Tutorial de calibración de televisores con sonda

6. Ajuste de la gamma

La gamma representa la relación existente entre la señal de entrada (voltaje, nivel) y la luminosidad que produce en la pantalla. No es una relación lineal sino que tiene una curvatura como la de la siguiente imagen.



La gamma afecta en un primer momento a la luminancia de la imagen, ya que la luminancia de la imagen es igual a la Tensión o voltaje elevado a la gamma, L = Tg
La gamma ideal de todo visualizador es 2,2. Si la gamma es menor más pronunciada es la pendiente de la curva y mayores valores de luminancia se obtiene lo que equivale a obtener una imagen con más luz, es decir negros menos profundos pero a su vez mayor detalle en sombra. Si la gamma es mayor a 2.2 la pendiente de la curva es menor y se obtienen menores valores de luminancia lo que equivale a una imagen con menos luz que se traduce en negros más profundos pero menor detalle en sombra.



A continuación vemos una imagen con la gamma ideal 2.2



Vemos que si la gamma baja a 1.5 aumenta la luminosidad.



Y si la gamma aumenta a 3.0 disminuye la luminosidad.



Para entornos oscuros como la noche una gamma de 2.35 ó 2.4 se puede considerar aceptable.
Suele ser típico que nos encontremos situaciones con la gamma baja como muestra el siguiente gráfico.



En cuyo caso habrá que buscar el ajuste de gamma en el televisor y subirlo muesca a muesca para volver a medir y comprobar si lo hemos logrado llevar a 2.2.
Otras veces nos podemos encontrar con una gamma alta como la del siguiente gráfico.



En este caso habrá que bajar el ajuste de gamma hasta situarla en el mayor rango posible próxima a 2.2.
Hay situaciones más difíciles en las que una parte de la escala de grises tiene una gamma superior a 2.2 y otra inferior a 2.2 como las de los siguientes gráficos.





En este caso intentaremos llevar la gamma con el ajuste de gamma en la mayor parte de la escala de grises al valor de 2.2. La zona más importante es la del gris del 30 % (30 IRE) a la del 80 % (80 IRE). Si la zona intermedia no la conseguimos colocar con el ajuste de gama podríamos probar a disminuir el contraste.

7. Balance de blancos o ajuste de la escala de grises

El ajuste de contraste, brillo y escala de grises constituye la columna vertebral de la calibración, ya que cuanto mejor sea su ajuste mayor será la naturalidad de la imagen obtenida.



El ajuste de la escala de grises consiste en llevar las coordenadas de color para toda la gama de grises desde el negro absoluto al blanco.
Las coordenadas xy de los grises deben ser iguales a las del blanco de referencia denominado D65 (x=0.313, y=0.329), en valores RGB la cantidad de cada componente debe ser la misma. Por tanto debemos proceder a colocar un patrón de ventana gris desde el negro 0 IRE al blanco 100 IRE en pasos de 10 IRE y tomar las lecturas de las componentes de color para cada. El programa que utilicemos junto con la lectura de las coordenadas (x,y,Y) obtendrá una representación gráfica de las componentes (R, G, B) y el error o diferencia entre el valor obtenido y el que debería ser al cual se le denomina delta. Según la forma de calcular el error existen diferentes tipos de delta, conviene trabajar con la delta94. Así pueden ser las gráficas obtenidas por los distintos programas.

HCFR



En esta gráfica denominada de Niveles RGB se representan las componentes de color RGB para cada gris. En la parte inferior se representa el valor de la delta media.



Chromapure



Calman



Normalmente las componentes RGB no van a ser iguales en todos los grises y los valores de error o delta van a ser elevados. Debemos por tanto proceder a variar los controles existentes en el mercado. Hay televisores que presentan ajustes para 2 niveles de gris (30 y 80 IRE), a 10 puntos (0 a 100 IRE) y los que presentan tanto ajustes a 2 como a 10 puntos.

Cuando tenemos ajustes a 2 puntos procedemos primero con la parte alta de la escala de grises el nombre de estos ajustes pueden recibir distintos nombres según el fabricante y pueden ser: RGB High, RGB Contrast, RGB gain, RGB Drive, etc modificando normalmente los valores de R y B y viendo como afecta a las componentes RGB del gris 80 IRE intentaremos que los niveles se igualen a 100, también nos fijamos que la delta disminuye lo máximo posible. Deltas por encima de 4 no son satifactorias, por debajo podemos empezar a considerarlas tolerables pero mejorables. Lo ideal es situarlas por debajo de 2, ya que deltas por debajo de este nivel no son visibles por el ojo humano.
Después fijándonos en las componentes RGB del gris de 30 IRE y actuando sobre los controles de este que normalmente recibe alguno de los siguientes nombres: RGB Low, RGB Brigthness, Offset, cut, cut off, etc intentaremos que los niveles RGB se igualen a 100 y que la delta disminuya lo máximo posible.
Las siguientes imágenes muestran ejemplos de como queda la escala de grises una vez ajustada.





