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[播放与信号源] 一个顶级校准视频的详解与实战应用!

州春夜行蕲靖 发表于 2022-4-13 11:28:55 | 显示全部楼层 |阅读模式
画质好不好,主要包括两点:一个是色准,一个是细节。

色准对于普通人来说很难判断,尤其是非专业人士,办公时整天面对的就是偏色的普通显示器早就被带偏了,另外每个人对于色彩的偏好也有很大的主观性,所以就不在这里讨论了。

而细节是客观存在的,多就是多,少就是少!我在这里还是要明确一下:细节多和锐度高完全是两个概念。锐度高通常是通过对物体表面各部位轮廓的勾勒(描白边或黑边)、细化等手段来凸显其主体。但锐度太高的话肯定是会削减细节的,最典型的案例就是某些玩家喜欢把电视机的锐度和精密解像开到非常高的位置,视频中人物的头发都变成一坨坨的大钢刺,脸部也像是被锉刀挫过变成了老树皮,这样虽然会非常醒目,屏摄出来在手机小屏幕上看也很养眼,但放大后或在大屏幕上看,完全就是不堪入目了!


视频细节的显示取决于色度拉伸和分辨率拉伸算法的优劣!我们用4K屏主要是看4k视频不存在分辨率的拉伸,故在此略过,所以本贴我们主要讨论色度拉伸算法!首先我们要感谢坛友苏打水的味道提供了一个顶级校准视频的帖子:https://www.4kii.com/thread-64993-1-1.html,这个视频其实我很早就下载过了,但我一直只是看其盘中体积最大的几段演示视频,完全忽略了其校准的精华所在!亡羊补牢为时不晚,为此我特意上官网:http://spearsandmunsil.com/3rd-edition-articles/,认真并详细阅读了所有内容。我个人感觉其中对”色彩空间“:http://spearsandmunsil.com/portfolio-item/choosing-a-color-space-3/的诠释和测试对于普通玩家来说是最为有用的!

简单来说:目前的数字显示设备都是基于RGB原理来制造的,而所有视频几乎都是ycbcr420:y是亮度,cb和cr是两个色度,RGB同ycbcr444是可以通过公式互转的,用ycbcr一方面可以照顾黑白电视机的显示,另一方面是通过对奇偶数行的cb和cr进行抽取从而大幅减少信息的传输量,但视频的ycbcr420信号要在数字显示设备的屏幕上显示出来,最终必定是要转换为RGB信号的,所以这里就涉及到了算法。这个ycbcr420转化为RGB的算法叫做chroma upscaling,俗称色度拉伸。这个还原为RGB的算法不存在完全标准或准确的算法,各种算法也各有优劣,另外对于用PC或其他外置播放设备究竟是选择RGB输出呢?还是用ycbcr420或422呢!spearsandmunsil提供了一个极为专业和直观的测试视频,我特地在原盘中几千多个小视频中进行大海捞针式的查找,花了差不多一个多小时才挑选出来奉献给本坛朋友:

链接https://pan.baidu.com/s/1lcgQV4p0o5Q4DJJJ6QTNnw
提取码8888

这个测试视频包括SDR和五个亮度等级的HDR:600nit、1000nit、2000nit、4000nit、10000nit,因为HDR视频播放无法正确截屏,所以我就只用SDR视频来进行图文讲解:
先看一下我分别用madVR的经典NGU算法和目前国产碟机普遍采用的Nearest Neighbor算法的截屏对比:

一个顶级校准视频的详解与实战应用!

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这个测试视频虽然只有一个画面,但是其测试的项目非常全面,下面我用局部放大的形式来逐一进行详解,先看NGU的左上局部放大:

一个顶级校准视频的详解与实战应用!

