Spektralmesstechnik für Kinoprojektoren und Bildschirme

Transkript

1 Spektralmesstechnik für Kinoprojektoren und Bildschirme Steffen Görlich JETI Technische Instrumente GmbH, Jena

2 Spectrometric solutions from components to systems Gegründet 1998 Sitz in Jena 10 Mitarbeiter Hauptprodukte: OEM-Elektroniken für Zeilendetektoren OEM-Spektrometer Spektroradiometer

3 Gliederung 1. Punktuelle Leuchtdichtemessung vs. Ortsaufgelöste Leuchtdichtemessung 2. Farbeinstellung bei Digitalkinos 3. Abgleich von Bildschirmen 4. Spektrale Korrektur von Filtergeräten

4 Punktuelle Leuchtdichtemessung vs. Ortsaufgelöste Leuchtdichtemessung JETI specbos1201 TechnoTeam LMK98-4 color Minolta CS-200 Radiant Imaging ProMetric

5 Punktuelle Leuchtdichtemessung vs. Ortsaufgelöste Leuchtdichtemessung Verfahren Messgrößen Anwendungsbeispiele Punktuelle Messung (Spotphotometer) Dreibereichsverfahren, Spektralverfahren Leuchtdichte, Farbkoord., Farbtemperatur Spektral: spektr. Strahldichte, CRI Bildschirme, Projektionen, Fassaden Ortsaufgelöste Messung (Leuchtdichtekamera) Dreibereichsverfahren Örtl. Verteilung von Leuchtdichte, Farbkoord., Farbtemperatur Displays, Tunnel, Lampen, Leuchten, LED-Arrays, Fassaden

6 Farbe bei Analogkino und Digitalem Kino Konventioneller Film: Farbinformation steckt im Wiedergabefilm und kann bei der Projektion nicht gezielt verändert werden Digitalprojektion: Farbinformation wird durch Projektor erzeugt und kann individuell verändert werden Anpassung an Verhältnisse im Projektionsraum möglich

7 Aufnahme Digitales Kino Postproduktion Distribution Projektion Fremdlicht Remissionsvermögen Leinwand Aufgabe: Individuelle Projektoreinstellung entsprechend der jeweiligen örtlichen Gegebenheiten Farbeinstellung des Projektors Betrachter Fotos: Kinoton

8 Grossflächige Projektion der Primärfarben rot, grün und blau sowie von weiss Ermittlung der jeweiligen Farbkoordinaten x y Senden dieser Daten an den Projektor (z.b. über WLAN) Automatische Korrektur der Einstellungen im Projektor Kontrollmessung evtl. Wiederholung des Prozesses Ablauf der Einstellung

9 Miniaturisiertes Spektroradiometer feste Messoptik Messwinkel 2 Messdurchmesser wächst mit steigender Messentfernung Messfläche wird durch roten Kreis dargestellt zum Spektrometer Einschwenkbarer Spiegel Laserring Laser Hologramm Meßfleck

10 Spektr. Strahldichte/ W/sr m² nm JETI Technische Instrumente GmbH Messergebnis Spektren Gamut red green blue white Wellenlänge/ nm Ergebnis der Vermessung eines Christie- Projektors im Atrium Weimar (Xe-Lampe, DMD)

11 Weiss-Spektren von Digitalprojektoren Quecksilberhöchstdrucklampen Projektorspektren Xenonlampen Quelle: Farbliche Untersuchungen an Digitalprojektoren für Digitales Kino. Niemand, Khanh 2005

12 Transmission/ % JETI Technische Instrumente GmbH Farbeinstellung Dolby 3 D Vorsatz DFC 100 Transmissionsdiagramme der Filter für das linke und rechte Auge Dolby DFC 100 filters Right eye Left eye Wavelength/ nm Screenshots aus Gerätesoftware

13 spektr. Strahldichte/ W/sr m2 nm JETI Technische Instrumente GmbH Bildschirme / Arten von Spektren Arten von Bildschirmen: CRT LCD mit Fluoreszenzlampe 1.4E E % Spektren verschiedener Bildschirme LCD mit LED-Backlight Plasma OLED weitere Jede Farbe immer als Superposition der drei Primärfarben Problem bei Dreibereichsgeräten: Kalibrierung nur auf ein bestimmtes Spektrum möglich 1.0E E E E E E Wellenlänge/ nm Sony VTS Barco Tamuz

