3D LUT

[Zimbalo]

Nell’industria cinematografica le 3D LUT (3D lookup tables) sono utilizzate per mappare uno spazio colore ad un altro.
Vengono comunemente utilizzate per calcolare in anteprima i colori per un monitor o un proiettore digitale e prevedere come sarà riprodotta l’immagine finale proiettata digitalmente.
Una 3DLUT è un reticolo 3D di valori di colore in uscita RGB che possono essere indicizzati da un insieme di valori di colore in ingresso, utilizzando un processo di interpolazione trilineare.

Questo thread è rivolto a tutti i forumers interessati all’uso di 3DLUT e alle varie strategie utilizzate nella creazione delle stesse, tenendo conto dei vari softwares (DispcalGUI/ArgyllCMS – Calman – Lightspace) utilizzabili e delle varie periferiche che possono essere impiegate (HTPC/madVR – lettore Bluray/eeColor/Radiance).
Spero possa essere un luogo utile per scambiare opinioni ed esperienze diverse con l'intento di condividere piacevolmente uno spazio di interesse comune e magari fornire anche informazioni preziose per raggiungere più agevolmente i propri obiettivi.

Un particolare ringraziamento all’amico Riccardo (biasi) che con la sua competenza e la sua disponibilità rappresenta un continuo stimolo per l’approfondimento di questa affascinante materia che accomuna tanti forumers appassionati.

 

[Zimbalo]

Riporto il mio flusso di lavoro utilizzato per la creazione di una 3DLUT tramite DispcalGUI (DCG) per l’utilizzo con eeColor + Oppo BDP-93 + Kuro KRP.
Il PC utilizzato è un Sony Vaio – Intel i5 2.40 GHz – RAM 4 GB - scheda video NVIDIA GeForce GT 330 M – Windows 8.1
Colorimetro i1Display Pro profilato con JETI Specbos 1211-L

Il primo passo è stato quello di verificare se Oppo e PC combaciassero nelle misure fondamentali.

Ho collegato Oppo ad un ingresso HDMI del TV in RGB 16-235.

Ho collegato il PC ad un altro ingresso HDMI sempre in RGB 16-235, utilizzando “Estendi questi schermi” e frequenza di aggiornamento 24 Hz.

Nel pannello di controllo NVIDIA ho lasciato a default le impostazioni di gamma e colori.

Download e installazione di: madVR – ArgyllCMS – DCG

Dalla cartella madVR, ho lanciato “install.bat” come Amministratore.
Ho eseguito madTPG come Amministratore.
Ho settato nelle Properties di madVR: TV levels 16-235.

Ho settato la finestra di madTPG in questo modo, con Image Area 11% e Background 0%.

A questo punto ho confrontato Oppo + pattern disco Ted e PC + madVR (come generatore di pattern) tramite Calman (si può anche utilizzare HCFR).
Ho ottenuto questi risultati: per ogni colonna, a sinistra (Reference Meter) i valori da lettore, a dx (Profiled Meter) i valori da PC.

Bene. Una volta verificato che Oppo e PC “matchavano” adeguatamente, sono passato alla profilazione del mio TV.

Continua ...

 

[Zimbalo]

Il primo passo è stato quello di configurare il mio TV, settando Gamma, Contrasto, Luminosità, Gamut e Bilanciamento del bianco 2pt.
Mi sembra inutile soffermarmi sulla adeguata regolazione di questi parametri, ma spendo solo due parole su Gamma e Gamut.
1. Ho preferito partire con un Gamma lievemente più basso rispetto a quello settato nella creazione della LUT, infatti ho iniziato con 2.18 circa (ricordate che nella creazione della LUT dal profilo sarà agevole "togliere luce", più complicato "aggiungere luce").
2. Ho utilizzato il Gamut nativo del mio TV, sicuramente più ampio del target. Questo è un aspetto fondamentale. Può essere di aiuto in questa scelta eseguire tramite Lightspace la separazione RGB (questo tool è free) che ci dà un’ottima informazione sulla qualità del punto di partenza e quindi sull’esito finale della LUT. (Anche qui è utile ricordare che nella creazione della LUT dal profilo è impossibile aumentare la saturazione, mentre è facile ridurre la saturazione).
Il consiglio è quello di non toccare niente altro, anche se si ha un RGB 10pt e/o CMS del TV particolarmente accurati.

