Workshop: monitor kalibratie in hardware

33 reacties
Inhoudsopgave
  1. 1. Inleiding
  2. 2. Kalibratie
  3. 3. Eizo voordelen
  4. 4. Aan de slag: kleurruimte
  5. 5. Helderheid
  6. 6. Gamma
  7. 7. Hardware kalibratie
  8. 8. Validatie
  9. 9. Zelfkalibratie
  10. 10. Conclusie
  11. 11. Besproken producten
  12. 12. Reacties

Inleiding

Wil je alles uit je beeldscherm halen, dan is het zeer aan te raden je scherm te (laten) kalibreren. Als kleurechtheid cruciaal is, is het verstandig een monitor te kiezen waarbij dit in hardware gedaan kan worden. Wat dat inhoudt, zetten we in dit artikel uiteen.


Kalibratie van een beeldscherm zorgt er, simpel gezegd, voor dat de weergegeven kleuren ‘echte’ kleuren zoveel mogelijk benaderen. Wat ‘echt’ is, wordt bepaald door de gebruikte standaard. Die is doorgaans afkomstig van de internationale commissie voor verlichting, beter bekend als de CIE. Deze onafhankelijke organisatie houdt zich bezig met wereldwijde samenwerking en informatie-uitwisseling op het gebied van licht en verlichting, kleuren, zicht en beeldtechnologie. Een van de standaarden die de organisatie beheert en regelmatig vernieuwt is die voor kleurweergave. De meest recente dateert alweer uit 2000; eerdere versies zagen het levenslicht in 1994 en 1976. Een bekende representatie is het CIE diagram, een soort afgeronde driehoek die alle kleuren die zichtbaar zijn voor het menselijk oog omvat.


De CIE 1931 kleurruimte

Binnen dat CIE diagram kunnen diverse kleurruimtes onderscheiden worden, die er een groter of kleiner deel van afdekken. Bekende voorbeelden zijn sRGB en AdobeRGB, maar er zijn er natuurlijk nog vele meer, zoals Rec.709 (vergelijkbaar met sRGB), Rec.2020, P3 en ga zo maar door. Diverse takken in de grafische industrie hebben eigen vereisten en daarmee samenhangende kleurruimtes.


De AdobeRGB kleurruimte afgetekend binnen het CIE diagram

Met bijvoorbeeld een colorimeter kan de kleur die een monitor weergeeft worden vergeleken met de in de CIE-standaard gedefinieerde waardes. Daarbij wordt bijvoorbeeld gekeken naar de kleurmenging (verhouding van rood, groen en blauw), verzadiging, gamma en luminantie. Hoe meer deelaspecten gemeten worden, des te nauwkeuriger kan worden aangegeven in welke mate de weergegeven kleur overeenkomt met of juist afwijkt van wat het zou moeten zijn volgens de CIE-standaard. Het geconstateerde verschil, oftewel de Delta, wordt uitgedrukt met een getal. Hoe lager dat getal is, des te dichter benadert de weergegeven kleur de gewenste. Een vuistregel is dat een afwijking lager dan 3 niet zichtbaar is met het menselijk oog, al gelden voor verschillende toepassingen verschillende normen.

Kalibratie

Koop je een standaard consumentenmonitor, dan zal je vaak zien dat deze bij benadering aardig is ingeregeld, maar dat zowel individuele kleuren als het gemiddelde toch meer kunnen afwijken dan de genoemde drempelwaarde. In dat geval kan kalibratie ervoor zorgen dat je een betere kleurweergave verkrijgt. Een klein aantal fabrikanten, waaronder Eizo, verkoopt beeldschermen die al in de fabriek nauwkeurig zijn afgesteld, met een beduidend beter plaatje direct uit de doos. Toch is ook daar uiteindelijk kalibratie nodig: de weergave van beeldschermen verandert na verloop van tijd. Dat gaat geleidelijk, maar vroeg of laat is het een goed idee de kleuren weer eens tegen het licht te houden. Voor professionele doeleinden dient dat zelfs met grote regelmaat te gebeuren.

Kalibratie kan kortweg op twee manieren: softwarematig en  hardwarematig. Voor veruit de meeste monitoren geldt dat je je alleen van de eerste methode kunt bedienen. Luxere en met name professionele monitoren hebben de mogelijkheid om een kalibratieprofiel in de monitor zelf op te slaan. Daarover verderop in dit artikel meer.