Una vez hecho los ajustes a dos puntos, volveremos a tomar medidas de los 11 niveles de gris y obtener datos y gráficas de niveles RGB y delta. Si quedan zonas que pueden ser mejoradas si tenemos ajustes a 10 puntos deberemos a proceder sobre los niveles que son mejorables con los ajustes para ese nivel. Si no tenemos ajuste a 10 puntos tenemos que tener en cuenta que la zona más importante de la escala de grises es la zona central 30 a 50 IRE, a continuación la zona baja y por último la alta, por lo que podríamos a reajustar para reducir al mínimo los errores según esos criterios de preferencia.

A continuación pongo unas imágenes de ejemplos de como podemos encontrarnos los menús.

Gamma a 2 puntos.






Gamma a 10 puntos






8. Ajuste de color o Gamut

El conjunto de colores que el ojo humano medio puede ver es lo que se conoce como "espacio absoluto de color". Como ya dije los colores quedan definidos por tres coordenadas. A lo largo de la historia se han definido varias formas de definir las coordenadas de los colores que han dado lugar a diferentes espacios de color.

El más intuitivo es el espacio HSL [hue (tono, matiz), saturation, Luminance (luminosidad)]. La representación gráfica de todo el espacio de colores es la de la siguiente figura.



Otros como el sRGB se definen por la cantidad de rojo, verde y azul que lleva cada color.



Como existen colores que no pueden ser representados en el modelo RGB en 1931 el CIE (Comission Internationale de l´Eclairage, traducido como Comisión internacional de la luz) define tres variables X, Y y Z para sustituir al color rojo, verde y azul, pero que se derivan de estas utilizando la siguiente fórmula.





Y apartir de este se han creado otros espacios de color derivados como el xyY que utilizamos en televisión cuya ecuación de transformación y representación gráfica es la siguiente.





Y representa la luminosidad o luminancia del color y las coordenadas xy la cromaticidad. La proyección sobre el plano xy del espacio de color xyY tiene la siguiente forma.



Sin embargo los televisores no son capaces de reproducir todos los colores de la naturaleza o espacio de color, así se denomina gamut al conjunto de colores que son capaces de representar y que está determinado por el triangulo formado a partir de los colores rojo, verde y azul con que trabajan los televisores, así como los secundarios derivados de este como el cyan, magenta y amarillo.

El ajuste de color o gamut del televisor consiste en ajustar los parámetros de ajuste que trae el televisor para que los produzca con fidelidad o con el menor error posible. Estos parámetros suelen ser las componentes xyY de los colores primarios y secundarios. Según el modelo de televisor pueden recibir distintos nombres: (tono, saturación, luminancia), (rojo, verde, azul), etc.

Para proceder al ajuste iremos colocando en el televisor un patrón de ventana al 75 % con los colores primarios rojo, verde y azul y secundarios cyan, magenta y amarillo así como el blanco y con el colorímetro mediremos sus componentes xyY. El programa nos representará en el diagrama CIE las componentes xy de los colores que deberían ser y los medidos, así como la delta o error del matiz, saturación y luminancia.

HCFR: colores medidos con círculos (triángulo blanco) y los que deberían ser con cuadrados (triángulo negro)



Chromapure: colores medidos con círculos y las referencias con cuadrados.



Este el gráfico que informa de los errores o deltas del matiz, saturación y luminancia.




Calman: igualmente los colores medidos se representan con círculos y las referencias con cuadrados. Delta H representa la delta de tono o matiz, Delta C la delta de saturación y Delta L la de luminancia.



Como dije el ajuste consiste en ir variando los valores de tono, saturación y luminancia de todos los colores. En medida continua con el colorímetro vamos variando los controles y vemos como afecta reduciendo lo máximo posible la delta o error de cada componente a ser posible a 0. Nos podemos ir fijando como disminuye la delta sobre sus gráficas correspondientes.

A continuación pongo unos ejemplos de como pueden ser los menú de ajuste de CMS.






Podemos encontrarnos con diversas situaciones, que sólo tengamos controles de primarios en cuyo caso no podemos corregir los secundarios (podríamos recurrir al ajuste de tinte), que sólo tengamos controles de tinte y saturación con lo que para reducir el error de luminancia tendríamos que recurrir al ajuste de color general, etc.

Además aunque tengamos un CMS completo podemos encontrarnos que unos ajustes influyan sobre otros cuando no deberían, entonces tenemos que dar prioridad a reducir el error en la luminancia de los colores primarios y a continuación lo más importante es reducir al máximo posible el error del tono de los secundarios. También es más importante el error de rojo en los primarios y amarillo en los secundarios porque afectan a los tonos de piel. En los primarios después del rojo estaría el verde y como menos importante el azul.

Cuando hayamos reducido al máximo posible la delta de los colores, habríamos terminado la primera ronda de la calibración. Porque ahora debemos volver al primer punto de ajuste de brillo y comprobar que no se ha desajustado y en caso de que si se haya desajustado proceder a reajustarlo siguiendo con el resto de ajustes hasta llegar al final. Debemos repetir todos los pasos tantas veces como sean necesarios para que todo quede ajustado al máximo posible.

Me gustaría terminar el tutorial indicando que muchos de los conocimientos que he adquirido se los debo a Kokotxo, Cine Exin, Navone, jsnavarro y Cesarion. Muchas gracias por todo lo que habeis aportado.