A questo punto sono passato alla creazione del profilo con DCG, previo caricamento di madVR come generatore di pattern.

Ho settato le impostazioni come da immagini allegate, ad eccezione del campo “Correction” dove ho inserito la matrice di correzione del mio colorimetro. Per chi non ha una matrice, può utilizzare i campioni spettrali generici per il suo TV (nell’esempio è riportato quello per un Plasma che è simile a quello utilizzato da Calman).

Nella sezione Calibrazione, ho tolto la spunta a “Correzione …” e ho lasciato Curva dei toni: Nativo (con il mio TV meglio non toccare la scala di grigi, già molto precisa).

Nella sezione Profiling, Qualità Alta e nel Testchart ho scelto un set di 2527 patches per una durata totale di due ore circa.

Una volta ottenuto il profilo, nella sezione 3DLUT ho creato diverse LUT con gamma a 2.22 – 2.30 – 2.40 – BT.

Ci sono voluti pochi minuti per quest'ultima fase.

A questo punto è bastato caricare le LUT su eeColor tramite la sua applicazione.
DCG può inoltre creare dal profilo le LUT in formato compatibile con madVR pronte ad essere utilizzate da questo rendering nel caso di utilizzo con HTPC.

 

[Zimbalo]

E' arrivato quindi il momento più atteso, quello della verifica della LUT.
Tale verifica può essere eseguita sia con lo stesso DCG, montando la LUT su madVR ed eseguendo un Color Checker con svariate patches tramite il comando Verification. Il programma, dopo le letture, salva un report in cui si trovano tantissime informazioni sul risultato ottenuto.

Questo è un esempio di report con DCG di una calibrazione di un OLED:

http://s000.tinyupload.com/index.php?file_id=55351534018305784989

Ma nel mio caso la verifica più importante è stata il controllo del risultato con Calman (software diverso) + pattern di Ted + Oppo + eeColor (sorgente diversa)

Questi alcuni report da Calman. Rassicurante ... direi
P.S. A parte i risultati rilevati dalla sonda, vi assicuro che nella visione l'intervento della LUT non passa inosservato

 

[f_carone]

Ciao Dario, ottimo lavoro.
Vorrei chiedere quanto segue:
1. puoi indicare dove reperire il tool free di Lighspace per la separazione RGB?
2. In DCG non specifichi cosa hai indicato alla prima opzione “Impostazioni”, dovrebbe essere indicato: “Video 3D LUT for eeColor (D64, Rec.709/Rec.1886”?
3. Sempre DCG, nella sezione "Calibration" hai Impostato “Curva dei toni=Nativo” quindi si intende che non vuoi calibrare gamma e grayscale presupponendo quindi che lo si abbia già fatto dai comandi TV e non solo per il D65 a 100IRE come normalmente succede con madVR anche se così si rischia di avere delle colorazioni indesiderate sul nero, poi la LUT la corregge in base alle scelte 3DLUT, in questo caso rimane il dubbio di cosa succede in caso di differenze marcate di Y tra PC e TV ???
4. Il file della 3DLUT per eecolor è in formato txt, se si importa tale file in madVR questi la converte in automatico, prova fatto da un amico per HTPC+madVR utilizzando Calman che di default era impostato in formato eecolor.txt, ed è successo quello che ho indicato.
5. perchè nella sezione 3DLUT hai impostato "Compensazione per livello in uscita nero=100%"?

grazie
ciao

PS: naturalmente le osservazioni e le domande cui sopra sono rivolte anche a tutti gli altri interessati .