14 Leuchtdichtemessung mit Spektroradiometern und Dreibereichsgerät Bildschirm (Hersteller) Displaytechn. CS-2000 PR 650 specbos 1201 TMF 6 (Filtergerät) Sony LCD/ LED Barco CRT VTS Tamuz LCD/ Fluor. LCD/ Fluor Leuchtdichtemessungen [cd/m 2 ] der gezeigten Spektren Filtergerät auf CRT kalibriert

15 Weissabgleich auf Basis der RGB Primärfarborte Wahl von Primärfarborten (entsprechend Standard oder individuell vermessen) Messen von X, Y, Z -> Umrechnung in RGB Abgleich: Übereinstimmung von R-, G- und B-Messwert

16 Ablauf der vollständigen Bildschirmkalibrierung z.b. Programm CalMAN von SpectraCal LLC. Helligkeit einstellen (Pluge) Kontrast (White level) einstellen (Pluge) CCT White Balance control (näheste Farbeinstellung an gewünschtem Weisspunkt) Gamma-Einstellung (Übertragungskennlinie) Graustufeneinstellung (bei Hellgrau und Dunkelgrau Primärfarborte min. de zu Weisspunkt) Color Decoder einstellen Schärfe einstellen

17 relative Leuchtdichte L JETI Technische Instrumente GmbH 1 Gamma-Messung Messung relatives elektrisches Eingangssignal V

18 Parameter specbos 1211 Wellenlängenbereich: nm Auflösung: 5 nm FWHM Empfindlichkeit: ca. 10 x besser als specbos 1201 Messmodi: Leuchtdichte, Beleuchtungsstärke, Lichtstärke und Lichtstrom Messwerte: radiometrisches Spektrum, photometrischer und radiometrischer Summenwert, Farbkoordinaten, CCT, CRI, circadiane Werte, opt. LED-Kennwerte,..

19 Anpassung von Dreibereichsgeräten mittels Spektralmessung Ideales Dreibereichsgerät: X m C x1 0 0 F 1 Y m = 0 C y2 0 * F 2 Z m 0 0 C z3 F 3 Immer Abweichungen von Normspektralwertfunktionen deshalb: Korrektur z.b. nach Y. Ohno et.al. Quelle: Yoshi Ohno et.al.: Four Color Matrix Method for Correction of Tristimulus Colorimeters

20 Meßgerät JETI Technische Instrumente GmbH Anpassung von Dreibereichgeräten mittels Spektralmessung M RGB = X mr X mg X mb x mr x mg x mb k mr 0 0 Y mr Y mg Y mb = y mr y mg y mb * 0 k mg 0 Z mr Z mg Z mb z mr z mg z mb 0 0 k mb Referenzgerät N RGB = X nr X ng X nb x nr x ng x nb k nr 0 0 Y nr Y ng Y nb = y nr y ng y nb * 0 k ng 0 Z nr Z ng Z nb z nr z ng z nb 0 0 k nb x mw x mr x mg x mb k mr k ir +k ig +k ib = 1 y mw = y mr y mg y mb * k mg z mw z mr z mg z mb k mb Gleiche Beziehung für Weissmessung mit Referenzgerät Berechnung aus Weissmessung von Mess- und Referenzgerät

21 Anpassung von Dreibereichgeräten mittels Spektralmessung Korrekturmatrix R = N RGB * M RGB -1 Jede Bildschirmfarbe Korrektur gilt für alle Farbeinstellungen Korrektur des Messergebnisses: Gilt nur für gemessene Primärfarborte lineare Kombination der Primärfarben M = R * M Typabhängig/ chargenabhängig, Veränderung durch Alterung und Temperatur Bildschirmabgleich im home-bereich Spektrorad. -> Dreibereichsgerät Bildschirmabgleich im Broadcast- Bereich Spektroradiometer

22 Zusammenfassung Lichttechnisches Einmessen von Digitalkinos beschränkt sich auf xyy-messung der Primärfarborte und von 100% Weiss mit Hilfe eines Spektroradiometers Bildschirmeinstellung erfolgt über RGB-Abgleich bis zum Erreichen des Zielweisspunktes Anpassung von Dreibereichsgeräten über Spektralmessungen, sowohl bei Spotphotometern als auch bei Leuchtdichtekameras