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Was bringt das neue Update? |
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Der Start des neuen UHD-Premium Standards, der vor wenigen Wochen mit der Einführung der 4K Bluray hierzulande erfolgte, verlief erwartungsgemäß holprig: Nicht alle Projektoren / TVs vertrugen sich problemlos mit den Zuspielern, obwohl bisher nur zwei Modelle (Samsung K8500 und Panasonic UB900) am Markt verfügbar sind. Zudem war das Bild „out of the box“ alles andere als beeindruckend oder gar sensationell, wie vorher versprochen: Zu Dunkel, zu kontrastschwach und farblich stark verfremdet. „So kann das nicht gedacht sein“, wird sich so mancher Heimkinofan zurecht gesagt haben.
Und auch am VW520, der seit seiner Einführung aktiv von Sony mit HDR Kompatibilität beworben wurde, hatte sich bislang nicht mit Ruhm bekleckert: In Verbindung mit dem Samsung Player konnte diesem kein vollwertiges 10bit-HDR entlockt werden und auch mit dem Panasonic war die Bilddarstellung so dunkel, dass der Eindruck entstand, dass der Beamer nicht genügend Lichtreserven für HDR zur Verfügung stellen kann.
„Erste Hilfe“ gabe es vor Wochen schon
Doch die technischen Fähigkeiten eines 4K HighEnd Beamers wie dem VPL-VW520 passen sehr gut zu HDR, wie wir schließlich mit unseren Tests und zahlreichen Erklärvideos erstmals bewiesen haben. Und spätestens seit unserer HDR-Einstellanleitung auf Youtube zeigen die meisten VW520 bei den Händlern und in den Heimkinos eine beeindruckende HDR-Performance, die beweist: In Sachen Farbdarstellung, Schärfe und Bildplastizität ist UHD Premium dem herkömmlichen FullHD / SDR Standard deutlich überlegen. Es müssen auch keine Kompromisse zugunsten des neuen Standards eingegangen werden, wenn man den Projektor richtig kalibriert.
Doch der Weg zum perfekten UHD-Premium Bild war mühselig und nur mit dem Panasonic Player möglich: Im Service Menü müssen die Weißpegel richtig adaptiert werden und per Color_Management müssen die Farben angepasst werden, da der VW520 nicht über den kompletten DCI-Kinofarbraum verfügt. Die meisten Hobbyisten, aber auch Profis sind mit dieser neuen Materie überfordert.
Nun hat Sony reagiert und stellt auf seiner Supportseite seit Anfang Juni ein Firmware-Update für den VW520 zur Verfügung (V2.203), das sowohl die Kompatibilität zu UHD Premium Quellen als auch die Bildqualität verbessern soll. Auch der kleine Bruder VW320 erlangt durch das Update erstmals die HDR-Kompatibilität, was ihn deutlich aufwertet. Ist das Update nun endlich die lang ersehnte „Plug & Play“ Lösung, durch die Sonys 4K Beamer ohne große „Zusatzanstrengungen“ eine optimale HDR-Leistung erringt? Wir haben es untersucht und präsentieren in diesem Special die „ungefärbte Wahrheit“:
Installation Löblicherweise kann das Update vom Anwender selbst eingespielt werden und der Projektor muss hierfür nicht in den Sevice geschickt werden. Auch muss kein externer Computer oder Spezialprogramme bemüht werden, ein einfacher USB-Memorystick, wie ihn jeder irgendwo „rumliegen“ hat, genügt.
Einfach die Zip-Datei herunterladen, das entpackte Verzeichnis auf den formatierten Memory-Stick kopieren und diesen in den USB-Port des VW520 einstecken. Dann einschalten und warten, lange warten: Nach gelbem, grünen und roten Blinken (Ca. 20 Minuten insgesamt) geht der Projektor schließlich wieder an und zeigt im InfoScreen die neue Firmware „2.203“
Kompatibilität Im Logfile ist eine verbesserte Kompatibilität zu den UHD-Playern vermerkt, was sich wohl in erster Linie auf den Samsung K8500 beziehen soll, zudem der VW520 bisher nicht voll kompatibel war (Lediglich 8bit HDR war bisher in dieser Kombination möglich).