 

[biasi]

1. puoi indicare dove reperire il tool free di Lighspace per la separazione RGB?

per utilizzare il tool free di LightSpace occorre:
1) scaricare il software da qui:
http://www.lightillusion.com/registration_lightspace.html
una volta inseriti i dati vi verrà inviato via email il link da cui scaricare il software
2) scaricare la licenza trial da qui:
http://www.lightillusion.com/registration_lightspace_dps.html
anche qui una volta inseriti i dati vi verrà inviato via email il link da cui scaricare la licenza
3) eseguire Lightspace e registrare la licenza scaricata precedentemente

Il programma però non è ufficialmente compatibile con la i1 display pro versione retail

 

[f_carone]

Quindi è la licenza trial di Lightspace pensavo ci fosse un tool specifico free.
grazie

 

[Zimbalo]

Spero di rispondere in maniera esaustiva ai tuoi quesiti:

1. Ti ha già risposto Riccardo
2. Il tipo di profilo deve essere XYZLUT + matrix
3. Io ti consiglio di partire dalla migliore situazione possibile con il solo bilanciamento del bianco 2pt, toccando solo High e Cut. In caso di scostamenti importanti del Y fra sorgenti, la cosa si complica e ovviamente dovresti cercare di minimizzarli con i controlli della scheda video
4. Si, madVR può caricare un file .txt e convertirlo nel suo formato. Oppure, al momento della creazione della LUT, si imposta in DCG il formato .3dlut che è quello accettato da madVR
5. Ti riporto quanto scritto nella guida ufficiale:

"Black output offset
(To see this setting, go into the “Options” menu, and enable “Show advanced options”)
Real displays do not have a zero black response, while all the target response curves do, so this has to be allowed for in some way.
The default way of handling this (equivalent to 100% black output offset) is to allow for this at the output of the ideal response curve, by offsetting and scaling the output values. This defined a curve that will match the responses that many other systems provide and may be a better match to the natural response of the display, but will give a less visually even response from black.
The other alternative is to offset and scale the input values into the ideal response curve so that zero input gives the actual non-zero display response. This ensures the most visually even progression from display minimum, but might be hard to achieve since it is different to the natural response of a display.
A subtlety is to provide a split between how much of the offset is accounted for as input to the ideal response curve, and how much is accounted for at the output, where the degree is 0.0 accounts for it all as input offset, and 100% accounts for all of it as output offset."

Questa è invece la risposta di uno degli sviluppatori di DCG a chi gli chiede:

"What do I do with Black output Offset?

This depends on the type of curve you want to target. Set it to 0% for BT. 1886-like (100% input offset), set it to 100% for what people refer to as "pure power". Set it to a value in-between to get a blend between input and output offset (personally I like a value around 50% as this seems to give a good compromise when it's unknown how the video material has been mastered, but that's just personal preference)."

 

[f_carone]

A riguardo alla domada 5, quindi e' la maniera di scegliere tra la sliding power=0% e la power law=100%.

 

[Zimbalo]

Si, corretto. Personalmente non ho mai provato il 50%.

 

[runner]

mi iscrivo a questa interessante discussione
@zimbalo: mi sbaglio o sei salentino?

 

[Zimbalo]

Confermo ... vinco qualcosa?

P.S. Complimentoni per la saletta, run!

 

[Zimbalo]

Voglio sottolineare un punto molto importante sulla regolazione del Gamut in partenza: è fondamentale che sia più ampio del target prefissato. Torno alla mia esperienza.
1. Se il vostro TV ha un Gamut nativo (non trattato dall'elettronica), usate questo. Nel Kuro si chiama Spazio colore 1 ed in confronto al 2 appare piuttosto impreciso, ma assicura una migliore Color Gradation.
2. Per la regolazione del Colore/Saturazione (il mio default è 0) ho utilizzato la separazione RGB di Lightspace e l'ho portato a +3.
(Per chi vuole omettere questo passaggio, tenga conto di verificare che nessun livello di saturazione di primari e secondari sia sottosaturo).
Questo il grafico RGB Separation pre-LUT.

