Projektor-Tuning Know How: Teil 3
Die verschiedenen Glieder der Heimkino-Kette und ihre Auswirkungen auf Messungen
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Das Projektor-Tuning dient dazu, die Bildqualität eines Projektors so weit wie möglich zu steigern. Der Projektor ist die Hauptkomponente des Heimkinos. Doch wie sieht es mit den anderen Gliedern der Heimkino-Kette aus? Auch sie wirken sich auf die Bildqualität aus. Daher stellt sich die Frage, wie groß ist der Einfluss, macht ein Projektor-Tuning alleine Sinn, oder führt nur eine Vor-Ort Kalibrierung zu guten Ergebnissen?

Eine komplette Heimkinokette besteht z.B. aus Projektor, DVD-Player (evtl. mit Zusatzgerät), Leinwand und Raum.

Wir haben den Einfluss jeder dieser Komponenten auf das Bild und vor allem auf die Messergebnisse der Instrumente analysiert.

 

1. Der DVD-Player

Neben dem Projektor die wichtigste Komponente ist der DVD-Player. Mit ihm steigt und fällt die Bildqualität in vielen Bereichen (De-Interlacing, Schärfe, Artefakte etc). Die für das Projektor-Tuning bzw. Bildkalibrierung relevanten Aspekte sind Farbdarstellung, Kontrast und Helligkeitsverteilung. Wie wirkt sich ein individuelles Player-Modell auf die Kalibrierungs-Messungen aus?

 

1.1 Farbdarstellung

Aus dem Gefühl heraus würde jeder Heimkinofreund sagen "Klar, mein DVD-Player hat einen wesentlichen Einfluss auf die Farbdarstellung". Eine Aussage die im Grunde stimmt. Doch wirkt sich der DVD-Player tatsächlich auf die Messergebnisse z.B. von "Colorfacts" aus? Eine Frage, die man bereits theoretisch beantworten kann: Wie in Teil 1 unserer Reihe erläutert, wird bei der Projektoren-Kalibrierung die Farbtemperatur von Graustufen auf 6500K optimiert. Grau wird aus allen drei Grundfarben gemischt. Stimmt hier das Mischverhältnis, stimmt es auch in allen anderen Farben. Zur Kalibrierung stellt der Projektor 11 verschiedene Grautestbilder dar, die in ihrer Farbtemperatur optimiert werden. Diese Grautestbilder werden von dem DVD-Player erzeugt.


Jede Graustufe ist ein eigenes Testbild

Die Bildinformationen sind auf der DVD aber nicht in Grundfarben (RGB), sondern im sogenannten YUV-Format aufgezeichnet. YUV ist ein Farbdifferenzsignal, bei dem das Y-Signal die Helligkeits- (Schwarz/Weiß) Informationen beinhaltet, U und V die Farb- (Chroma)-Informationen.


Das Y-Signal (links) beinhaltet das komplette DVD-Bild, nur ohne Farbe

Die für die Farbkalibrierung erforderlichen Grautestbilder beinhalten keine Farbe, daher werden sie ausschließlich von dem Schwarz/ Weiß Bild des Y-Signals erzeugt. Die Pegel der Farbkanäle U und V bleiben bei Null.
Damit ist die Frage bereits beantwortet: Wo keine Farbe übertragen wird, sollte auch kein Einfluss auf eben solche stattfinden.

Um diese Theorie zu überprüfen, haben wir verschiedene DVD-Player an ein und dem selben Projektor (Toshiba MT-8) angeschlossen und die Farbtemperatur per Messinstrument gemessen. Wir wählten ein günstiges Einsteiger Modell (Toshiba SD-530), einen Mittelklasse-Player (Marantz DV-4300) und zwei gehobene Player (Denon DVD 2800 MK II und Pioneer DV-747). Alle absolut gemessenen Werte haben wir in eine Tabelle eingetragen und die prozentualen Abweichungen berechnet. Die Ergebnisse sprechen für sich:

IRE Level

Pio. 747

Denon
2800

Marantz 4300

Toshi. 530

Mittel Wert Abw.: Pion. Abw.: Denon Abw.: Mar. Abw.: Tosh. Abw.: Mittel %

0

4501

4528

4348

4467

4461

40

67

113

6

57

1,27

10

6342

6169

6326

6257

6274

69

105

53

17

61

0,96

20

6487

6315

6526

6485

6453

34

138

73

32

69

1,07

30

6524

6409

6623

6502

6515

10

106

109

13

59

0,91

40

6576

6465

6625

6492

6540

37

75

86

48

61

0,93

50

6611

6454

6617

6574

6564

47

110

53

10

55

0,84

60

6513

6476

6668

6518

6544

31

68

124

26

62

0,95

70

6509

6513

6637

6556

6554

45

41

83

2

43

0,65

80

6609

6528

6655

6600

6598

11

70

57

2

35

0,53

90

6554

6501

6632

6583

6568

14

67

65

16

40

0,61

100

6596

6534

6630

6604

6591

5

57

39

13

29

0,43

 
Temperatur / Kelvin
Abweichung / Kelvin

%

0,79


Der maximal einzeln gemessene Unterschied zwischen zwei DVD-Playern beträgt hier rund 190K, immerhin 2,9% Abweichung, allerdings nur in einer von 11 gemessenen Helligkeiten.
Die über alle IRE Level hinweg gemessenen Farbtemperaturen zeigen bei verschiedenen DVD-Playern lediglich eine maximale Abweichung von 1,27% durchschnittlich nur 0,79%. Derartige Abweichungen sind minimal und vom Auge kaum wahrnehmbar. Zudem ist auch eine gewisse Messtoleranz der Instrumente zu berücksichtigen.

