Nastavení a měření filmové a digitální projekce

Nastavení a měření filmové a digitální projekce Zpracoval a upravil prof. Mgr. Jiří Myslík Filmová a televizní fakulta Akademie múzických umění v Praze

pracovní verze

V Praze 5.8. 2013

Nastavení a měření filmové projekce

1. Jas projekčního plátna V centru obrazu je stanoven jas v bílé bez založeného filmového pásu v projektoru na hodnotu L = 16 fL ± 2 fL (55 cd /m2 ±7 cd/m2). V krajích obrazu (5% od každého okraje) nesmí být jas menší než 75% a větší než 90% hodnoty v centru plátna. Rozložení jasu musí být symetrické od geometrického středu projekční plochy. Žádné místo obrazu nesmí vykazovat hodnotu nižší než 10 fL (34 cd/m2). 2. Teplota chromatičnosti v bílé Tch = 5400K Reference:

tolerance: +600K –200K

ANSI/SMPTE 196M-2003 Screen Luminance and Viewing Conditions for Indoor Theater Projection

Nastavení a měření digitální projekce Sestaveno a upraveno podle článku Color Processing for Digital Cinema 4: Measurements and Tolerances, autor Thomas O. Maier, publikováno v SMPTE Motion Imaging Journal, November/December 2007

1. Místa měření uvnitř prostoru kontrolní projekce a kinosálu Měření se provádí ve výšce přibližně 1,1m nad úrovní podlahy a ve vzdálenosti 1,5 až 3,5 násobku výšky plátna. To je obvyklé místo operátoru barevných korekcí. V kinosále je doporučeno provést měření na 6ti místech: a/ tři měření v řadě uprostřed hlediště – střední sedadlo a obě krajní sedadla b/ tři měření v poslední řadě hlediště - střední sedadlo a obě krajní sedadla

obr. 1 Místa měření v kinosálu

2. Měření jasu plátna při zhasnutém sálu a vypnutém projektoru Měření se provádí v podmínkách zhasnutého osvětlení projekčního prostoru s bezpečnostním osvětlením (schody, východy …). Místa postavení měřicího přístroje jsou jako v bodě 1. Hodnoty jasu projekční plochy naměřené v referenční projekci mají být menší než 0.01 cd/m2 (0,0029 fL). Hodnoty jasu projekční plochy naměřené v kinosálu mají být menší než 0,03 cd/m2 (0,01 fL). 3. Měření jasu bílé na projekční ploše Používají se dva způsoby měření jasu bílé. Absolutní hodnota se zjistí v centru obrazu. Rovnoměrnost rozložení jasu se zjistí porovnáním hodnot jasu ve středu a na stranách obrazu (pro kontrolní projekci a kino) nebo v rozích (pro kontrolní projekci). Rohová místa měření jsou určena ve vzdálenosti 5% ±1% šířky obrazu od krajů, boční body leží vlevo a vpravo od středu ve stejné vzdálenosti od kraje obrazu jako rohové body (viz obr.2).

5% šířky obrazu

5% šířky obrazu

obr. 2 Místa na projekční ploše pro měření jasu bílé Vstupní úrovně bílé (v barevné hloubce 12bit) s korekcí 2,6 gamma XYZ jsou XÝ´Z´ [3794 3960 3890]. Požadované hodnoty jasů s tolerancemi pro kontrolní projekci a kino jsou v tabulce 1. Parametr

Referenční hodnota

48.0 cd/m² (14.0 fL) 85% Jas hodnoty jasu strany středu 85% Jas hodnoty jasu rohy středu tab. 1 Hodnoty a tolerance jasu v bílé Jas, střed 100%

Kontrolní projekce tolerance

Kino tolerance

±3.5 cd/m² (±1.00 fL) 80% až 90% hodnoty jasu středu 80% až 90% hodnoty jasu středu

±10.2 cd/m² (± 3.00 fL) 75% až 90% hodnoty jasu středu není stanoveno

4. Měření chromatičnosti bílé Měření se provádí pouze ve středu obrazu se vstupními hodnotami XÝ´Z´ shodnými pro měření jasu. Referenční hodnoty a tolerance jsou uvedeny v tabulce 2. Parametr