Een X-rite i1 Display Pro colorimeter

Ga je  softwarematig kalibreren, dan pas je feitelijk het uitgangssignaal van de videokaart zo aan, dat met jouw monitor een goed afgestemd beeld wordt weergegeven. Daartoe heb je een kleurprofiel nodig, wat je kunt maken met geschikte software en uiteraard een colorimeter of een spectrofotometer. Die zijn er beide in allerlei prijsklassen, maar voor de meeste toepassingen volstaat een colorimeter van een paar honderd euro prima.

De werking is verder vrij eenvoudig: plaats de colorimeter voor het scherm, geef een aantal voorgedefinieerde kleurvlakken en grijsvlakken weer, laat de software analyseren hoe de aansturing moet worden bijgestuurd (met een set curves voor rood, groen en blauw) om het gewenste resultaat te krijgen en dat wordt verwerkt in een profiel. Laad het profiel in het besturingssysteem en/of je beeldbewerkingssoftware en dat is het.

Hardware kalibratie doet in grote lijnen hetzelfde, alleen wordt niet alleen het uitgangssignaal van de videokaart aangepast, maar ook de wijze waarop de monitor dat signaal weergeeft. Het profiel dat hiervoor moet worden aangemaakt wordt niet alleen opgeslagen in het besturingssysteem, maar ook in de monitor zelf. Dat gaat met behulp van een zogenaamde Look-Up-Table (LUT), waarin kleuren met een grote mate van precisie (10, 12, 14 of zelfs 16 bits per kleur) kunnen worden gedefinieerd. Dat heeft als voordeel ten opzichte van softwarekalibratie dat, zeker bij weergave van beelden met veel kleurdiepte en grotere kleurruimtes zoals AdobeRGB, minder of geen banding optreedt: zichtbare overgangen tussen kleuren in plaats van een naadloze gradiënt.

Eizo voordelen

Er is een handvol leveranciers van monitoren met de mogelijkheid in hardware te kalibreren. Naast NEC en Dell is Eizo ongetwijfeld de bekendste. Deze fabrikant richt zich sinds jaar en dag op de professionele gebruiker en biedt dan ook een zeer groot aanbod aan beeldschermen die niet alleen in de fabriek al zijn afgesteld voor een zeer hoge mate van nauwkeurigheid, maar ook uitgebreide mogelijkheden bieden voor hardware kalibratie.

Eizo EV2450 Black
De Eizo EV2540 is een voorbeeld van een al in de fabriek zeer goed afgesteld beeldscherm.

In de eerste plaats is hiervoor een zogenaamde aanpasbare Look Up Table in het beeldscherm vereist, op basis waarvan kleuren zoals gedefinieerd in een kleurprofiel kunnen worden geproduceerd. Een Look Up Table biedt bij voorkeur een zo nauwkeurig mogelijke weergave en daarmee een veel groter palet dan de monitor uiteindelijk zal weergeven. Waar voor RGB 8 of hooguit 10-bits kleurweergave gangbaar is, kan een LUT tot wel 16-bits per kanaal beschikbaar hebben om exact de juiste kleuren te produceren. Voor video (film) bewerking kan een 3D LUT nuttig zijn, waarbij kleurwaarden in sets in plaats van afzonderlijk worden omgezet. Voor 2D (foto) bewerking is een standaard LUT afdoende.

De mogelijkheden gaan echter verder dan de beschikbaarheid van een LUT in de monitor. Een functie die ‘Digital Uniformity Equalizer’ heet, zorgt ervoor dat Eizo ColorEdge monitoren een zeer gelijkmatige verlichting van de pixels hebben, waardoor er bij de CG en CX modellen nooit grotere verschillen dan een Delta van 3 zijn over het hele werkoppervlak. Hiertoe lezen sensoren achter het paneel de uniformiteit uit en passen deze aan door helderheid en witpunt af te stellen. Hiervoor zijn meerdere meetpunten aanwezig. DUE werkt wel alleen tot een bepaalde helderheid; daarboven is het niet mogelijk om een uniforme verlichting te garanderen, wat logisch is. Ook bij andere merken hebben we gezien dat een uniforme verlichting automatisch betekent dat de algehele helderheid wat lager ligt – in de praktijk nog altijd meer dan hoog genoeg.