Daher galt unser erster Test direkt der Konstellation VW520 <-> Samsung K8500: Wählt man im Player Menü „Auto“ als HDMI-Signalübertragung funktioniert die HDR-Verbindung (endlich) problemlos über 10bit. Mit dem Update ist der Samsung jetzt tatsächlich ab sofort eine gute und günstige Alternative zum (überteuerten) Panasonic UB900. Durch diese Verbesserung hat das Update seine Daseinsberechtigung bereits bestätigt.
HDR „Out of the Box“ – Vor dem Update: Das größte Problem des VW520 Modus war der maximale Weißpegel: Der HDR Standard ist im Grunde für Fernseher gemacht und teilt jedem Signalpegel (bei 10bit von 0 bis 1023) eine feste Helligkeit zu. Der Dynamikbereich dieser Helligkeitsstufen geht von 0 = 0nit (Schwarz) bis 1023 = Vollweiß = 10,000nits. Dies ist eine extrem hohe Helligkeit, die bislang kein Fernseher (geschweige denn Beamer) am Markt erreicht. Aktuelle Top-TVs erreichen rund 1000nits (cd/m²), gerade ein Zehntel des angestrebten Maximums. Projektorenhelligkeiten sind mit denen von Fernsehern nicht zu vergleichen, da sie eine wesentlich größere Bildfläche ausleuchten und unser Blickfeld viel mehr ausfüllen, als ein kleiner TV. Hier gilt als Anhaltspunkt für HDR die Dolby-Vorgabe von 32ftl maximaler Weißpegel für Kinos. Bis zu einer Bildgröße von rund 3m erfüllt der VPL-VW520 diese Richtlinie problemlos, in der Praxis kann er bis 4m für HDR genutzt werden. Doch vor dem Update erschien sein HDR Bild viel zu dunkel, ja geradezu „finster“.
SDR oben gegen HDR unten
Dieses schlechte Ergebnis ist allerdings nicht (wie von vielen falsch behauptet) auf die physikalische Helligkeit des Projektors zurückzuführen, sondern auf den Pegelumfang, den er versucht abzubilden. Dieser beläuft sich vor dem Update auf den vollen Umfang von 0 bis 10,000nits, der für die Lichtleistung des VW520 viel zu groß gewählt wurde. Mit anderen Worten: Der Projektor reservierte den Großteil seiner Leuchtkraft für besonders helle HDR „Highlight“, die in 99% der Bilder gar nicht vorkommen.
Für die normalen Helligkeitsstufen bleiben dadurch relativ zum Weißpegel zu wenig Lichtreserven übrig, das „Normalbild“ ist zu dunkel und „säuft ab“. Vor dem Update hat der VW520 so durchschnittlich nur rund einem 150 Lumen Beamer mit zu steilem Gamma entsprochen. Auch die Farbdarstellung war vor dem Update alles andere als akzeptabel: Der VW520 verfügt nicht über den vollen DCI Farbraum, nach dem die UHD-Premium Scheiben aufgezeichnet wurden: Sein Grün ist zu gelblich und erreicht nicht den vollen Sättigungsgrad wie im Kino.
Dieser Grünmangel wurde bei Wiedergabe nicht berücksichtigt, so dass die Farbmischungen durchgehend zu rötlich erschienen. Alles in allem erscheint so die UHD-Premium Wiedergabe viel zu dunkel und rotstichig.
Nicht gerade eine natürliche Farbreproduktion
„Out of the Box“ war der VW520 somit nicht für HDR nutzbar, erst durch aufwändige Korrekturen des Weißpegels im Service Menü und mittels Farbkorrektur durch das ColorManagement war es möglich, eine ansprechende HDR-Reproduktion zu erzielen.