In sintesi, con il Gamut nativo e Colore a +3, sono partito da questa situazione: tutt'altro che precisa, come potete vedere.

Ma una volta creata la LUT, il grafico è cambiato, direi sostanzialmente (per il Blue 100% nel Kuro non c'è LUT che tenga, sarà sempre lievemente sottosaturo). Ottimo Avg dE e ottima resa dei colori grazie all'utilizzo del Gamut nativo.

 

[f_carone]

Si, corretto. Personalmente non ho mai provato il 50%.

In effetti scegliendo di creare n.4 3DLUT con gamma a 2.22 – 2.30 – 2.40 – BT, facilmente richiamabili dall'eecolor (chiedo conferma se siano effettivamente richiamabili da telecomando al volo durante la visione) utilizzare "black compensation" al 50% non serve.

 

[Zimbalo]

Confermo Filippo. L'eeColor ha 6 memorie richiamabili con telecomando switchabili al volo.

 

[Zimbalo]

Vediamo ora il workflow di Calman nella creazione di una 3D LUT.
Partiremo anche in questo caso dopo aver regolato Gamma, Contrasto, Luminosità, Gamut e Bilanciamento del bianco 2pt come detto in precedenza.

Dalla cartella di madVR eseguiamo (come Amministratore) madTPG.

Apriamo Calman, carichiamo il nostro Colorimetro e nella sezione Source selezioniamo madVR con IP Address 127.0.0.1

Quindi nel Source Settings definiamo Pattern Size (consiglio 11%) e Pattern APL (0% se non volete APL, a vostra scelta se volete usare l’APL). Non checkate “Enable 3D LUT” – Checkate “Disable OSD Test”

In Direct Display Control carichiamo Spectracal – Cube Generator (madVR)

Se abbiamo un eeColor, possiamo caricarlo ora (si collega al PC tramite USB), ma si può anche lavorare con il Cube Generator e caricare successivamente la LUT tramite il software in dotazione all’eeColor.

Queste le finestre di dialogo nei due casi.

Continua ...

 

[Zimbalo]

Ora carichiamo il workflow Cube 3D LUT.

Nel Workflow Basic Options settiamo Colorspace Target D65-Rec.709 - Luminance Levels 16-235 – Gamma Formula Power 2.2 (o 2.4 o BT1886, dipende da che cosa preferite). Tenete comunque conto che grazie alla funzione Retarget LUT from Profile è sempre possibile ricreare LUT con gamma diverso a partire dallo stesso profilo.

Portiamoci direttamente al layout Create 3D Cube LUT e lanciamo l’Autocal.

Nella finestra di dialogo possiamo scegliere il tipo di profilo:
Lightning LUT (LUT molto veloce con poche patches, diciamo di assaggio)
IR Profile (time based)
IR Profile (point based) scegliendo il numero di patches che vogliamo utilizzare.
Io preferisco quest’ultima opzione.
Video Range: SMPTE 16-235 o 16-255 se vogliamo un White Clipping più alto, vicino al livello 255.

Quando il programma avrà terminato, troverete la LUT nella cartella Documenti – Spectracal – Calman 5 – LUTs
Potete caricare la LUT o su madVR per l’uso con HTPC o su eeColor per l’uso con lettore BluRay
Verificate la LUT e buona visione!

 

[biasi]

qui secondo me viene spiegato molto bene il concetto di LUT/3DLUT:
http://www.eizo.com/library/basics/maximum_display_colors/#top

 

[Zimbalo]

Molto interessante Riccardo. A questo proposito ricordo che il segnale in uscita da eeColor è a 12 bit per canale.
Anche quando collego il decoder Sky a eeColor il mio TV segnala 36 bit.

 

[Zimbalo]

Come giustamente ha ricordato Riccardo, il processo interno avviene invece a 16 bit per canale

Infatti Ted riporta su Displaycalibrations.com:

http://www.displaycalibrations.com/lut_boxes_comparisons.html