Met een ingebouwde sensor kan dit scherm van Eizo zichzelf kalibreren

Eizo heeft bovendien een serie monitors met ingebouwde sensoren, zowel een met een ‘self-correction sensor’ als een met een ‘self-calibration’ sensor. Het verschil is dat de eerste alleen in staat is om een vooraf gedefinieerd kleurprofiel te onderhouden, terwijl de tweede ook daadwerkelijk geschikt is om een of meer kalibratieprofielen te definiëren en op te slaan in het beeldscherm. Deze sensors zijn verwerkt in de rand van het scherm en komen na het oproepen ervan tevoorschijn onderin of bovenin het scherm.

De sensoren werken samen met Eizo’s Color Navigator software, maar ook met diverse pakketten van derden, zoals het door Hardware.Info gebruikte CalMAN van SpectraCAL. Met ColorNavigator 6 kan je niet alleen het scherm correct inregelen, maar bijvoorbeeld ook het papier waarop je eindproduct zal worden afgedrukt analyseren – de software past dan automatisch de doelwaardes voor helderheid en witbalans aan.

Voor grotere studio’s biedt Eizo daarnaast de ColorNavigator NX en Network software. De eerste is client software die samenwerkt met de tweede, het beheerpakket. Hiermee kan je op afstand kalibratie automatiseren, beeldschermen beheren (bijvoorbeeld om te voorkomen dat instellingen per ongeluk worden gewijzigd) en kleurprofielen en –instellingen uitwisselen tussen beeldschermen. ColorNavigator Network is een cloud-dienst en hierdoor volledig plaats- en tijdsonafhankelijk te gebruiken.

Eizo ColorEdge CG277
Eizo ColorEdge CG277

Voor dit artikel hadden we de gelegenheid om eens nader een ColorEdge CG277 te bekijken, zodat we kunnen laten zien hoe het kalibreren van zo’n professioneel scherm in de praktijk werkt. Dit is een 27” 16:9 beeldscherm met 2560x1440 pixels. Het is interessant om te weten dat de beeldverhouding van invloed is op de kalibratie: dezelfde instellingen zorgen bij een 16:9 scherm voor een andere ervaring dan bij 4:3 of 21:9. Hiervoor moet dus gecompenseerd worden; een optie daarvoor is aanwezig in de Color Navigator software van Eizo. 

Aan de slag: kleurruimte

Voor de   hardware kalibratie van een Eizo ColorEdge scherm is zoals gezegd de Color Navigator van Eizo vereist. Het kan ook met bepaalde pakketten van derden, maar Eizo stelt Color Navigator al beschikbaar, dus een extra investering is niet nodig. Deze software werkt alleen met beeldschermen van het merk, wat te verwachten is. Wel kan je meerdere soorten kalibratiesensoren gebruiken, zoals die van X-Rite. Wij gebruiken voor onze beeldschermtests een i1 Display Pro van dat merk (SpectraCal verkoopt hetzelfde product onder een eigen naam, de c6). Na installatie van Color Navigator detecteert de software automatisch onze colorimeter.


Afbeelding 1


Afbeelding 2

Color Navigator biedt standaard drie profielen om toe te passen op een monitor (afbeelding 1). Als een daarvan geschikt is voor je doeleinden, kan je direct aan de slag. Anders is het uiteraard beter om een eigen profiel met de gewenste eigenschappen in te stellen. Daarvoor klik je op Create a new target. Vervolgens krijg je de keuze om een eigen kleurruimte te selecteren, of om de kleurruimte van het scherm te spiegelen aan dat van een andere monitor (afbeelding 2). In dat laatste geval voert de software een meting uit op het betreffende scherm en past die vervolgens toe op de Eizo monitor. Dit kan handig zijn als je gebruik maakt(e) van een secundair, niet-Eizo beeldscherm.


Afbeelding 3

Voor dit artikel kiezen we echter voor Enter manually, de optie waarmee je handmatig een profiel kunt definiëren. We selecteren het ‘native gamut’ ofwel de kleurinstellingen waartoe de monitor zelf maximaal in staat is (afbeelding 3) (in afbeelding 4 zie je dat ook een groot aantal andere kleurruimtes is voorgeprogrammeerd). Dit heeft als voordeel dat je de volledige capaciteit qua kleurbereik van het beeldscherm benut; we kalibreren de gammawaardes, het witpunt en de helderheid van de kleuren voor een accurate weergave. Het kleurbereik en de voor correcte weergave vereiste aanpassingen worden opgenomen in een ICC-profiel. Software die dit ondersteunt (waaronder Windows sinds versie 7) kan dan de juiste waardes uit laten sturen door de videokaart.


