht man den weißen Balken Richtung Gamma = 2.2. Nach dem Loslassen der Maustaste beginnt CalMAN mit der Kalibrierung der IRE-Stufe: Testpattern vom Radiance laden und anzeigen, messen, Ergebnis auswerten, erneut messen, Ergebnis auswerten, erneut messen etc. CalMAN iteriert also automatisch so lange, bis sich der gewünschte Balken bei einem Gamma von 2.2 befindet. Das funktioniert in der Praxis recht gut, wobei CalMAN nicht immer sofort die ideale Einstellung findet. Das ist aber kein Problem, da man den Balken einfach noch einmal Richtung Gamma = 2.2 zieht, losläßt und CalMAN dann nachregelt. Nach 2-3 Wiederholungen paßt das Ergebnis recht gut. Am Schluß sollte RGBW aller IRE-Stufen bei Gamma = 2.2, die RGB-Balance jeder IRE-Stufe bei 100% und das DeltaE jeder IRE-Stufe unterhalb von 3 (möglichst nahe 0) liegen. Dieser Vorgang dauert für 21 Graustufen etwa 30-40 Minuten, wobei man eine sehr gute Annäherung an die Sollwerte erreicht. Für die absolute Perfektion muß manuell nachkalibriert werden. Das eigentliche Vermessen aller RGBW-Werte Richtung Gamma = 2.2 geht zwar deutlich schneller vonstatten, als 30-40 Minuten. Allerdings muß man, wie bei einer manuellen Kalibrierung auch, immer wieder bereits korrekt vermessene IRE-Stufen neu kalibrieren. Das liegt, aufgrund der Interaktion der niedrigen mit den hohen IRE-Stufen, in der Natur der Sache. Hier würde ich mir für die Zukunft noch mehr Automatisierung wünschen, was bereits jetzt schon möglich wäre. Diese Ausbaustufe wird sicherlich noch in CalMAN kommen.
   
   
5. Nach getaner Arbeit kann man mittels "Post-Cal Capture" im Greyscale-Menü das Ergebnis überprüfen und mit den "Pre-Cal Capture"-Daten vergleichen:
   
   
   
   Weiter geht es mit der Gamut-Messsung, die ähnlich vonstatten geht, wie die Messung der Graustufen und Gamma:
   
   
6. Durch Betätigung von "Pre-Cal Capture" ermittelt man RGBCMYW des Gamut des unkalibrierten Gerätes:
   
   
   
   Hier kann man übrigens sehr schön erkennen, daß Panasonic werksseitig bereits eine gute Einstellung der Luminanz aller Farben gefunden hat, obwohl das Gamut zu groß ist. Eine korrekte Luminanz ist DEUTLICH wichtiger, als perfekte xy-Werte ! Daher kann man auch nach der Gamutkalibrierung kaum einen Unterschied im Bild zur werksseitigen Einstellung sehen. Nicht immer muß ein vergrößertes Gamut also "schlecht" aussehen
   
   Da das CMS des Radiance so programmiert ist, daß die Kalibrierung der Graustufen / Gamma NICHT mit der Kalibrierung des Gamut interagiert, ist es egal, ob man das Gamut vor den Graustufen / Gamma kalibriert oder danach.
   
   
7. Nach Auswahl von "Interactive Gamut" führt man nochmal eine Messung von RGBCMYW durch, um die aktuellen Werte der Primaries (= RGB) und Secondaries (= CMY) anzuzeigen. Die weißen Kästchen im Gamut geben den idealen "Sollwert" für die Primaries und Secondaries vor. Nach der Kalibrierung des Gamut sollten also x und y von RGBCMY innerhalb des zugehörigen weißen Kästchens liegen. Dazu wählt man mit der Maus das gewünschte Primary / Secondary an und zieht dieses auf das weiße "Zielkästchen". Nach dem Loslassen der Maustaste beginnt CalMAN mit der automatischen Kalibrierung und versucht x und y des Primary / Secondary auf das Ideal zu positionieren. Auch hier wird von CalMAN mehrfach iteriert, bis der Sollwert erreicht wurde. Zur besseren Orientierung wird der jeweilige Ausschnitt vergrößert dargestellt, so daß man das Ergebnis besser überprüfen kann. Man sollte auch hier mehrere Wiederholungen durchführen, bis der gewünschte Sollwert möglichst genau getroffen wird.
   
