História a vývoj zobrazovacích zariadení (4)

Keď sa povie profesionalný grafický monitor, všetci si pravdepodobne predstavíte EIZO alebo NEC. A máte, samozrejme, pravdu. Tieto dve japonské spoločnosti svojimi LCD monitormi atakujú oblasť profesionálneho spracovania fotografie, tlačovej prípravy a videoprodukcie. Medzi špičkové monitory pre profesionálne využitie patria hlavne modelový rad ColorGraphic (CG) od výrobcu EIZO Nanao a modelový rad SpectraView Reference od výrobcu NEC.

LCD monitory – kalibrácia a kalibračný softvér

Tieto referenčné profesionálne LCD monitory s IPS displejom a LED systémom podsvietenia v súčasnosti predstavujú to najlepšie z vývoja a výroby počítačových monitorov. Monitory vynikajú predovšetkým širokým rozsahom zobrazovania farieb (gamutom), výnimočnou stabilitou a veľmi presným nastavením základných obrazových parametrov (jas, gama, teplota bieleho bodu).

Súčasné portfólio monitorov výrobcov EIZO a NEC, tvorí viacero wide-gamutových modelov (aj s rozlíšením 4K) vo veľkostiach uhlopriečky 24“, 27“ až 32“, pri ktorých sa predpokladá využitie hlavne v predtlačovej príprave, pri spracovaní fotografií, strihu videa a všade tam, kde sa riešia kritické úlohy s farebným obrazom v digitálnej podobe.

„Pre kvalitnú prácu s fotografiami a videom, mali by ste mať kalibrovaný monitor, na ktorom digitálne dáta upravujete. Ak váš monitor nesprávne reprodukuje odtiene a farby, potom všetok čas strávený na editácii obrázkov a následne ich ďalšom spracovaní, by mohol byť v skutočnosti kontraproduktívny.“

V nasledujúcom príspevku sa pokúsime všeobecne vysvetliť, čo je vlastne kalibrácia monitora a ozrejmíme základné spôsoby kalibrácie.

Čo je to kalibrácia monitora a prečo je vlastne tak dôležitá?

Kalibráciou monitora rozumieme nastavenie jeho obrazových parametrov tak, aby výsledná reprodukcia obrazu bola zhodná s určitým „vzorom“, ktorému sa tiež niekedy hovorí „cieľ kalibrácie“ (“Calibration Target“). Hodnoty obrazových parametrov, ktoré smerujú k cieľu kalibrácie, potom nazývame „cieľové hodnoty“ kalibrácie.

Najčastejšími obrazovými parametrami, ktoré sa pri kalibrácii nastavujú, sú: jas, farebná teplota bieleho bodu a gradácia obrazu. V prípade profesionálnych monitorov je navyše možnosť nastavovať aj ďalšie obrazové parametre, ako napr. farebný rozsah (gamut), statický kontrastný pomer, farebná teplota čierneho bodu, sýtosť a farebný posun základných a doplnkových farebných zložiek RGB-CMY, atď.

Pre pochopenie úlohy kalibrácie je teda potrebné hlavne pochopiť, že kalibráciu monitora nie je možné prevádzať bez znalosti jej cieľa – teda „vzoru“, s ktorým sa má reprodukcia obrazu na skalibrovanom monitore zhodovať. Až po ujasnení cieľa kalibrácie, je možné správne zvoliť cieľové hodnoty obrazových parametrov kalibrácie a prikročiť k vlastnej kalibrácii monitora.

Kalibrácia monitora

Vlastnú kalibráciu monitora – teda vhodného nastavenia jeho cieľových obrazových parametrov je možné realizovať buď ručne v OSD-menu monitora (ak to OSD-menu monitora umožňuje), alebo pomocou kalibračného softvéru a kalibračnej sondy, ktorá v tomto prípade slúži ku kontrolnému meraniu požadovaných cieľových obrazových parametrov monitora.

Čo je profilácia monitora, profil monitora a aké aplikácie monitora sa využívajú pre správnu interpretáciu obrazových dát na monitore?

Popri kalibrácii je potrebné vygenerovať (alebo získať od výrobcu) tzv. farebný ICC-profil monitora a nastaviť ho ako „výstupný“ profil monitora v systéme CMS (Color Management System) operačného systému (Windows, Mac OS X, atď.). Farebný ICC profil monitora obsahuje okrem iného hlavne informácie o farebnom rozsahu monitora, jeho prenosovej charakteristike (gradácii obrazu) a iluminante (nastavenom bielom bode).

Farebný profil monitora vygeneruje automaticky spravidla kalibračný softvér a to na základe zmerania tzv. kalibračných obrazcov pomocou meracej kalibračnej sondy. Kalibračný softvér tiež automaticky nastaví farebný profil monitora ako predvolený v správe farieb operačného systému, takže fotografické alebo internetové prehľadače, ktoré podporujú prácu s farebnými ICC profilmi prehliadača / prehliadačov, si ich následne pri svojom prvom spustení môžu načítať a akékoľvek RGB dáta fotografických formátov (JPEG, TIFF, DGN, RAW, atď.) potom na monitore tiež korektne zobraziť.

