TV: Le nuove misure di laboratorio

Tra le caratteristiche più importanti che definiscono la qualità di un dispositivo di visualizzazione delle immagini, c’è sicuramente la capacità di tradurre tutti i livelli della scala dei grigi in maniera corretta. Non basta soltanto che il nero sia effettivamente nero ed il bianco di un’intensità luminosa comprensibilmente elevata: tutti gli altri livelli intermedi della scala dei grigi dovranno essere resi in maniera che siano prima di tutto distinguibili gli uni dagli altri ed anche dell’intensità giusta.
Per questo motivo considero il grafico della linearità della scala dei grigi estremamente interessante, poiché è in grado di riprodurre con assoluta immediatezza la linearità della rappresentazione della scala dei grigi nelle condizioni di misurazione di ogni apparecchio testato.

Il comportamento ideale sarebbe senz’altro identificato da una retta posizionata sul valore di rapporto unitario, assolutamente parallela alla base del grafico (fig. 1).

Figura 1

Figura 1

In realtà, la maggior parte dei dispositivi di visualizzazione delle immagini si comporta in maniera molto eterogenea e, in alcuni casi, molto lontana dal riferimento.

Per comprendere al meglio se il dispositivo di visualizzazione delle immagini abbia un comportamento lineare, abbiamo introdotto un nuovo grafico di linearità della scala dei grigi, che si compone ora di due curve distinte. La prima, di colore blu, viene elaborata con la stessa metodica che abbiamo utilizzato fino ad oggi. Vengono infatti inviati al TVC una serie di fotogrammi che hanno come denominatore comune uno sfondo completamente nero. Al centro si alterna una zona con area del 20% circa, con intensità crescente dal 5% al 100% e con passi del 5% (figg. 2a, 2b, 2c).

Figura 2a

Figura 2a

Figura 2b

Figura 2b

Figura 2c

Figura 2c

I valori in NIT (candele/mq) registrati dagli strumenti di misura vengono normalizzati al valore di centro scala (50%) e tradotti in un grafico che tiene conto del valore del gamma di riferimento pari a 2,5. La curva di colore rosso viene rilevata utilizzando segnali molto simili a quelli della prima curva; l’unica differenza è lo sfondo dei segnali test usati, che presenta un’intensità pari al 50% (figg. 3a, 3b, 3c). In questo modo si tenta di avvicinare le rilevazioni alle situazioni reali che il televisore si troverà ad affrontare. In più, c’è la possibilità di evidenziare eventuali sottodimensionamenti degli stadi di alimentazione e tarature poco ortodosse. In alcuni casi il televisore si comporta in maniera differente nelle due condizioni di misura.

Figura 3a

Figura 3a

Figura 3b

Figura 3b

Figura 3c

Figura 3c

Osserviamo ora il grafico in figura 4 e concentriamo la nostra attenzione sulla curva di colore blu relativa alle prime condizioni di misura: il TVC testato è in grado di restituire una potenza luminosa molto elevata (circa 350 NIT massimi misurati!) ed un nero molto profondo. D’altra parte, per valori superiori al 50% la curva piega leggermente verso la base del grafico. Il televisore esplicita infatti la tendenza ad una “compressione” agli alti livelli di luminosità. In parole povere, tutto questo si traduce nella riproduzione dei toni di grigio ad un’intensità che risulta più bassa del necessario. Se la curva avesse piegato verso l’alto, avremmo ottenuto l’effetto opposto ed il termine tecnico più adatto per definirne il comportamento sarebbe stato “espansione”.

Figura 4

Figura 4

Per livelli inferiori al 50% di intensità del segnale d’ingresso, il discorso si capovolge completamente. Una curva che pieghi verso l’alto sottintende una compressione; nell’esempio riportato osservate il valore registrato al 20% d’intensità del segnale in ingresso: 14 NIT sono più alti del necessario e quindi l’immagine, a quel livello della scala dei grigi, non sarà abbastanza scura. Un aumento della compressione sulle basse luci può essere ottenuto molto facilmente elevando il controllo di “luminosità”. Se la curva invece dovesse piegare verso il basso, parleremmo di “espansione”: l’intensità luminosa registrata sarebbe inferiore al necessario e quindi quel livello della scala dei grigi che è stato analizzato sarebbe troppo scuro. Analizziamo con attenzione la curva rossa ottenuta con le nuove modalità di misura. Il picco del bianco è ora limitato a 264 NIT, anche se la compressione tra il 70% ed il 100% è leggermente meno evidente che nelle condizioni precedenti.

Dalla parte opposta della scala dei grigi il nero è ora a circa 0,2 NIT ed anche il primo gradino della scala dei grigi al 5% sale a 0,4 NIT, esattamente il doppio di quello che era stato rilevato nelle prime condizioni.

Infine, focalizzate l’attenzione sull’intensità luminosa registrata con i valori del 15% e 20% d’intensità del segnale in ingresso: se nelle prime condizioni il TVC misurato presentava leggere compressioni (l’intensità luminosa emessa dal TVC è più alta del necessario), nella seconda modalità di misura il televisore espande i livelli più bassi in modo drammatico (l’intensità luminosa emessa dal TVC è inferiore al necessario): addirittura, al 15% d’intensità del segnale in ingresso gli strumenti di misura registrano un livello di luminosità che è molto vicino al nero (1,1 candele/mq). Il risultato sarà un’immagine molto contrastata ma con pochissime sfumature ai bassi livelli di luminosità, che finiranno per essere letteralmente inghiottite nel buio più assoluto.

Con la convinzione che non potevamo fermarci alla misura dei livelli di bianco e di grigio, dopo molti mesi di sperimentazione fa il suo ingresso nella pagina delle misure un grafico che permette di identificare la correttezza della riproduzione dei colori nei dispositivi di visualizzazione delle immagini. Le tavole pubblicate si riferiscono allo spazio colore CIE 1931, che rappresenta tutto lo spettro luminoso visibile dall’occhio umano (fig. 5).

Figura 5

Figura 5

Il numero di colori che invece può riprodurre un televisore è molto più limitato e viene identificato da un’area indicata con il termine “gamut”. Il triangolo bianco rappresenta infatti il riferimento EBU per il “gamut” che dovrebbe essere riprodotto da ogni televisore. In calce sono indicate le coordinate cromatiche dei tre colori primari RGB secondo il riferimento EBU, che identificano i vertici del triangolo bianco. Per ogni televisore le misure dei colori rosso, verde, blu, ciano, magenta e giallo vengono tradotte sul grafico in un’area dal perimetro nero, i cui vertici sono appunto le coordinate cromatiche registrate dagli strumenti di misura (fig. 6).

Figura 6

Figura 6

In una zona più o meno centrale del grafico è indicato anche il punto del bianco ideale con temperatura colore di 6500° kelvin; in nero c’è invece quello rilevato durante le misure. Le informazioni che possono essere estrapolate da questo grafico sono molteplici e non devono soltanto fermarsi al numero di colori (dimensioni dell’area) ed alla saturazione di ogni colore (distanza dal punto del bianco). Questo grafico è anche in grado di dare indicazioni sulla correttezza cromatica dei principali colori. In figura 7 sono evidenziate le due rilevazioni per il colore giallo registrate dai televisori Panasonic e Sony. Se per il TVC Panasonic abbiamo una prestazione che si avvicina in maniera incoraggiante al riferimento, nel secondo caso il colore giallo si avvicina leggermente alla regione verde dello spazio colore, con immaginabili conseguenze.

Figura 7

Figura 7

di Emidio Frattaroli

da Digital Video n. 29 novembre 2001

Author:

Share This Post On

Submit a Comment