Die grafische Darstellung zeigt, wie nah die Farbtemperaturen beieinander liegen:


(Click auf das Bild für Vergrößerung)

Alle vier RGB-Histogramme im Überblick:


Zur doppelten Absicherung haben wir den selben Versuch mit einer anderen Player-Kombination (Einsteigergerät: Toshiba SD 530, Mittelklasse: Sony DVP-NS 730, Gehobene Klasse: Denon DVD 2800 und High-End: Denon DVD-A11) in Verbindung mit einem durch Projektor-Tuning vorkalibrierten Sanyo PLV-Z2 durchgeführt. Auch hier variieren die Ergebnisse kaum:

IRE Level

Sony 730

Toshi. 530

Denon 2800

Denon A-11

Mittel Wert Abw.: Sony Abw.: Tosh. Abw.: 2800 Abw.: A11 Abw.: Mittel %

0

9220

9069

9187

8344

8955

265

114

232

611

306

3,41

10

11818

11605

11733

11227

11596

222

9

137

369

184

1,59

20

9081

9105

9083

9014

9071

10

34

12

57

28

0,31

30

6975

6874

6964

6989

6951

25

77

14

39

38

0,55

40

6339

6208

6277

6366

6298

42

90

21

69

55

0,87

50

6161

6040

6149

6240

6148

14

108

2

93

54

0,87

60

6223

6219

6137

6343

6231

8

12

94

113

56

0,90

70

6513

6427

6426

6616

6496

18

69

70

121

69

1,06

80

6715

6571

6695

6858

6710

5

139

15

148

77

1,14

90

6858

6760

6792

6891

6825

33

65

33

66

49

0,72

100

6746

6629

6662

6802

6710

36

81

48

92

64

0,96

 
Temperatur / Kelvin
Abweichung / Kelvin

%

0,90


Die durchschnittliche Abweichung beträgt 0,9 %.


(Click aufs Bild für Vergrößerung)

RGB Histogramme im Überblick:


Der Einfluss des DVD-Players als Testbildgenerator ist bei dem Prinzip der Farbkalibrierung deutlich zu vernachlässigen. An dieser Stelle ergeben sich keine großen Unterschiede. Als nächstes untersuchen wir den Einfluss auf Kontrast und Helligkeitsverteilung.


Anmerkung
Je nach Heimkinokette erfolgt die Bildübertragung nicht per YUV, sondern per RGB. Manchmal erfolgt auch eine Signalwandlung durch Scaler etc. In beiden Fällen gilt: Ein hochwertiges Gerät zeichnet sich dadurch aus, dass die YUV - Farbcharakteristik der DVD nicht verfälscht wird.


1.2 Kontrast & Helligkeitsverteilung

Die Helligkeitsverteilung und der Kontrast werden ebenfalls mit monochromen Grau-Testbildern gemessen. Tatsächlich sind es die selben Testbilder wie zur Farbtemperaturmessung. Wie bereits erläutert, werden graue Bilder ausschließlich vom Y-Signal erzeugt. Die Helligkeitsinformation (sprich Graulevel) wird dabei nach einfachstem Prinzip von der Spannung bestimmt. Im Bereich von 0 bis 700 mV entspricht jede Spannung einer Helligkeit, das Verhältnis ist linear mit der Steigung "1".

Eigentlich ist dadurch die Spannungsverteilung normiert, d.h. jede Helligkeitsstufe der DVD muss einer bestimmten, festgelegten Spannung entsprechen. Durch Bauteiltoleranzen in den DVD-Playern können aber Ungenauigkeiten entstehen. Wie groß sind diese Abweichungen und damit der Einfluss des DVD-Players auf die Helligkeitsverteilung?

Wir haben die Signalpegel verschiedener DVD-Player (Einsteigergerät: Toshiba 530, Mittelklasse: Sony 930, Gehobene Klasse: Denon 2800 und High End: Denon DVD-A11) direkt per Oszilloskop gemessen und die tatsächlichen Spannungspegel in einer Liste zusammengetragen:


IRE Level

Denon 2800 Mk2

Sony 730

Toshiba 530

Denon A-11

Mittel Wert

Abw.: 2800

Abw.: Sony

Abw.: Tos.