Afbeelding 4

Helderheid

De volgende stap in het kalibratieproces met Color Navigator is het instellen van de helderheid (afbeeldingen 5-7) . In onze reviews kijken we doorgaans alleen naar maximale en minimale helderheid van een monitor, maar voor normaal gebruik in een standaard verlichte ruimte is een helderheid van 100 candela per vierkante meter (cd/m²) ruim voldoende. Eizo raadt voor zijn ColorEdge monitoren 80 tot 120 cd/m² aan. Hoger is uiteraard mogelijk, maar boven de 120 cd/m² garandeert Eizo niet meer  het aantal branduren die het onder die helderheid wél garandeert. Dat aantal branduren varieert per model. Voor de CG277 is dat 10.000 branduren (zie aantekening onderaan). Ook is kleurkalibratie minder goed mogelijk bij een te hoge helderheid. Onze eerdere ervaringen bevestigen dit overigens: goed gekalibreerde monitoren leveren iets in op maximale helderheid (en daarmee ook vaak op maximaal contrast) ten faveure van (veel) betere kleurwaardes en gamma-instellingen. In deze stap selecteren we ook de kleurtemperatuur van het witpunt; we kiezen 6500 Kelvin, ook wel aangeduid als D65. Dit is, althans in Europa en Amerika, veruit de meest gebruikte kleurtemperatuur, die niet geheel toevallig overeenkomt met neutraal daglicht. In Azië wordt de voorkeur gegeven aan D55, oftewel 5500K.


Afbeelding 5


Afbeelding 6


Afbeelding 7

In de volgende stap kunnen we de helderheid van zwart instellen (afbeelding 8-9). Hiermee kan je het contrast aanpassen. Wellicht denk je ‘hoe hoger hoe beter’, maar voor bepaalde doeleinden, zoals drukwerk voor kranten, is een minder hoog contrast nuttig omdat het eindresultaat inherent tot een lager contrast in staat is. Een alternatieve methode is via color proofing de zwartweergave van het document aan te passen, wat als voordeel biedt dat de rest van de werkomgeving nog wel een hoog contrast heeft. Dat is prettiger in het dagelijkse gebruik. Hoe dan ook, de helderheid van zwart is met Color Navigator instelbaar van minimum tot 3,5 cd/m². Daarmee is het contrast instelbaar van 28,6:1 tot ongeveer 650:1 bij een helderheid van 100 cd/m². Met de donkerste zwartwaarde heeft de CG277 volgens de kalibratiesoftware een contrast na kalibratie van 689:1.


Afbeelding 8


Afbeelding 9

Gamma

Wanneer het contrast eenmaal is ingeregeld, is de gammawaarde de volgende stap (afbeelding 10-12). Dit kan op basis van een gamma van bijvoorbeeld 1.8 of 2.2 als je in een RGB of CMYK kleurruimte werkt; je kunt ook kiezen voor L* (lightness) aanpassing, wat handig kan zijn als je werkt in een L*a*b kleurruimte. Deze kan je beter vermijden wanneer je voornamelijk in RGB werkt. Verder kan je hier kiezen om prioriteit te geven aan exacte kleurweergave in grijstinten (Gray balance), aan een zo hoog mogelijk contrast (Contrast) waarbij mogelijk kleurverschuivingen kunnen optreden, of voor een balans tussen die twee (Standard). Die laatste optie ligt het meest voor de hand en wordt ook door Eizo geadviseerd.


Afbeelding 10


Afbeelding 11


Afbeelding 12

Ten slotte kan je je nieuwe profiel van een naam voorzien (afbeelding 13-15). Het is niet nodig hier de naam van het beeldscherm op te nemen, want dat wordt automatisch toegevoegd. Het is handig om hier bijvoorbeeld wel de gebruikte instellingen herkenbaar op te nemen. Zeker wanneer je meerdere profielen hebt gemaakt en hiertussen wisselt (wat zeker denkbaar is voor veel toepassingen) helpt dat om snel de juiste te selecteren.


Afbeelding 13


Afbeelding 14


Afbeelding 15

Hardware kalibratie

Wanneer het ICC-profiel eenmaal is gemaakt, moet het niet alleen in het besturingssysteem en/of je bewerkingspakket geïnstalleerd worden, maar kan je het met de juiste Eizo monitor ook in je beeldscherm opslaan. De monitor kan vervolgens voor dat profiel gekalibreerd worden. Daar is een kalibratiesensor voor nodig en de meest luxe modellen hebben die ingebouwd, zoals ook de CG277 die we voor dit artikel gebruikten (afbeelding 16).