HDR „Out of the Box“ – nach dem Update: Laut Hersteller soll die HDR / UHD-Premium Wiedergabe in der Bildqualität verbessert worden sein. Dies alleine ist kein schweres Unterfangen, denn vor dem Update war die HDR-Wiedergabe ohne aufwändige Korrekturen schlichtweg indiskutabel, es konnte also nur besser werden. Die Frage ist vielmehr: Wie optimal wird die Bildleistung „out of the box“, also ohne große nachträgliche Korrekturen, ausgereizt? Ist der Sony VPL-VW520 nun auch für Laien dank des Updates wirklich HDR-fähig? Dies haben wir untersucht: Wie gerade erläutert war die Hauptursache für die zu dunkle Bilddarstellung der Pegelumfang des VW520, der von 0 bis 10,000nits betrug und somit zuviel Lichtreserven für ungenutzte „Highlights“ reservierte. Dies ergab auch deshalb keinen Sinn, weil keine der bisher veröffentlichten BD-Titel derart hohe Helligkeiten aufgezeichnet haben.
Als erstes untersuchten wir den maximal dargestellten Helligkeitspegel nach dem Update mittels einer vollen HDR-Grautreppe (0 bis 10,000nits). Wie man dem Foto oben entnehmen kann, beträgt dieser nach dem Update nun ca. 1200nits, alle Helligkeiten ab 1300nits werden „abgeschnitten“, was wie erläutert kein Problem darstellt, da sie auf den Blurays derzeit gar nicht vorkommen. Damit haben sich die Ingenieure diesmal vornehmlich an dem aktuellen Softwarestand orientiert, dies erscheint zunächst vernünftig. Mit realen UHD-Premium Filmmaterial zeigt sich die Bilddarstellung deutlich heller also vor dem Update, in dieser Hinsicht sind starke Verbesserungen zu verzeichnen. Aber dennoch: Im direkten Vergleich zur jeweiligen SDR-Version desselben Filmes erscheint die HDR-Darstellung merklich dunkler und weniger „begehrenswert“, als versprochen. Tatsächlich würde nahezu jeder Großbildfan die SDR Variante weiterhin bevorzugen, dies kann nicht im Sinne des (HDR) Erfinders sein.
Nach dem Update bereits besser, aber immernoch etwas
Auch dunkle Bildelemente werden verschluckt, die Durchzeichnung ist alles andere als vorbildlich. Doch gerade HDR soll dank der höheren Bittiefe eine wesentlich präzisere und subtilere Durchzeichnung erlauben, als SDR, auch hier scheint noch nicht alles perfekt zu sein.
Die Ursache zeigt sich bei erneuter Überprüfung der Grautreppe: Die 1nits Graustufe wird bereits sehr dunkel abgebildet, die 0,1nits Stufe ist kaum noch zu erahnen. Alle Graustufen darunter werden unterdrückt und sind auch mit dem Helligkeitsregler nicht hervorzuholen. Dies ist kein optimales Ergebnis und sorgt dafür, dass dunkle Details in Schwarz „verschwinden“. Die Farbdarstellung wirkt moderater als vor dem Update und der massive Rotstich ist abgemildert. Dennoch ist die Farbwiedergabe nicht ganz stimmig und bedarf einer Korrektur, wenn auch keiner so großen, wie vor dem Update. Fazit: Das „out of the box“ Bild ist nach dem Update sichtbar verbessert, doch leider entspricht es noch immer nicht dem Optimum. Im direkten Vergleich zum SDR-Bild werden Mängel in Durchschnittshelligkeit und Durchzeichnung deutlich, so dass die Vorteile von HDR nicht sofort ersichtlich werden. Insgesamt ein Schritt in die richtige Richtung, aber sicherlich nicht die „finale Lösung“.