Abw.: A11

Abw.: Mittel

%

10

73

72

72

72

72,25

0,75

0,25

0,25

0,25

0,375

0,52

20

148

144

142

145

144,75

3,25

0,75

2,75

0,25

1,75

1,21

30

218

217

217

218

217,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,23

40

287

287

285

290

287,25

0,25

0,25

2,25

2,75

1,375

0,48

50

356

359

356

365

359

3

0

3

6

3

0,84

60

431

431

429

437

432

1

1

3

5

2,5

0,58

70

506

503

503

512

506

0

3

3

6

3

0,59

80

581

581

576

587

581,25

0,25

0,25

5,25

5,75

2,875

0,49

90

640

637

643

643

640,75

0,75

3,75

2,25

2,25

2,25

0,35

100

712

706

710

714

710,5

1,5

4,5

0,5

3,5

2,5

0,35

 
Y-Spannung / mV
Abweichung / mV

%

0,56


Die Ergebnisse zeigen: Die durchschnittliche Spannungs-Abweichung beträgt lediglich 0,56%, maximal 1,21%. Die grafische Darstellung zeigt, wie ähnlich sich die ansonsten so unterschiedlichen DVD-Player in Sachen Gammaverteilung doch sind:


(Click auf das Bild für Vergrößerung)

Die Unterschiede sind kaum zu erkennen. Dementsprechend gering sind die Auswirkungen der tatsächlichen Helligkeitsverteilung auf der Leinwand. Zur Überprüfung haben wir wieder zwei Testreihen durchgeführt. Bei der ersten wurden wieder ein Toshiba 530, ein Marantz 4300, ein Denon 2800 MK II und ein Pioneer 747 an einen Toshiba MT-8 angeschlossen:

IRE Level

Toshiba
530

Pioneer 747

Denon 2800

Marantz 4300

Mittel Wert

Abw.:
Tos.

Abw.: Pio.

Abw.: Denon

Abw. Mara.

Abw. Mittel

%

0

0,104

0,097

0,096

0,099

0,099

0,005

0,002

0,003

0,000

0,003

2,59

10

1,045

0,993

0,979

1,026

1,011

0,035

0,018

0,032

0,015

0,025

0,02

20

2,995

2,857

2,838

2,921

2,903

0,092

0,046

0,065

0,018

0,055

0,05

30

6,222

5,989

5,900

6,220

6,083

0,139

0,094

0,183

0,138

0,138

0,14

40

10,903

10,202

10,416

10,825

10,586

0,316

0,385

0,171

0,239

0,278

0,27

50

17,731

16,345

16,697

17,497

17,068

0,664

0,722

0,371

0,430

0,547

0,52

60

26,176

24,110

25,145

25,785

25,304

0,873

1,194

0,159

0,481

0,677

0,63

70

37,680

34,471

35,717

36,370

36,059

1,620

1,588

0,343

0,310

0,965

0,80

80

50,255

46,191

48,576

48,791

48,453

1,802

2,262

0,123

0,338

1,131

0,96

90

66,069

60,847

63,219

62,609

63,186

2,883

2,339

0,033

0,577

1,458

1,10

100

80,721

75,743

79,286

78,660

78,602

2,118

2,860

0,684

0,057

1,430

1,26

 
Lichtmenge
Abweichung Lichtmenge

%

0,57


Die Colorfacts-Messungen zeigen den Signalpegeln der DVD-Player entsprechend ebenfalls nur eine Abweichung von durchschnittlich 0,57%. Abweichungen dieser Art sind vom menschlichen Auge nur sehr schwer wahrnehmbar.


Kaum Abweichungen in der Helligkeitsverteilung
(Click aufs Bild für Vergrößerung)

Die zweite Testreihe besteht wieder aus einem Sanyo PLV-Z2 in Verbindung mit einem Toshiba 530, einem Sony DVP-NS 730, einem Denon 2800 und einem Denon DVD-A11.

IRE Level

Toshiba 530

Sony 730

Denon 2800 MK2

Denon A-11

Mittel Wert Abw.:
Toshiba
Abw.:
Sony
Abw.:
Den. 2800
Abw.:
Den. A-11

Abw.:
Mittel

Abw. %

0

0,020

0,019

0,020

0,020

0,020

0,000

0,001

0,000

0,001

0,000

1,95

10

0,053

0,051

0,054

0,053

0,053

0,000

0,002

0,001

0,000

0,001

1,54

20

0,163

0,164

0,177

0,172

0,169

0,006

0,005

0,008

0,003

0,005

3,09

30

0,668

0,664

0,721

0,706

0,690

0,022

0,026

0,031

0,016

0,024

3,47

40

1,932

1,898

2,074

2,127

2,008

0,076

0,110

0,066

0,119

0,093

4,62

50

4,314

4,254

4,568

4,458

4,399

0,085

0,144

0,169

0,059

0,114

2,60

60

7,779

7,699

8,071

7,922

7,868

0,089

0,169

0,203

0,054

0,129

1,64

70

11,964

11,806

12,445

12,217

12,108

0,144

0,302

0,337

0,109

0,223

1,84

80

16,084

15,882

16,885

16,216

16,266

0,183

0,385

0,618

0,051

0,309

1,90

90

19,003

18,800

19,694

18,956

19,113

0,110

0,313

0,581

0,157

0,290

1,52

100

21,519

21,270

22,209

21,307

21,576

0,057

0,306

0,633

0,270

0,317

1,47

 
Lichtmenge
Abweichung Lichtmenge

%

2,37


Der Sanyo Z2 reagiert empfindlicher auf die minimalen Spannungsabweichungen. Die durchschnittliche Abweichung ist aber immer noch mit 2,37% äußerst gering.