Afbeelding 16

Voordat je de kalibratie start moet je er rekening mee houden dat invallend omgevingslicht de kalibratie kan beïnvloeden. De software waarschuwt daar ook voor (afbeelding 17). Buitenlicht is met name funest. De verlichting in de ruimte kan wel aanblijven, maar moet niet wijzigen tijdens de meting. Dit is ook de reden dat veel professionele monitoren, waaronder die van Eizo, voorzien zijn van een lichtkap. Voor normaal gebruik maakt het weinig uit, maar wanneer de kleuren echt 100% moeten kloppen, is het cruciaal dat omgevingslicht de weergave van het scherm niet beïnvloedt.


Afbeelding 17

De kalibratie gaat verder automatisch: Color Navigator levert via USB het profiel aan de monitor aan, dat met behulp van de ingebouwde sensor en een reeks kleurvlakken de gewenste aanpassingen doet. Hiervoor wordt de ingebouwde LUT geconsulteerd, waarmee de uiteindelijke kleuren worden ingesteld. Na afsluiting van de kalibratie kan je de resultaten controleren (afbeelding 18).


Afbeelding 18

 

Validatie

Ook kan je nog een validatie uitvoeren op basis van de kalibratie (afbeelding 19-24). Deze resulteert in deltaE-waardes die aangeven in welke mate de praktijk afwijkt van de waardes die zijn opgenomen in het eerder gemaakte ICC-profiel. Dit zijn dus andere deltaE-waardes dan die voortkomen uit een meting waarbij wordt vergeleken met bijvoorbeeld de Adobe RGB of sRGB kleurruimte: de monitor maakt immers gebruik van het eigen native kleurbereik.


Afbeelding 19


Afbeelding 20


Afbeelding 21


Afbeelding 22


Afbeelding 23


Afbeelding 24

Zelfkalibratie

Op basis van het ICC-profiel kan je zelfkalibratie configureren (afbeeldingen 25-27), inplannen en opslaan in de monitor. Hiermee kan de monitor zichzelf met de ingebouwde sensor bijstellen, ook zonder dat de computer aan staat. Dit kan ook met ingebouwde profielen voor bijvoorbeeld Adobe RGB of sRGB. Uiteraard warmt de monitor eerst op voordat de kalibratie wordt uitgevoerd: pas dan is de weergave (kleurtemperatuur en helderheid) constant. Eizo raadt aan om beeldschermen iedere 200 uur opnieuw hardwarematig te kalibreren, en eens per jaar een nieuw ICC-profiel te maken.


Afbeelding 25


Afbeelding 26


Afbeelding 27

Na kalibratie is het in Color Navigator 6 aangemaakte profiel actief; in het kleurbeheer van Windows moet het juiste ICC-profiel geactiveerd zijn (afbeelding 28-29). Omdat de profielen in de monitor bewaard worden, zijn deze ook na opnieuw installeren van de software nog aanwezig, wat natuurlijk handig is.


Afbeelding 28


Afbeelding 29

Conclusie

Hopelijk heb je met dit artikel wat meer een idee gekregen van wat er komt kijken bij hardwarematige kalibratie van een beeldscherm, een onderwerp dat we wel eens aanhalen in reviews, maar waar we nog niet eerder dieper op zijn ingegaan. Het moge duidelijk zijn dat een beeldscherm met deze mogelijkheid duurder is dan een standaard consumentenmonitor. Voor zakelijke toepassingen is de meerprijs zonder meer te rechtvaardigen door de hogere mate van nauwkeurigheid; voor grotere omgevingen geldt dat allicht ook voor extra luxe functies zoals ingebouwde sensoren en beheer op afstand. Veeleisende thuisgebruikers kunnen toe met een wat eenvoudiger model, maar ook voor hen is hardwarematige kalibratie zeker een interessante optie.


Besproken product

Vergelijk  

Product

Prijs

Eizo ColorEdge CG277

Eizo ColorEdge CG277

  • 27 inch
  • 2560x1440
  • 109 ppi
  • IPS / PLS / AHVA
  • 60 Hz
  • HDMI
  • DisplayPort
  • AdobeRGB
  • 6 ms
  • 300 cd/m²
  • 1000 : 1

€ 1.630,99

15 winkels
0
*