Nachträgliche Optimierung (Theorie): Ein zu dunkles Bild mit schlechter Durchzeichnung nah an Schwarz lässt weiterhin auf eine nicht optimale Pegelabstimmung auf die Quelle schließen. Wie kann das sein, wo sie doch (wie bereits erwähnt) auf die Norm geeicht wurde? Und was ist eigentlich für HDR der „optimal“ Pegel, gibt es da objektive Kriterien?
Im Diagramm oben sehen wir den gesamten (Signal-)Pegelumfang von HDR, von 0 = Schwarz bis 1023 = 10,000nits = Weiß. Da die aktuellen TV-Generationen „nur“ den Bereich bis 1000nits erreichen, werden bislang auch keine höheren Helligkeiten auf der 4K-Bluray aufgezeichnet laut. Zudem empfiehlt die Blu Ray Disc Associaton, dass Helligkeiten über 1000nits eh nur für besondere „Highlight“, also nur in Ausnahmefällen für kurze Blendeffekte eingesetzt werden sollen.
In der Praxis wird also nur ein Teil des HDR-Gammas (EOTF) ständig genutzt, darüber bleibt die absolute Ausnahme. Die Sony Ingenieure haben dem mit ihrer neuen Abstimmung des VW520 durch das Update Rechnung getragen: Da er bis 1200nits anzeigt, haben sie einen Spielraum von etwas über 200 Nits für „Highlights“ hinterlegt, was zwar in der Theorie Sinn ergibt, in der Praxis leider ab wertvolles Licht kostet. Dies bringt uns zum zweiten Kriterium: HDR (High Dynamic Range) lebt von einem besonders hohen Dynamikumfang, der sich durch ein besonders dunkles Schwarz und eine besonders hohe Maximalhelligkeit auszeichnet. Und besonderes letzteres ist bei Projektoren ein „Problem“, da sie die 1000nits Leuchtdichte von TVs niemals erreichen können. Auch Dolby hat diesen Umstand schon berücksichtigt und empfiehlt für die Kino-Variante von HDR („Dolby Vision“) eine Helligkeit von rund 32ftl auf der Leinwand. Dies ist also der Orientierungswert, den wir auch für das Heimkino anwenden: Mit rund 1600 Lumen kalibriert ist der VW520 in der Lage, Bildbreiten von rund 3m nach „Dolby-Standard“ auszuleuchten. Praxistests haben ergeben, dass man den Wert auch gut um 15% unterschreiten kann. Wichtig ist allerdings, wie effektiv diese Helligkeit für die Bilddarstellung genutzt wird. Und hier beginnt das Problem des Sony-Setups: Durch den einprogrammierten „Overhead“ von ca. 250nits, werden rund 20% der Beamerhelligkeit für „Highlights“ reserviert für Highlights, die bislang quasi nicht in den Filmen vorkommt. Effektiv arbeitet der Projektor also nur noch mit 25ftl auf der Leinwand, was deutlich unter dem Soll liegt. Doch damit nicht genug: Da viele Highlight der Blurays unter 1000nits liegen, kommen sie durch die 1200nits Einstellung auf der Leinwand nicht genug zur Geltung, da sie nicht hell genug sind. Und noch viel schlimmer: Die angestrebte Durchschnitshelligkeit des Kinobildes liegt auch bei HDR bei rund 100nits, als einem Zehntel der maximalen Highlights. Im Falle des VW520 mit Werksabstimmung also nur noch 8% seiner Maximalhelligkeit, zu wenig für ein „strahlendes“ Bild.