Der durchschnittliche Einfluss der DVD Player auf die Helligkeitsverteilung ist nicht hoch und bei Messungen zu vernachlässigen. Dies lässt sich einfach erklären: Für die Helligkeitsdarstellung gibt es eine feste Norm, die von guten DVD-Playern eingehalten wird. Der allgemeine Standard aktueller DVD-Player ist in diesem Bereich nahezu perfekt.


Anmerkung

Manche DVD Player oder Scaler bieten einen eigenen Gamma Equalizer. Mit ihm lässt sich die lineare Helligkeitsverteilung "verbiegen". Die Anwendung ist aber nur dann sinnvoll, wenn der Projektor Defizite in seiner Helligkeitsverteilung hat. Genau diese Defizite werden aber durch Projektor-Tuning bereinigt. Ist dies nicht möglich, und nur dann, sollte der DVD-Player mit Veränderungen im Gamma-Equalizer in die Bildkalibrierung eingebunden werden. Bei obigem Beispiel eines Z2 wäre z.B. eine Gammakorrektur in helleren IRE Leveln per DVD-Player möglich.


1.3 Schwarz, Weiß, Kontrast

Der Kontrast im Bild wird ebenfalls nur minimal vom DVD-Player beeinflusst. Dies lässt sich sehr leicht in der Spannungs-Tabelle der Ausgangspegel ablesen. Bei Schwarz ist der Pegel nahezu 0mV, sprich keine Spannung liegt an. Der Schwarzwert im Bild ist stets der gleiche.
Die maximale Helligkeit, Weiß, wird vom Maximalpegel des DVD-Player bei 100% Helligkeit bestimmt. Bei guten DVD-Playern ist dies stets der gleiche Wert:

IRE - Level

Denon 28002

Sony 730

Toshiba 530

Denon A-11

Mittel Wert Abw.: 2800 Abw.: Sony Abw.: Tos. Abw.: A11 Abw.: Mittel %

100

712

706

710

714

710,5

1,5

4,5

0,5

3,5

2,5

0,35

 
Y-Spannung / mV
Abweichung / mV

%

0,35


Die Abweichung in Weiß beträgt nur 0,35%. Die Unterschiede sind so gering, dass sie im Kontrast kaum messbar sind.


1.4 Fazit DVD-Player

So wichtig der Einfluss des DVD-Players auf die Bildqualität ist (De-Interlacing, Overscan, Schärfe etc.) so überraschend gering ist der Einfluss auf die Messergebnisse der Bildkalibrierung per Colorfacts in Farbtemperatur und Helligkeitsverteilung. Unsere Auswahl an DVD-Playern erfolgte willkürlich nach Verfügbarkeit und stellt einen guten Querschnitt gängiger Geräte dar. Eine Erhöhung der Abweichungen beim Test von noch mehr Geräten ist kaum zu erwarten. Natürlich wird es das ein oder andere schwarze Schaf unter den DVD-Playern geben, doch handelt es sich hier um qualitativ wenig hochwertige Geräte. Ein guter DVD Player erfüllt die oben beschriebenen Darstellungsnormen.


2. Leinwand

Als nächstes Glied der Kette untersuchen wir die Leinwand. Hier gibt es unzählige Typen, die, je nach Ausführung, einen deutlichen Einfluss auf die Helligkeitsdarstellung nehmen. Die Lichtausbeute wird in Gain angegeben.

In diesem Artikel beschäftigen wir uns mit dem Thema Projektor-Tuning von Digitalprojektoren. Daher macht es nur Sinn, die für Digital-Projektoren gängigen und geeigneten Leinwände zu untersuchen. Welches sind gängige und geeignete Leinwände? Digital-Projektoren haben ihre Schwächen in der Schwarzwertdarstellung und ihre Stärken in einer hohen Lichtausbeute mit hellen Bildern. Die Leinwand sollte diesen Eigenschaften entgegenkommen. Eine High-Gain Leinwand ist nicht empfehlenswert, sie würde lediglich den Schwarzwert weiter aufhellen und helle Bilder unnatürlich steigern, die auch ohne Gain schon hell genug sind. Daher ist der empfehlenswerte, günstige und am weitesten verbreitete Leinwandtyp für Digital-Projektion die mattweiße Leinwand mit einem Gainfaktor von um 1.2 . Wir haben besagte Leinwandtypen auf ihren Einfluss auf Kalibrierung per Messung untersucht.