Chromatičnost x = 0.314 ±0.002 x bílé, střed y = 0.351 ±0.002 y tab. 2 Hodnoty a tolerance chromatičnosti bílé ve středu obrazu

Kino tolerance ±0.006 x ±0.006 y

Následující tabulka 3 uvádí tolerance barvy bílé měřené v rozích obrazu Parametr



odchylka od odchylka od středu středu Chromatičnost ±0.008 x bílé, rohy ±0.000 x ±0.008 y ±0.000 y tab. 3 Tolerance chromatičnosti bílé měřené v rozích obrazu

Kino tolerance odchylka od středu ±0.015 x ±0.015 y

5. Měření jasu černé v promítaném obraze Černá v obraze je definována jasem měřeným na plátně v sále v režimu předvádění (se zapnutým bezpečnostním osvětlením). Na plátno se promítne černá se vstupními hodnotami XÝ´Z´ [16 16 16]. V následující tabulce 4 jsou maximální hodnoty jasu a tolerance v černé. Parametr



Kino tolerance

Promítaná černá

0.024 cd/m2

0.032 cd/m2

0.040 cd/m2

tab. 4 Maximální jas promítané černé

Nastavení projektoru DI (Digital Intermediate) v barevném prostoru P3 V následující tabulce 5 jsou hodnoty jasu a barvy bílé měřené na plátně při projekci v barevném prostoru P3 RGB gamma 2,6 Y = 15.276 ft. L. [ 52.37 cd/m2]

x = 0.314

y = 0.351

Pro bílou v barevné hloubce 12bit v prostoru P3 RGB gamma 2,6 jsou vstupní hodnoty úrovní RGB [4095 4095 4095]. Pro bílou v barevné hloubce 10bit v prostoru P3 RGB gamma 2,6 jsou vstupní hodnoty úrovní RGB [1023 1023 1023].

Pro hodnotu jasu v bílé 48 cd/m2 (14 fL) jsou vstupní úrovně RGB v prostoru P3 RGB gamma 2,6: pro barevnou hloubku 12bit: R=3960 G=3960 B=3960 pro barevnou hloubku 10bit: R=989 G=989 B=989 6. Měření sekvenčního kontrastu Sekvenční kontrast je definován jako poměr jasu bílé ku jasu v černé, které jsou promítnuty postupně na celou plochu obrazu. Tolerance pro kinoprojekci a referenční projekci jsou v tabulce 5. Parametr



Sekvenční 2000:1 1500:1 kontrast minimum minimum tab.5 Hodnoty sekvenčního kontrastu a tolerance

Kino tolerance 1200:1 minimum

7. Měření vnitřního (Intra-frame) kontrastu Vnitřní kontrast obrazu se měří na šachovnicové tabulce s 4x4 poli, které tvoří pravidelný vzor černých a bílých ploch (viz. obr.3). Vstupní hodnoty úrovní XÝ´Z´ pro bílou jsou [3794 3960 3890] a pro černou [16 16 16].

obr. 3 Test pro měření vnitřního kontrastu

Parametr



Intra-frame 150:1 100:1 kontrast minimum minimum tab.6 Hodnoty Intra-frame kontrastu a tolerance

Kino tolerance 100:1 minimum

8. Vizuální kontrola šedé stupnice Bylo prokázáno, že vizuální hodnocení reprodukce šedé stupnice je v mnoha případech lepší než jakékoliv měření. Oko je schopno v šedých tónech rozpoznat i jemné barevné odchylky. Pro vizuální hodnocení se používají dvě stupnice: od černé k bílé a od černé k tmavě šedé. Druhá stupnice slouží k přesnému vyhodnocení neutrality tmavých tónů, aby zraková adaptace nebyla ovlivněna vysokým jasem bílé. Stupnice černá - bílá se umístí na šedý podklad s jasem 4,8 cd/m2 (vstupní úrovně [1565 1633 1604]) a stupnice černá – tmavě šedá na šedý podklad s jasem 0.0064 cd/m2(vstupní úrovně [122 128 125]). Pozice testovacího obrazce by měla být vystředěna a zaujímat 20% výšky a 80% šířky obrazu. Každé políčko by mělo mít velikost strany 8% šířky obrazu. Na obr. 4,5 jsou příklady testovacích tabulek.