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如果是大屏幕远距离观看但视力又不是5.0,建议要走到屏幕前进行鉴别:看红黑蓝三竖线或斜线是否有黑线的缺失,看最边上的加粗加亮线是否变成全部都是如此了,分别看圆环和斜线的边缘和纹理是否平滑无杂色!另外如果你用的算法或显示设备的加锐过猛,那么你远距离看:会看到非常明显的震荡现象!

我们再来看看同样位置Nearest Neighbor的局部放大:

一个顶级校准视频的详解与实战应用!

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乍一看这个更夺目,但其实你仔细观察就会发现红蓝黑三根竖线变成了加亮的两根红蓝线而少了黑线(没有黑线的干扰当然就更醒目了!),红蓝黑三根斜线也几乎变成了红蓝两根(黑线被红蓝线的锯齿给淹没殆尽),红蓝两横线变成了全都是高亮加粗的了(醒目+3)!

Nearest Neighbor是所有算法中最原始(对硬件渲染能力要求近似于零)但同时也是锐度最高的一种算法,因为其往往会丢失中间的过渡色从而造成细节的缺失!这个和服装配色就搞两个对色最醒目是同样的道理!

对应其他三个角的另外三组图形,测试原理一样:圆环有几个颜色,竖线和斜线图也有几个,所以重点关注竖线和斜线图有没有黑线的缺失,另外最边上加粗加亮的两个特意安置的线有没有传染到整个图形。
接下来再来看中间的特殊横竖线,还是用madVR的NGU和山寨机的Nearest Neighbor来进行对比讲解:

一个顶级校准视频的详解与实战应用!

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很明显Nearest Neighbor缺失了右侧的外框黑线,但也很明显其锐度更高些!横线也是同样的看法,每根线都是由粗到细,其外面有一个黑框或与其相近的一层颜色,NGU也是有一些错误的地方。根据我的测试,错误最少的是bicubic!但其斜线的抗锯齿和圆环的平滑性明显不如NGU。

如果说chroma upscaling算法的优劣对于眼力和对色彩敏感性一般的朋友没啥大的影响,那么接下来的测试项目就是需要敲黑板划重点的了
跟踪
色彩空间评估模式顶部中心的这一部分告诉您(非常粗略地)显示器是否遵循 HDR 内容的 ST2084 EOTF 曲线(或 SDR 内容的 BT.1886 / 2.4 伽马 EOTF 曲线)。如果显示完美地遵循曲线,则每个矩形中心的补丁应该与它们周围的矩形融为一体大多数显示器在某些级别上至少有一些偏差。有些人在所有级别上一直都在偏离。
为了使这种模式起作用,您的显示器需要能够以正确的亮度水平显示单像素棋盘格。由于技术限制,某些技术无法做到这一点,尤其是 LCOS。还有一些显示器会进行某种内部处理,使此模式无法正确显示跟踪。在这样的显示器上,无论您查看什么版本的模式,您都会得到零个匹配框。

仅 HDR: 此模式有不同版本,具有不同级别的峰值亮度,用于测试具有不同功能的显示器。您可以使用设置菜单或在显示模式时按遥控器上的向上箭头来更改峰值亮度。从最低亮度 (600 cd/m2) 开始,然后尝试下一个最亮的,依此类推。设计用于比显示器所能产生的亮度更高的图案版本不太可能显示完美的跟踪,这是正常的。



一个顶级校准视频的详解与实战应用!

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上面是官网的谷哥译文,下面我再用10000nit的官方图来进行讲解:

一个顶级校准视频的详解与实战应用!

一个顶级校准视频的详解与实战应用!



10000nit的EOTF追踪图分为了六个亮度追踪框:156.25、312.5、625、1250、2500、5000,如果哪个框中看到有一个深色方块在闪烁,说明你的显示设备无法达到这个亮度或者是在用远超此亮度的标准在显示!所以这个测试项目完全可以被用来作为测试HDR显示器的亮度和是否遵循ST2084 EOTF 曲线!不够亮或是瞎亮都是不可取的!
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