2.1 Farbtemperatur

Ein gute Leinwand zeichnet sich durch ihre Farbneutralität aus. Die Leinwand soll das einfallende Licht möglichst unverändert reflektieren. Jede Farbverschiebung würde sich nicht nur in der Farbe störend bemerkbar machen, sondern zeitgleich durch Absorption (subtraktive Farbfilterung) einen Helligkeitsverlust im Bild erzeugen.
Nach dieser Theorie ist kein großer Einfluss des zu untersuchenden Leinwandtyps zu erwarten. Was sagt die Praxis? In zwei Messreihen haben wir dies untersucht:

In unserem ersten Test haben wir die Farbdarstellung verschiedener Leinwände und gängigen "Heimwerker-Lösungen" gegenübergestellt.

Die erste Leinwand, eine E-Line 1.4, verfälscht die Bildqualität unseres Farb-kalibrierten Projektors (Toshiba MT-8) nicht. Die Farbtemperatur von 6500K wird fast punktgenau eingehalten:

Die RGB-Verteilung bestätigt die sehr gute Abstimmung der Grundfarben:

Als deutlichen Gegensatz zu einer Heimkino-optimierten Leinwand projizieren wir jetzt das Bild auf ein handelsübliches weißes Rollo, wie es zur Verdunklung von Fenstern benutzt wird.

Hier könnte man Farbverfälschungen erwarten. Doch tatsächlich ist die Farbtemperatur weiterhin verblüffend akkurat:


"Billiges" Rollo aus dem Baumarkt

Lediglich die Blau / Rot Verteilung hat sich minimal verändert, im Bild kaum auszumachen.

Als drittes testen wir wieder ein Markenprodukt, eine Spalluto WS-S Mattweiß 1,2 Gain Leinwand. Wie nicht anders zu erwarten, verfälscht auch sie die Farbtemperatur kaum:


Hochwertige Leinwand

Um eine maximale Ungenauigkeit zu provozieren, testen wir zuletzt eine seidenglänzende, leicht strukturierte Kunststoff-beschichtete Spanplatte, ein Alptraum für jedes Heimkino. Aber auch sie zeigt sich sehr Farb-neutral:


Weiß beschichtete Spanplatte

Alle "Leinwandtypen" zeigen nur minimale Veränderungen in der Projektion. Wie minimal, haben wir wieder durch eine statistische Aufstellung ermittelt:

IRE Level

Spalluto

E-Line

Span

Rolo

Mittel Wert

Abw.: Spall. Abw.: E-Line Abw.: Span Abw.: Rolo Abw.: Mittel %

0

4467

4378

4588

4353

4447

21

69

142

94

81

1,82

10

6257

6454

6290

6228

6307

50

147

17

79

73

1,16

20

6485

6537

6435

6296

6438

47

99

3

142

73

1,13

30

6502

6638

6502

6406

6512

10

126

10

106

63

0,97

40

6492

6622

6429

6381

6481

11

141

52

100

76

1,17

50

6574

6610

6494

6382

6515

59

95

21

133

77

1,18

60

6518

6568

6436

6348

6468

51

101

32

120

76

1,17

70

6556

6594

6489

6387

6507

50

88

18

120

69

1,05

80

6600

6584

6525

6384

6523

77

61

2

139

70

1,07

90

6583

6574

6498

6366

6505

78

69

7

139

73

1,13

100

6604

6614

6538

6406

6541

64

74

3

135

69

1,05

 
Temperatur / Kelvin
Abweichung / Kelvin

%

1,11


Die Tabelle zeigt eine durchschnittliche Abweichung von 1,11%, ein Wert, der bei genauestem Hingucken und geübtem Auge in Grau sichtbar sein könnte, aber im normalen Filmbetrieb absolut vernachlässigt werden kann. In einem zusammengefassten Diagramm können die Differenzen grafisch abgelesen werden.


2.2 Helligkeitsverteilung

Die Helligkeitsverteilung ist direkt abhängig von den Reflektionseigenschaften der Leinwand. Hier macht sich ein eventueller Gain-Faktor bemerkbar. Die für Digital-Projektion günstigen Matt-Weiß Leinwände sollen sich mit einem Gainfaktor von 1 bis 1,2 auch in Hinblick auf Lichtausbeute neutral verhalten. Das Licht wird nicht polarisiert und möglichst auch nicht absorbiert.
Dementsprechend "unverfälscht" sollte die Helligkeitsverteilung des Projektors auf der Leinwand erscheinen.

Unsere E-Line-Leinwand und das "Billig-Rollo" zeigen hier verblüffend ähnliche Ergebnisse in Verbindung mit einem DLA-G10. Die Gammaverteilung unterscheidet sich hier mit bloßem Auge gar nicht erkennbar.


