2.6. Tor wizyjny komputera

Aby działać skutecznie, musimy wiedzieć co regulować, gdzie najlepiej tego dokonać i dlaczego. Poniższe trzy schematy przedstawiają tor wideo komputera z uwzględnieniem elementów, które mają wpływ na przebieg charakterystyk tonalnych.

Monitor CRT:

Tor wideo: monitor CRT.

Krzywa widoczna pod symbolem profilu oznacza, że może tam być zapisana dodatkowa informacja: zależność między wejściowymi i wyjściowymi wartościami składowych RGB. Informacja ta jest zazwyczaj generowana przez oprogramowanie kalibratora i określa korekty przebiegu charakterystyk dla trzech kanałów RGB. Zadaniem tej korekty jest uzyskanie poprawnego zbalansowania szarości oraz dopasowanie współczynnika gamma do wartości standardowej.

W naszym amatorskim przypadku wygenerujemy profil, który będzie zawierał informacje o przestrzeni barw monitora, ale nie będzie zawierał informacji umożliwiającej korektę charakterystyk - to skorygujemy bezpośrednio programując tablice LUT karty graficznej z pomocą programu Gamma Panel.

Dane pobierane z pamięci graficznej trafiają do tablicy LUT (Look Up Table). Tablica ta, każdej 8-bitowej wartości RGB, dla każdego z trzech kanałów RGB, przyporządkowuje wartość o większej rozdzielczości: od 10 do 12 bitów. Dzięki temu jest możliwe bardzo precyzyjne zaprogramowanie krzywych korekcyjnych. Unikamy w ten sposób "pasm", które inaczej mogłyby pojawiać się podczas wyświetlania łagodnych przejść tonalnych. Sterowniki kart graficznych domyślnie programują tam zależność liniową.

Programy dostarczane wraz ze sprzętem do kalibracji pobierają krzywe korekcyjne zapisane w profilu ICC, a następnie ładują je do tablic LUT karty graficznej. Dzięki temu korekta charakterystyk odbywa się ze zwiększoną rozdzielczością: 10-12 bitową zamiast 8-bitowej gdybyśmy chcieli to zrobić jeszcze przed zapisaniem informacji do pamięci karty graficznej.

Dane o zwiększonej rozdzielczości trafiają do przetwornika analogowo-cyfrowego (DAC), który wytwarza sygnał analogowy dla monitora CRT.

Podsumowując:
Charakterystyki toru wizyjnego (w tym gamma) wynikają wprost z własności kineskopu. Współczynnik gamma może się zawierać w granicach (typowo) od 2.5 do 3.0. Naszym zadaniem będzie doprowadzenie tej wartości do standardu wynoszącego 2.2:

• Poziom czerni będziemy dobierać za pomocą regulatora "Jaskrawość" w monitorze.
• Ogólną jasność i punkt bieli będziemy dobierać za pomocą regulatora "Kontrast" w monitorze.
• Współczynnik gamma i balans szarości będziemy regulować programując krzywe korekcyjne w tablicy LUT karty graficznej (program Gamma Panel).

Monitor LCD:

Tor wideo: monitor LCD z wejściem analogowym.

Odtworzony sygnał cyfrowy trafia teraz do kolejnej tablicy LUT, której działanie jest analogiczne do tej na karcie graficznej. Jest ona konieczna w celu zapewnienia przybliżonej zgodności monitora LCD z monitorami CRT: nieliniowa charakterystyka, która jest naturalną własnością kineskopu musi być w przypadku panelu LCD symulowana. Do tego celu służy ten właśnie dodatkowy układ. Bez niego obraz na monitorze LCD byłby przejaskrawiony i wyblakły w porównaniu do obrazu widocznego na monitorze CRT.

Tablica ta przetwarza 8-bitowe dane uzyskane z przetwornika analogowo-cyfrowego na dane 8-bitowe (monitory niskiej klasy), 10-12 bitowe (średnia i wysoka klasa), aż do 14-bitów (high-end), symulując krzywą gamma o współczynniku w zakresie 1.8 - 2.6.

Monitory LCD najwyższej klasy wspierają tzw. sprzętową kalibrację, która z grubsza polega na bezpośrednim programowaniu tablic LUT monitora LCD: możemy w ten sposób nie tylko skorygować współczynnik gamma, ale także zbalansować szarości i uzyskać pożądaną temperaturę barwową, nic nie tracąc z pełnego 8-bitowego zakresu składowych RGB dostępnego na wejściu.

Skorygowane w ten sposób dane trafiają do wyjściowego przetwornika cyfrowo-analogowego, zaś uzyskany sygnał analogowy steruje matrycą LCD, której charakterystyka jest liniowa.

Tor wideo: monitor LCD z wejściem cyfrowym.

Podsumowując:
Charakterystyki toru wizyjnego (w tym gamma) zależą praktycznie wyłącznie od precyzji z jaką została fabrycznie przygotowana tablica LUT w monitorze LCD. Współczynnik gamma monitorów LCD może się zawierać w granicach (typowo) od 1.8 do 2.6. Naszym zadaniem będzie doprowadzenie tej wartości do standardu wynoszącego 2.2:

• Poziom czerni będziemy dobierać za pomocą regulatora "Jaskrawość" w monitorze. Dla monitorów, w których jaskrawość jest regulowana przez zmianę intensywności świecenia lamp, będziemy musieli użyć programu Gamma Panel wprowadzając korekty do tablic LUT karty graficznej.
• Punkt odcięcia bieli będziemy dobierać za pomocą regulatora "Kontrast" w monitorze.
• Współczynnik gamma będziemy regulować w pierwszym kroku zgrubnie: za pomocą menu OSD monitora - przeprogramowanie zawartości tablicy LUT w monitorze może się odbywać z rozdzielczością lepszą niż 8-bitowa.
• Precyzyjnych korekt współczynnika gamma, jak również korekty balansu szarości dokonamy programując krzywe korekcyjne w tablicy LUT karty graficznej (program Gamma Panel).
  W tej dwuetapowej korekcji chodzi o zmniejszenie wpływu wąskiego gardła jakim jest 8-bitów/kanał transmisja danych między kartą graficzną a panelem LCD.