obr.4 Šedá stupnice, černá – bílá

obr.5 Šedá stupnice, černá – tmavě šedá

Tabulky jsou mírně upravené z dokumentu SMPTE 431-2,“Reference Projector and Environment for Display of DCDM in Review Rooms and Theaters“. V následujících tabulkách 7 a 8 jsou hodnoty jasu vypočteny ze vstupní úrovně Y´. Měření se však provádí v konkrétní projekci, takže musíme přičíst k tabulkové hodnotě jas v černé na projekčním plátně, abychom získali relevantní jasové hodnoty. V dokumentu SMPTE 431-2 jsou v tabulkách připočítány hodnoty jasu promítané černé 0,02 cd/m2 k jasům vypočteným z úrovně Y´. Výstupní hodnoty kolorimetrických Výstupní Vstupní hodnoty úrovní souřadnic jas číslo pole (měřeno na plátně) X´ Y´ Z´ x y Y, cd/m2 1 379 396 389 0.314 0.351 0.12 2 759 792 778 0.314 0.351 0.73 3 1138 1188 1167 0.314 0.351 2.10 4 1518 1584 1556 0.314 0.351 4.43 5 1897 1980 1945 0.314 0.351 7.92 6 2276 2376 2334 0.314 0.351 12.72 7 2656 2772 2723 0.314 0.351 18.99 8 3035 3168 3112 0.314 0.351 26.87 9 3415 3564 3501 0.314 0.351 36.50 10 3794 3960 3890 0.314 0.351 48 tab.7 Hodnoty pro šedou tabulku černá - bílá

Výstupní hodnoty kolorimetrických Vstupní hodnoty úrovní souřadnic číslo pole (měřeno na plátně) X´ Y´ Z´ x y 1 122 128 125 0.314 0.351 2 245 255 251 0.314 0.351 3 367 383 376 0.314 0.351 4 490 511 502 0.314 0.351 5 612 639 627 0.314 0.351 6 734 766 753 0.314 0.351 7 857 894 878 0.314 0.351 8 979 1022 1004 0.314 0.351 9 1101 1150 1129 0.314 0.351 10 1224 1277 1255 0.314 0.351 tab.8 Hodnoty pro šedou tabulku černá – tmavě šedá

Výstupní jas Y, cd/m2 0.006 0.038 0.111 0.234 0.418 0.670 1.002 1.418 1.928 2.531

9. Kontrola exponentu přenosové funkce – gamma korekce Exponent přenosové funkce (gamma korekce) je důležitý pro správný kontrast promítaného obrazu. Proto je nutné, aby byla dodržena jeho předepsaná hodnota. Výpočet hodnoty exponentu - gamma korekce (stanovená hodnota je 2,6): ´

52,37 ∗

výchozí rovnice:

,

kde Y je výstupní jas na plátně v jednotách cd/m2 a Y´ vstupní hodnota úrovně (viz tab. 7 a 8). po úpravě:

log

52,37

2,6 ∗

´

výpočet exponentu (stanovená hodnota e = 2,6) :

1,719 ´ 4095

Pozor: Z naměřené hodnoty jasu Y je nutné pro výpočet exponentu odečíst jas promítané černé 0,02 cd/m2 V tabulce 9 jsou uvedeny tolerance pro hodnotu exponentu přenosové funkce: Parametr

Nominální hodnota (referenční projektor)


±2% 2,548 až 2,652 tab. 9 hodnoty a tolerance exponentu přenosové funkce exponent