Procesu generovania profilu sa tiež niekedy hovorí „profilácia“ monitora. V súčasnej literatúre sa oba pojmy – „kalibrácia“, a „profilácia“ monitora zlučujú a „kalibráciou monitora“ sa spravidla rozumie nielen jeho vlastná „kalibrácia“ a teda nastavenie cieľových obrazových parametrov, ale tak isto súčasne jeho profilácia, teda vygenerovanie či získanie vlastného farebného ICC profilu monitora a jeho nastavenie ako základné (“default”) v správe farieb operačného systému.

Monitory s podporou hardvérovej kalibrácie

Hardvérová kalibrácia znamená, že nastavenie cieľových hodnôt obrazových parametrov monitora je dosiahnuté nezávisle na grafickej karte, ktorá generuje obrazový videosignál do monitora.

Výhody hardvérovej kalibrácie

Veľkou výhodou HW kalibrácie hlavne pri kvalitných grafických monitoroch je to, že výpočet gradácie obrazu spravidla prebieha s ďaleko vyššou presnosťou na internej úrovni obrazových procesorov príslušného grafického monitora a nie s nízkou presnosťou na úrovní LUT-tabuliek pripojenej grafickej karty ako pri SW kalibrácii. Preto sa v profesionálnej praxi používa zásadne HW typ kalibrácie zobrazovačov.

Poznámka: Výsledok oboch typov kalibácie – hardvérovej alebo softvérovej sa zdá na prvý pohľad kalibrácie. Obidva monitory budú mať rovnaké hodnoty jasu a bieleho bodu a budú vykazovať rovnakú gradáciu obrazu. Pri softvérovej kalibrácii ale bude znížený max. možný počet farebných odtieňov, ktoré by inak bola schopná generovať grafická karta a naviac vďaka len 8-bitovým registrom LUT-tabuľky na grafickej karte bude dochádzať ku „zlievaniu“ blízkych farebných odtieňov.

V profesionálnej praxi sa zásadne používa hardvérový typ kalibrácie monitora, keď napr. pre výpočet gradácie monitora je možné využívať až 16-bitové LUT-tabuľky, a tak nedochádza ku zlievaniu blízkych farebných odtieňov. Navyše je pri hardvérovej kalibrácii monitora zachovaný maximálny počet farebných odtieňov, ktorý je príslušná grafická karta schopná generovať.

Kalibračný softvér – Proces kalibrácie

Pred vlastným kalibračným procesom je potrebné definovať hodnoty bieleho bodu, jasu a hodnotu gama. Tieto hodnoty budú následne aplikované v samotnom procese kalibrácie a pri tvorbe vlastného ICC profilu monitora. Pre precíznu a prehľadnejšiu prácu sa používa kalibračný softvér EIZO ColorNavigator pre EIZO profesionálne monitory a NEC SpectraView Profiler pre profesionálne monitory NEC.

Uvedené kalibračné programy sú určené len pre uvedené modely monitorov a majú svoje špecifiká a rozšírené možnosti od štandardných kalibračných softvérov. Podporujú pripojenie viacero značiek meracích colorometrických sond, ale aj spectrofotometrov. Merací prístroj (pre meranie svetla) zohráva dôležitú úlohu v procese kalibrácie. Prakticky každý merací prístroj musí byť výrobcom odladený a nastavený na meranie konkrétnych prípadov (určité typy svetla za dodržania určitej metodiky). V opačnom prípade dáva viac, či menej skreslené až nezmyselné hodnoty.

Automatický kalibračný (rekalibračný) systém

Pri monitoroch NEC je zatiaľ praktizovaná konvenčná metóda a spôsob merania, pri ktorom sa meracia sonda zavesí na monitor. Táto metóda dáva možnosť vo výbere sondy.

EIZO vo svojich profesionálnych modeloch ColorGraphic (CG) grafických monitorov aplikuje ako jediný na svete automatickú kalibráciu systémom vstavaného meracieho zariadenia. Merací systém a monitor tvoria originálny pár, ktorý je zladený (spárovaný) už vo výrobe. Táto vzájomná originalita úplne vylučuje chyby, ktoré bežne vznikajú v procese kalibrácie monitorov, keď sa pre meranie, kalibráciu a validáciu používajú ručné meracie prístroje rôzných značiek.

Meracie zariadenie (senzor) je umiestnené v hornej časti rámu monitora a vopred v naprogramovanom čase (resp. pri manuálnom režime) sa vysunie a začne automatický proces kalibrácie. Proces internej autokalibrácie je úplne nezávislý na prítomnosti obsluhy počítača a jeho operačného systému.

Kalibrácia tak môže prebehnúť s akýmkoľvek operačným systémom, aj keď ho bežný kalibračný softvér nepodporuje. Na druhú stranu ale kalibrácia môže prebiehať aj s podporou programu ColorNavigator. Automatická rekalibrácia výrazne prispieva k vyššej bezpečnosti zobrazovaných dát, pretože automaticky zaisťuje proces prevádzania pravidelných kontrol.

Pripravil: František Martančík