Identische Gammaverteilung zwischen Leinwand & Rollo

In unserem zweiten Versuch vergleichen wir die Spalluto WS-S Mattweiß Leinwand mit unserer Weiß beschichteten Spanplatte, beleuchtet von einem Toshiba MT-8:


Leichte Veränderung durch nicht optimale Reflektion

Erst durch die glänzend reflektierte Oberfläche mit Hot-Spot Verhalten wird die Gammaverteilung beeinflusst.


2.3 Fazit Leinwand

In unserer Versuchsreihe haben wir nur die typischen für Digital-Projektion verwendeten Leinwandtypen berücksichtigt. Natürlich gibt es auch Spezialmodelle mit hohem Gain, Kontrastverstärkung oder farbverfälschenden Eigenschaften. Doch diese sind eher selten. Besitzt man eine Standard Mattweiß-Leinwand, so macht sich der Faktor Leinwand weder bei der Farbtemperatur noch bei der Helligkeitsverteilung in Messungen stark bemerkbar.



3. Raum

Als dritte wesentliche Heimkino-Komponente bleibt der Raum. Unterschiedliche Raumbedingungen können zu unterschiedlichen Bildergebnissen führen. Dies ist unstrittig. Wir erläutern in diesem Kapitel einerseits den Einfluss des Raumes auf die Farb- und Helligkeitsverteilungs-Messungen und andererseits den tatsächlichen Einfluss auf Kontrast und mögliche Bildoptimierung.


Wieso wirkt sich der Raum auf die Bilddarstellung aus?

Heimkinoprojektoren projizieren ein großes Bild optisch auf eine weiße Leinwand. Diese reflektiert das einfallende Licht möglichst ohne Verlust zurück in Richtung Zuschauer. Doch das reflektierte Licht landet nicht nur beim Zuschauer sondern, durch Streuung, überall im Raum. Sieht man sich während einer Projektion im Raum um, so sieht man, dass der gesamte Raum in hellen Szenen erleuchtet erscheint.
Hier entsteht das Problem: Das von der Leinwand reflektierte Licht verteilt sich im Raum und wird von eventuell hellen Wänden, Decken und Böden wiederum reflektiert, das entstehende Streulicht gelangt wieder auf die Leinwand und beeinflusst die Bilddarstellung. Lässt sich dieser Einfluss messen?


3.1 Farbdarstellung

Die Farbdarstellung des Bildes würde nur dann beeinflusst, wenn der Raum nur eine bestimmte Farbe in besonderem Maße reflektiert. Hätten wir z.B. einen Raum mit rotem Teppich, roten Möbeln und roten Wänden, würde nur rotes Streulicht entstehen und das Bild rötlich einfärben. Derart farblich extreme Innenarchitektur ist aber nur in bestimmten Lokalitäten zu vermuten, nicht aber im normalen Wohnzimmer. Hier dominiert in der Regel keine Farbe in so ausgeprägter Weise.


3.2 Helligkeitsdarstellung

Anders sieht es bei der Helligkeitsdarstellung aus. Wie gerade erläutert, fällt in hellen Räumen mehr Streulicht zurück auf die Leinwand als in dunklen. In hellen Räumen wird also das Bild proportional zur vom Projektor ausgegebenen Lichtmenge aufgehellt. Betrachten wir hierzu zwei verschiedene Heimkinoräume: Der erste Raum ist ein typisch Heimkino-getrimmter Raum mit schwarzem Teppich, abgedunkelten Wänden und dunkler Decke. Durch die dunkle Verkleidung entsteht nur wenig Streulicht. Der Raum bleibt auch bei hellen Bildern weitgehendst dunkel, sehr wenig Licht gelangt zurück auf die Leinwand.



Dunkle Vorhänge, dunkle Decke...

... dunkler Teppich

Wir messen die Helligkeitsverteilung und erhalten den für Video erforderlichen Anstiegswert von 2.2

Nun verwandeln wir den Raum in einen "normalen" Raum mit hellen Wänden, hellem Boden und heller Decke. Bei der Projektion entsteht jetzt ungemein viel Streulicht, das das Kinobild in hellen Szenen zusätzlich aufhellt.


Helle Wände, heller Teppich...

...helle Decke

Wieder messen wir die Helligkeitsverteilung:

Praktisch keine Abweichung ist festzustellen. Dieses zunächst überraschende Ergebnis ist leicht durch die Theorie zu belegen: Wieder muss man sich vor Augen führen, wie Colorfacts die Helligkeitsverteilung misst: Es werden 11 Grauflächen hintereinander auf die Leinwand projiziert, jede Graufläche stellt ein eigenes Testbild dar.