2,6

Kino tolerance ±5% 2,47 až 2,73

10. Měření barevného gamutu (primární barvy) Pro určení barevného gamutu projektorů založených na aditivním principu barevné reprodukce jsou rozhodující kolorimetrické souřadnice a jasové hodnoty tří základních barev, bílé a černé. Hodnota a tolerance pro bílou a černou byly popsány výše. V tabulce 10 jsou hodnoty pro základní barvy R,G,B. Doporučuje se promítat test každé základní barvy v celém obraze a měření provádět ve středu. Hodnoty jasu jsou vypočteny ze vstupních úrovní Y´ bez započtení jasu promítané černé, stejně jako v tabulkách 7 a 8. Tabulka 10 vychází z tabulky A.4 v RP 431-2 s tím, že vstupní úroveň Z´ se pro červenou primární barvu změnila na hodnotu 0, což je technicky korektní. V tabulce A.4 je použita hodnota úrovně 100, protože některá zařízení nezpracují nulovou vstupní úroveň. Byl zvolen tento kompromis, který představuje zanedbatelný posun v kolorimetrické souřadnici x (diference činí 0.0001).

tab. 10 Hodnoty vstupních úrovní, kolorimetrických souřadnic a jasu pro základní barvy RGB

11. Věrnost barevné reprodukce V barevném prostoru projektoru mají být barvy reprodukovány s tolerancí 4 ∆E*ab. V praxi měřit všechny barvy reprodukované projektorem je nemožné, proto byl vybrán set 12ti barevných tónů, které stačí k verifikaci barevné věrnosti. V tabulce 11 jsou vstupní hodnoty úrovní, výstupní kolorimetrické souřadnice a jas na plátně. Opět připomínám, že do hodnot jasu v tabulce není započítána úroveň promítané černé (nutno přičíst). Neutrální stupnice v tabulce 7, pole 6 až 10 může také posloužit ke zjištění barevné věrnosti.

obr.6 Příklad testovací barevné tabulky

12. Měřící přístroje Dokument SMPTE 431-3 doporučuje provádět dvojí měření: - měření jasu - měření chromatičnosti Měření jasu se provádí jasoměrem nebo spektroradiometrem se spektrální odezvou jako standardní pozorovatel (fotopické vidění) definovaný v normě CIE/ISO 10527:1991. Dokument SMPTE 431-3 stanovuje měření v úhlu 2o (standardní pozorovatel stanovený roku 1931). Přístroj musí měřit jas v bílé s přesností ±0.5 cd/m² (±0.2 fL) a v černé s přesností ±0.007 cd/m² (±0.002 fL). Minimální přesnost měření chromatičnosti spektroradiometrem je stanovana ±0.002 pro měření kolorimetrických souřadnic x, y v hodnotách jasu nad 10 cd/m2. Ve všech případech se jedná o měření světla odraženého od projekční plochy. Referenční literatura: 1. SMPTE 432-1, “Color Processing for D-Cinema,” www.smpte.org. 2. SMPTE 428-1, “Digital Cinema Distribution Master (DCDM)—Image Characteristics,” www.smpte.org. 3. SMPTE 431-1, “D-Cinema Exhibition Screen Luminance Level,Chromaticity, and Uniformity,” www.smpte.org. 4. SMPTE 431-2, “Reference Projector and Environment for Displayof DCDM in Review Rooms and Theaters,” www.smpte.org. 5. SMPTE 431-3, “Projection Image Measurements,” www.smpte,org.

6. J. Silva, “Digital Cinema Image Representation Signal Flow,”SMPTE Mot. Imag. J., 115:137-152, April 2006. 7. G. Kennel, Color and Mastering for Digital Cinema, Focal Press: New York, NY, 2007. 8. CIE Publication S002-1986, CIE Colorimetric Observers, 1986. This has also been published as CIE/ISO 10527:1991. 9. T. Maier, “Color Processing Processing for Digital Cinema 3: Minimum Linear Bit Depth, Encoding of Near Blacks, Gamut Mapping, and Colorimetry for the Tolerances in the Standards,” SMPTE Mot. Imag. J., published in this issue.

Nastavení a měření filmové a digitální projekce

Recommend Documents