با کالیبراسیون تلویزیون های HD آشنا شویم (مفاهیم و کلیات قبل از کالیبراسیون)

امروزه علی رغم اینکه شاهد تولید و عرضه صفحه نمایش های مدرن و با دقت بالا توسط شرکت های معتبر می باشیم، اما بازهم برای رسیدن به حداکثر کیفیت و عملکرد این محصولات می توان کارهایی را انجام داد. خوب حالا فرض کنیم شما مبلغی را برای خرید یک HDTV که احتمالا مقدار قابل توجهی هم هست، صرف کردید و یک تلوزیون 50 تا 60 اینچ را خریدید. مسئله اینجاست که آیا دوست دارید با انجام چند گام عملکرد و کیفیت تصویر این تلوزیون جدید را با آنچه که به صورت پیش فرض برای آن تنظیم شده، بهبود دهید؟

خوب حقیقت امر این است که حتی بهترین تلوزیون های عرضه شده در بازار نیز می توانند از یک کالیبراسیون ساده بهره مند شوند. بعنوان مثال تصویر زیر را در نظر بگیرید.

در سمت چپ، تصویری از یک HDTV را مشاهده می کنید که در حالت تنظیمات معمولی تهیه شده است. درنگاه اول متوجه می شوید که رنگ پوست (flesh tone) در این تصویر به آبی تمایل پیدا کرده و یا جزئیات بازوی فرد در تصویر کمی مسطح شده و مناطق تیره تصویر به جای اینکه مشکی باشند، به صورت خاکستری دیده می شوند. بسیاری از افراد با اینکه روزانه اینگونه تصاویر را در این سطح کیفیت مشاهده می کنند، اما همچنان راضی به نظر می رسند. چرا؟ خوب جواب خیلی ساده است. چون این افراد تصور داشتن تصویر با کیفیت تر از این را در ذهن ندارند و یا شاید اصلا منبع مقایسه ای برای این موضوع پیدا نمی کنند. در سمت راست، همان تصویر را پس از کالیبراسیون مشاهده می کنید. به وضوح مشخص است که تغییرات ایجاد شده باعث ایجاد تصویری طبیعی تر با جزئیات بالا و حداکثر طیف دینامیکی شده است. بهترین مزیت رسیدن به این کیفیت تصویر، کاهش درجه خستگی بعد از مشاهده طولانی مدت برای افراد است. کالیبراسیون صفحه نمایش را می توان با تنظیم پیانو مقایسه کرد. پیانو هم وقتی تولید می شود توسط سازنده تنظیماتش انجام شده اما زمانیکه به دست شما برسد، برای ارائه حداکثر ظرفیت خود، نیاز به تنظیمات پیش رفته تری دارد. در این قسمت قصد داریم تا تعاریف و مواردیکه در تنظیمات یک HDTV باید بدانید را برای شما تشریح کنیم.

نور پس زمینه (Backlight)

در مانیتورهای پلتفرم PC این آیتم توسط گزینه روشنایی (brightness) کنترل می شود اما در HDTV ها تنظیمات آن جداگانه است. این گزینه بسیار مفید و کاربردی است چون شما می توانید روشنایی و کنتراست را برای دستیابی به بالاترین جزئیات و محدوده دینامیکی تنظیم کنید و سپس نور پس زمینه را روی حد دلخواه قرار دهید.

روشنایی (Brightness)

روشنایی دقیقا چه چیزی را کنترل می کند؟ در HDTV ها این گزینه کمترین سطح سیاهی را تنظیم می کند. این نکته مهمی است زیرا اگر مقدار آن را برای رسیدن به سطح سیاه عمیق خیلی کاهش دهید، به احتمال زیاد جزئیات سایه را حذف می کنید و به تصویر جلوه ای مانند لکه سیاه را می بخشید.

کنتراست (Contrast)

کنتراست نسبت بین تاریکترین و روشنترین نقطه در صفحه نمایش است و به نحوی سطح سفیدی را تنظیم می کند و شما می توانید بوسیله آن بالاترین خروجی صفحه نمایش را کنترل کنید. شما می خواهید با تنظیم آن بر روی سطحی دلخواه به جزئیاتی بدون افت در نواحی روشنایی تصویر دست یابید. تنظیم آن بر روی سطح بالا منجر به تولید ته رنگهایی در رنگ های سفید روشن می شود که توسط تنظیم کننده های رنگ قرمز، سبز و آبی هم قابل برطرف شدن نیست.