Bei einem dunklem Level, z.B. 20 IRE, gelangt nur relativ wenig Streulicht in den Raum und zurück auf die Leinwand. Das Bild wird nur unmerklich aufgehellt.
Bei einem hellerem Level, z.B. 80 IRE, gelangt mehr Streulicht in den Raum und zurück auf die Leinwand, das Bild wird absolut gesehen mehr aufgehellt. Prozentual gesehen ist aber die Aufhellung genau die selbe wie bei dem dunklen Bild. Durch diesen gleichmäßigen Anstieg des Raumeinflusses bleibt die Helligkeitsverteilung nach Colofacts-Messung unverändert. Für Colorfacts ist daher der Raum als Einflusskomponente wenig relevant.

Die absoluten Messergebnisse zeigen die prozentual ansteigende Aufhellung der IRE Level. Das Bild ist zwar durchweg heller, aber die Helligkeitsverteilung bleibt gleich:

IRE Level

Raum A (Dunkel)

Raum B (Hell)

Faktor A zu B

Helligkeit Raum A

Helligkeit Raum B

%-Differenz

0

0,058

0.063

1,086

0,123 %

0,121 %

0,002

10

0.349

0.380

1,088

0,742 %

0,731 %

0,011

20

1.186

1.301

1,096

2,524 %

2,501 %

0,023

30

3.364

3.628

1,078

7,161 %

6,979 %

0,182

40

5.912

6.402

1,080

12,586 %

12,31 %

0,276

50

9.679

10.426

1,077

20,605 %

20,056 %

0,599

60

15.485

17.095

1,103

32,966 %

32,885 %

0,081

70

21.865

24.262

1,109

46,549 %

46,672 %

0,123

80

28.670

31.811

1,100

61,036 %

61,195 %

0,159

90

36.736

40.732

1,108

78,208 %

78,350 %

0,142

100

46.972

51.983

1,107

100 %

100 %

0

Abweichung: 0,145 %

Nur 0,145 % Abweichung!

Dennoch: Wie in der Einleitung dieses Kapitels erwähnt, hat der Raum einen nicht unerheblichen Einfluss auf die Helligkeitsdarstellung, besonders auf den Kontrast:


3.3 Kontrasteinfluss des Raumes

Je heller der Raum, desto geringer wird der tatsächliche Kontrast. Diese einfach wirkende Aussage gilt jedoch nicht für jeden Bildinhalt. Sehr dunkle Szenen werden z.B. durch den Raum wesentlich weniger beeinflusst als helle Szenen. Die prozentuale Abhängigkeit macht sich erst dann wirklich negativ bemerkbar, wenn helle und dunkle Bildinhalte zeitgleich auf der Leinwand erscheinen, wie z.B. in diesem Testbild.

Was passiert? Der helle Teil des Bildes (oben) reflektiert viel Licht in den Raum. Es entsteht eine große Menge Streulicht, das wiederum an die Leinwand gelangt, leider aber nicht nur im hellen Bereich, sondern auch im dunklen (unten). Die dunklen Bilddetails werden "überstrahlt" und verlieren ihre "Dunkelheit". Der Kontrast geht verloren und Bilddetails werden eventuell verschluckt.


Dunkle Abstufungen verschwinden durch Überstrahlung

Colorfacts bietet nur eine einzige Testsequenz an, die diesen Kontrastverlust berücksichtigt: Die Schachbrett-Kontrast-Messung. Hier wird zunächst der Level eines schwarzen Feldes und anschließend der Level eines hellen Feldes gemessen.

Durch die weißen und schwarzen Felder entsteht gerade beschriebener Überstrahleffekt, der tatsächliche Kontrast wird gemessen. Die Ergebnisse fallen grundsätzlich wesentlich ernüchternder aus als bei die On/Off Kontrastmessung.

Hier enden die objektiven Messmöglichkeiten in Bezug auf Raumeinfluss. Das dürfen sie auch, denn mit den gebotenen Funktionen lässt sich der Projektor auf die für Video erforderlichen Merkmale (Farbtemperatur 6500K, Gammakurve 2.2) ohne Probleme kalibrieren. Werden bei dieser kalibrierten Einstellung durch Streulicht im Raum gewisse dunkle Bildinhalte in manchen Bildinhalten verschluckt, so ist in diesem Raum ganz einfach keine optimale Bilddarstellung möglich, eine einfache prägnante und wahre Feststellung.

Negative Raumeinflüsse durch Bildaufhellung können durch eine Anhebung der Gammaverteilung bekämpft werden. In diesem Fall werden die unteren Helligkeitsstufen des Bildes künstlich aufgehellt, und nicht mehr so stark vom Streulicht verschluckt.


Gammaanhebung: Bei starken Kontrasten bleiben dunkle Bildpartien erhalten

Aber: Jede Verfremdung dieser Art stellt eine deutliche Abweichung vom objektiv optimalen Standard (2.2) dar, eine akkurate Bilddarstellung wird dadurch nicht gewährleistet.
Denn wie bei jeder subjektiven Anpassung müssen hier Kompromisse eingegangen werden: Durch Streulicht im Raum können dunkle Konturen bei starken Kontrasten verschluckt werden. Ein gutes Beispiel hierfür: Gegenlichtaufnahmen (hier aus dem Film "Seven").