   
8. Kommen wir zur Luminanz der Primaries / Secondaries. Diese wird im Fenster "Gamut Luminance" für RGBCMYW angezeigt. Wie bereits mehrfach hier im Forum erwähnt wurde ist es wichtig, auch die Luminanz nahezu ideal einzustellen. Auch das geht einfach vonstatten: man markiert den gewünschten Farbbalken im Luminanzfenster und zieht diesen Richtung Sollwert, i.d.R. also nach 0. Nach dem Loslassen der Maustaste beginnt CalMAN mit der automatischen Kalibrierung der Luminanz des ausgewählten Farbbalkens. Auch hier sind wieder mehrere Wiederholungen sinnvoll, bis der gewünschte Sollwert erreicht wird:
   
   
   
   An dieser Stelle sei noch erwähnt, daß das Gamut nach der Automatik manuell nachkalibriert wurde, um xy wie gewünscht zu positionieren. Das liegt vor allem daran, daß BLAU und MAGENTA bei diesem Plasma TV werksseitig innerhalb des Normdreiecks liegen. Daher kann man diese beiden Farben nicht exakt kalibrieren. Die aktuelle Kalibrierung stellt daher den besten Kompromiß dar.
   
   
9. Nach Auswahl von "Post-Cal Capture" im Gamut-Menü werden die aktuellen Werte (= xyY) nochmals vermessen. Das Ergebnis kann man dann mit den "Pre-Cal Capture"-Daten vergleichen:
   
   
   
   

Damit wäre die Kalibrierung beendet. Das Ergebnis der "automatischen" Graustufen-, Gamma- und Gamutkalibrierung kann sich durchaus sehen lassen, auch wenn nicht das letzte Quentchen Genauigkeit erreicht wird. Der Großteil der Leute dürfte aber mit dem Ergebnis sehr zufrieden sein. Wer noch mehr Perfektion wünscht, muß manuell nachkalibrieren. Ich handhabe das mittlerweile genauso: mit dem interaktiven Workflow nähere ich mich sehr schnell den Sollwerten an, der Feinschliff (insbesondere xy der Primaries / Secondaries) erfolgt dann durch nachgelagerte, manuelle Kalibrierung.

Was gibt es noch zu sagen ? Der interaktive Workflow ermöglicht es auch Laien, einen Beamer bzw. TV zu kalibrieren. Man muß dazu nur einmalig gewisse Grundparameter einstellen und dann per Maus die einzelnen Farbbalken auf das Soll ziehen. Mehr ist nicht zu tun, da CalMAN den Rest erledigt. Dennoch kommt man auch hier nicht ohne Grundkenntnisse der Kalibrierung aus, insbesondere wenn mal etwas nicht so funktioniert, wie gewünscht (durch "planloses" Hoch- und Runterziehen der Farbbalken an den falschen IRE-Stufen kann man relativ leicht Clipping / Banding erzeugen) oder z.B. das Gamut des zu kalibrierenden Gerätes kleiner ist, als das Normgamut. Dann hilft auch die "Automatik" nicht wirklich weiter.

Noch etwas zur aktuellen Version von CalMAN: diese befindet sich noch in einem sehr frühen Stadium und stürzt gerne mal ab. Man muß momentan genau wissen, wie man die V4 bedienen muß, da ansonsten z.B. der Radiance die Testpatterns nicht anzeigt. Einige Funktionen, leider auch auf oberster Menüebene, führen nach Anwahl zum Absturz der Software. Spectracal arbeitet mit Hochdruck an der Behebung der Fehler, aber da wird sicherlich noch einige Zeit vergehen, bis CalMAN die Stabilität der V3.7 erreicht hat. Wer dennoch bereits jetzt mit CalMAN V4 arbeiten möchte, sollte also viel Zeit und Geduld mitbringen, sonst ist Frust vorprogrammiert.

Bevor ich es vergesse: Voraussetzung für die soeben beschriebene interaktive Kalibrierung ist CalMAN Enthusiast oder Professional. Die standardmäßige CalMAN "Home Edition" unterstützt den interaktiven Workflow NICHT !

Außer dem Lumagen Radiance werden aktuell noch die folgenden externen Videoprozessoren / Geräte als CMS unterstützt:

- DVDO - Duo
- Runco DHD3
- AVF VideoEq
- AVF VideoEq with CMS
- Marshall - Monitors

Laut Spectracal ist es das Ziel, in Zukunft auch die CMS-Schittstellen anderer Hersteller zu unterstützen. Da die JVC-Beamer in den USA sehr beliebt sind könnte es also durchaus sein, daß CalMAN in Zukunft auch deren CMS-Schnittstelle ansprechen kann.

Ich hoffe, daß ich mit meinem Bericht die ein oder andere Frage bezüglich der Kalibrierautomatik von CalMAN beantworten konnte. Falls noch Fragen offen geblieben sind: einfach hier im Thread posten. Ich versuche dann, diese zu beantworten.

Falls hier jemand mit CalMAN arbeitet und einen (englischen) Guide dafür benötigt, dem kann ich den folgenden Link nahelegen: > Klick ! <

Ab Seite 24 sieht man sehr schön die Zusammenhänge im Gamut anhand einiger Grafiken.