رنگ و ته رنگ (Color & Tint)

این دو مورد را نباید باهم اشتباه گرفت. می توان به جای آن از اصطلاح اشباع رنگ (saturation) و جابه جایی رنگ (hue) استفاده کرد. با گزینه تنظیم رنگ می توان سطح اشباع تمام رنگ ها را هم زمان بالا یا پایین برد. بنابراین از این امکان باید خیلی کم استفاده کرد مگر اینکه سطح رنگ ها واقعا پایینتر از حد نرمال باشند. جابه جایی رنگ در واقع رنگ های ثانویه را به رنگ های اولیه نزدیک می کند. فقط به یاد داشته باشید که این کار هر سه رنگ اصلی را باهم تغییر می دهد و باید با دقت زیادی آن را تنظیم نمود. نکته خیلی مهم این است که معمولا هنگام انجام کالیبراسیون این گزینه ها نزدیک به حالت پیش فرض کارخانه باقی می مانند.

دمای رنگ (Color Temperature)

تلویزیون های HDTV به طور معمول شامل چند حالت تنظیم شده پیش فرض تحت عناوینی مثل گرم، نرمال و سرد به همراه حالت تنظیم کاربر می باشند. این تنظیمات یکی از مهمترین موارد در کنترل رنگ ها است زیرا نه تنها نقاط سفید را تنظیم می کنند بلکه بر روی وسعت رنگی هم اثر می گذارد. به نظر خیلی ها رسیدن به بهترین تنظیمات در این زمینه باید با ابزارهای خاصی انجام شود.

دیگر گزینه های بالا بردن کیفیت تصویر

برخلاف مانیتورهای پلتفرم PC ، HDTV ها دارای گزینه های زیادی در زمینه ارتقاء کیفیت تصویر می باشند. اما به یاد داشته باشید که در بیشتر موارد استفاده نادرست و اشتباه از این گزینه ها منجر به افت کیفیت تصویر و نتایجی دور از انتظار می شود. جالب اینجاست که در بسیاری از حالت های پیش فرض تمام این گزینه ها غیرفعال شده و یا بر روی حالت نرمال قرار گرفته اند.

وضوح (Sharpness)

در اکثر HDTV های عرضه شده این گزینه بر روی سطح متوسط تنظیم شده است. خیلی از افراد می توانند با چشمان خود نتیجه بالابردن دقت لبه های جزئیات تصویر را که منجر به کاهش وضوح تصویر می شود، به خوبی تشخیص دهند. به طور کلی امکان تغییر وضوح این امکان را ایجاد می کند تا ناحیه های مغایر در یک صفحه با ترسیم یک خط سفید به دور اجسام سیاه و یا ترسیم خط سیاه به دور اجسام روشن، برجسته تر شوند. پیشنهاد ما استفاده از پایینترین سطح ممکن برای این گزینه است تا لبه های تصویر به حداقل برسد.

کنتراست پویا (Dynamic Contrast)

تولید کنندگان صفحه نمایش الگوریتمی را معرفی نموده اند که بواسطه آن تولید سطوح سیاه و سفید به صورت دینامیک به محتوای نمایش داده شده بستگی دارد. اگر موشکافانه تر به موضوع نگاه کنیم، این ویژگی باعث افزایش کنتراست مشاهده شده می شود. درواقع کنتراست دینامیک اختلاف شدت نور پیکسل ها در فریم های متوالی را نشان می دهد. اما در کنار این مزیت، خطوط صاف و جزئیات تصویر شدیدا کاهش می یابد. در بسیاری از تنظیمات ارائه شده توسط تولید کنندگان، سه یا چهار سطح برای تنظیم آن وجود دارد.

درون یابی فریم (Frame Interpolation)

اکثر HDTV های موجود در بازار دارای این ویژگی می باشند. بسیاری از LCD ها از نرخ بروز رسانی تصویر120 و یا حتی 240 هرتز بهره مند شده بودند که مزیت آن کاهش تیرگی های تصویر در محتواهای با نرخ 24، 30 و یا 60 فریم بر ثانیه است. این کار از طریق یکسری فرآیندهای پیشرفته صورت می گیرد که در آن فریم های جدید برای پرکردن جاهای خالی تولید می شوند. این فرآیند در چندین نسل از این محصولات مورد استفاده قرار گرفت ولی در مدل های جدید شدت این اثر مصنوعی کمتر شده است. این مشخصه در تولید تصویر روان و حفظ دقت تصویر، عملکردی راضی کننده دارد و خوشبختانه فعال کردن آن تاثیری بر روی دیگر پارامترهای تصویر ندارد. اما به نظر خیلی ها ایراد بزرگ آن نمود غیر واقعی در تصاویر است و به همین دلیل بسیاری از افراد ترجیح می دهند این گزینه را غیر فعال کنند.