Die Jacke wird überstrahlt und verliert Konturen

Hebt man das Gamma an, so werden dunkle Bilddetails aufgehellt:


Eine Gammaanhebung "rettet" Konturen bei begrenztem Kontrast

Leider werden aber nicht nur kontraststarke Bildinhalte angehoben, sondern auch dunkle Szenen. Und hier schlägt die gerade durchgeführte subjektive "Bildverbesserung" in eine "Bildverschlechterung" um: Betrachtet man z.B. dunkle, atmosphärische Szenen des selben Filmes ("Seven"): Ein dunkler Tatort wird untersucht, die Atmosphäre ist düster und spannend:


Düstere Szene mit Atmosphäre: Der Hintergrund ist nur subtil wahrnehmbar

Bei einer Gammaanhebung erscheinen aber sämtliche Bilddetails deutlich aufgehellt, anstelle von kaum wahrnehmbaren Konturen, wie sie in der perfekten Projektion oder in Wirklichkeit erscheinen würden, ist alles so hell, als würde es künstlich beleuchtet.


Bildverfremdung durch Gammaanhebung: Wozu braucht Brad Pitt in dem hellen Raum eigentlich die Taschenlampe?

Dadurch wird die Atmosphäre deutlich vermindert, der Film verliert seinen Bann und die Bildkomposition des Regisseurs wird nicht akkurat rekonstruiert. Man erkennt leicht, das verlassen des Gamma-Optimums und die Anpassung auf den Raum, unterliegt den subjektiven Eindrücken und Wünschen des Betrachters. Daher existiert hier kein objektives Optimum, schon gar nicht eine Norm. Und wo beides nicht gegeben ist, kann auch nicht von "kalibrieren" gesprochen werden (Kalibrieren = Auf eine einheitlich genormte Größe bringen).


3.4 Fazit Raum

Der Raum hat einen nicht unwesentlichen Einfluss auf die Kontrasteigenschaften eines Bildes. Da hier die genormte Helligkeitsverteilung von 2.2 nicht in allen Bildinhalten zu guten Ergebnissen führt, ist eventuell eine Anpassung an den Raum in Betracht zu ziehen. Diese Anpassung ist aber überwiegend subjektiv und nicht messtechnisch zu optimieren. Verschiedene Präferenzen des Betrachters führen zu verschieden "akzeptablen" Ergebnissen.



4. Fazit

In diesem dritten Teil unserer Reihe haben wir gezeigt, dass die einzelnen Glieder der Heimkinokette (Signalquelle, Leinwand, räumliche Gegebenheiten) einen gewissen Einfluss auf die Bilddarstellung haben. Verschiedene Konstellationen können zu Abweichungen vom Optimum führen. Durchschnittlich gutes Equipment vorausgesetzt, sind die gemessenen Einflüsse allerdings gering, da einzelne Komponenten die für Heimkino gültigen Normen einhalten müssen.

Den Löwenanteil der möglichen Bildverbesserung macht deutlich der Projektor selber aus, da es hier durch den komplexen optischen Aufbau des Lichtwegs den Firmen in vielen Fällen nicht gelingt, die Normen einzuhalten, dies gilt besonders für günstige Geräte. Optik ist und bleibt die grundsätzlich teuerste Komponente.


Beispiel: Farbverbesserung durch Projektor-Tuning (Z2 vorher / nachher)

Eine Vor-Ort Kalibrierung kann gegenüber dem Projektor-Tuning, wenn kompetent durchgeführt, zu einer weiteren Optimierung der gebotenen Bildqualität führen, nicht jedoch in dem Maße, das man sich intuitiv vorstellt. Daher ist diese aufwändige und kostenintensive Variante nur sehr anspruchsvollen Heimkinofreunden zu empfehlen, die auch kleinste Veränderungen im Bild per Auge wahrnehmen können.


Beispiel: Farbverteilungsunterschiede durch DVD Player

Schwieriger wird es zudem bei starken Helligkeitseinflüssen durch den Raum. In einem derartigen Fall ist eine objektiv "perfekte" Bilddarstellung nicht zu erreichen, lediglich eine subjektive Verbesserungen möglicher Bildkompositionen. Die besten Ergebnisse liegen hier im Auge des Betrachters und können daher auch individuell per Test-DVD und Auge angepasst werden, da die objektive Norm ohnehin verlassen werden muss. Testscheiben, wie die Peter-Finzel DVD, die www.projektor-tuning.de bei jeder Optimierung auf Anfrage beilegt, erklären die relevanten Parameter und die ohne Messinstrumente durchführbaren Optimierungs-Methoden.






Eine Kombination aus Kalibrierung und anschließend persönlicher Überprüfung der Ergebnisse / Verbesserungen per Testscheibe wird somit ermöglicht, die in unseren Augen kostengünstigste und effektivste Methode der Optimierung.

Im vierten Teil unserer Reihe werden wir die wichtigsten Etappen zum Projektor-Tuning erläutern...

www.Cine4Home.de