استاندارد SMTPE

لغتنامه وبستر کالیبره کردن را اینگونه معنی کرده: مرتبط کردن خروجی های یک وسیله به یکسری از استاندارها به منظور بررسی دقت آن وسیله. منظور از وسیله همان صفحه نمایش است و استاندارها هم مواردی هستند که به موجب آنها تصاویر بر روی صفحه نمایش نقش می بندند. برای تمامی دستگاه های پخش تصویر و یا محصولات مبتنی بر لوح های فشرده، از استاندارد SMPTE (انجمن مهندسین تلویزیون و تصاویر متحرک) استفاده می شود. اندازه گیریها در این بخش به چند دسته تقسیم می شوند: نقطه سفید (white point)، وسعت رنگ (color gamut) و گاما (gamma). این سه حوزه با اعداد و ارقام خاصی در ارتباط می باشند که از اصول و قواعد علم تصویر استخراج شده اند.

استاندارد Rec.709

این استاندارد که با نام BT.709 نیز شناخته می شود، مشخصات حاکم بر محتوای با کیفیت بالا (HD) را برای دستگاه های پخش تصویر و بلو-ری تعیین کرده و استریمینگ را شامل می شود. این استاندارد با یک وسعت رنگ مشخص که در تصویر زیر مشخص شده شروع می شود.

مساحت کلی نمایش داده شده در تصویر بالا، طیف رنگی قابل مشاهده را نشان می دهد در صورتیکه ناحیه محصور در مثلث، رنگ هایی را به تصویر می کشد که صفحه نمایش توانایی تولید آن ها را دارد. حالا Rec.601 چیست؟ استانداردی با وسعت رنگی کوچکتر برای محتوای با کیفیت متوسط و استاندارد که هنگام تماشای فیلم هایی با کیفیت DVD یک عامل قابل توجه محسوب می شود. بسیاری از تلوزیون های جدید و امروزی تنظیمات پیش فرض Rec.709 برای ارائه محتوا استفاده می کنند و کمتر محصولی دیگر با استاندارد Rec.601 تولید می شود. در نمودار بالا نقطه های رنگی واقعی توسط مختصات X و Y تعریف شده اند که البته با نام xyY هم شناخته می شوند. راه های دیگری هم برای بیان مقادیر وجود دارد ولی xyY متداولترین روش برای HDTV ها است. Y نشان دهنده چیست؟ این متغیر میزان درخشندگی رنگ را مشخص می کند.

افکت سیاه و سفید (Grayscale) و گاما (Gamma)

قرار نیست فقط درباره رنگ صحبت کنیم، اگر به شکل بالا دقت کتید می توانید یک مثلث سیاه و کوچک را در مرکز شکل مشاهده کنید. به آن نقطه سفید (white point) گفته می شود که همچنین با عنوان D65 یا 6500 درجه کلوین هم شناخته می شود. زمانیکه شما در حال تنظیم رنگ های RGB در تلوزیون خود هستید، این نقطه تاثیر خود را نشان می دهد. این گزینه تاثیری کامل بر روی تفسیر رنگ صفحه نمایش دارد و یکی از مهمترین بخش ها در کالیبراسیون تصویر محسوب می شود. پارامتر نهایی گاما نام دارد که نرخی از شدت نور خروجی است و با بالا رفتن سطح سیگنال، افزایش می یابد. افزایش آن به صورت خطی اتفاق نمی افتد بلکه از یک الگوی لگاریتمی پیروی می کند. به مثال زیر توجه کنید.

محور افقی سطح سیگنال 0 تا 100 درصد است و محور عمودی سطح شدت نور را نشان می دهد. همانطورکه در تصویر مشخص شده زمانیکه سطح سیگنال به 50 درصد نزدیک می شود، خروجی واقعی حدود 20 درصد است. برای مشاهده محتوا، همانطوریکه تولیدکننده آنرا تولید کرده، سطح گاما در تلوزیون شما باید در سطح بالایی تنظیم شود. برای سالهای زیادی از استانداردی با نام 2.2 استفاده می شد که سطح گاما بر روی اندازه متوسط تنظیم شده بود و گامای بهینه نام داشت. در سال 2011 استاندارد جدیدی با نام BT.1886 معرفی و مورد استفاده قرار گرفت. البته این استاندارد جدید خیلی با مورد قبلی تفاوت ندارد و هدف اصلی از ارائه آن بهبود جزئیات سایه در تصاویر است مخصوصا زمانیکه روشنایی در سطح متوسط قرار گرفته است. تا اینجا با برخی از مفاهیم و تعاریف در زمینه کالیبراسیون HDTV ها آشنا شدیم. در مطالب آینده سعی بر این است تا وارد فاز عملی شده و آموزشی را به صورت کاربردی در این زمینه آماده کنیم. امیدواریم اطلاعات ارائه شده در این مطلب برای شما مفید واقع شده باشد.