Daher sollte man auch unbedingt die Helligkeit des Beamers für den darzustellenden Dynamikbereich mit berücksichtigen. Bei einem Projektor, der 32ftL erreicht, liegt dieser Sweetspot bei 1000nits, bei einem Projektor, der nur 20ftl erreichen würde, läge dieser bei ca. 650nits. Nur wenn man diese Relation berücksichtigt, erscheint die Durchschnittshelligkeit des HDR-Bildes dem SDR-Bild ebenbürtig, aber mit dem weiteren Vorteil von dunklerer, präziserer Schattenabbildung und strahlenderen Highlights. Der VW520 sollte also auch nach dem Update weiter auf 1000nits „runter korrigiert“ werden, um eine ausgeglichenere HDR-Ausnutzung zu gewährleisten. Der zweite Aspekt ist die bereits erwähnte schlechte Durchzeichnung nahe an Schwarz, die viele dunkle Details des HDR-Spektrums „verschluckt“. Auch hier sollten die Pegel so angepasst werden, dass dunklere Details sichtbar abgebildet werden. „Last but not least“ bleibt die Farbkorrektur, die den nicht vollständigen DCI-Farbraum so ausgleicht, dass die Überbetonung von Rot ausgeglichen wird. Soweit die Theorie, erst im Praxistest zeigt sich, ob alle erforderlichen Optimierungsmaßnahmen auch wirklich durchführbar sind:
Nachträgliche Optimierung: Praxis Zunächst beschäftigen wir uns mit der Anpassung des maximalen Weißpegels auf den 1000nits Punkt des HDR Gammas. Dafür projizieren wir wieder die vollständige HDR-Grautreppe. Die Anpassung des Maximalpegels erfolgt üblicherweise mit dem Kontrast-Regler, doch dieser steht bei Sony grundsätzlich immer bereits auf „Max“, kann also nicht weiter erhöht werden. Daher muss man auf die RGB-Gains ausweichen, sie müssen soweit erhöht werden, bis alle Graustufen ab 1000nits zu einem einheitlichen Weiß verschmelzen.
Durch diese Maßnahme ist die HDR Darstellung schließlich in der Durchschnittshelligkeit dem SDR Bild ebenbürtig. Die Anpassung des Schwarzpegels gestaltet sich leider als nicht so einfach. Weder mit dem Helligkeitsregler, noch mit den RGB-Offsetreglern lässt sich eine bessere Durchzeichnung bei optimalem Schwarzwert erreichen. Benötigt wird an dieser Stelle eigentlich ein Gamma-Equalizer, doch leider ist der für HDR nicht nutzbar. Bleibt also nur „Trick17“: Wir schalten den HDMI-Dynamikbereich des VW520 auf „erweitert“, so dass er für Schwarz einen niedrigeren Digitalpegel erwartet (Digital „0 bis 1023“) Und tatsächlich erscheinen nun auch die dunkleren Graustufen auf der Leinwand. Überraschenderweise erhöht sich der Schwarzwert so gut wie nicht, so dass nur minimale Helligkeitskorrekturen im normalen Bildmenü durchgeführt werden müssen.
Mit Hilfe des Bild-Parametermenüs des BD-Players passen wir die Helligkeit auf eine noch bessere Durchzeichnung an. Im Ergebnis erreichen wir so eine wesentlich verbesserte HDR-Durchzeichnung, die den Schwarzwert nicht verschlechtert und auch in dunklen Szenen feine Konturen abbildet. Doch leider wirkt sich dieser „Workaround“ unmittelbar auf den Weißpegel aus, so dass dieser nach obiger Methode wieder auf 1000Nits angepasst werden muss. Leider reichten bei unserem Testgerät die normalen RGB-Gainregler nicht mehr aus, so dass wir nun ins Service Menü ausweichen mussten. Im Endergebnis haben wir nun eine sehr gute Abstimmung aller Pegel erreicht: Gute Durchzeichnung bei maximalem Schwarz, volle Helligkeitsausnutzung des Beamers bei 1000nits Signalpegel.
Bleibt die Farboptimierung: Im ersten Schritt kalibrieren wir die Graustufen auf die D65/6500K Videonorm. Bei der 10bit Grautreppe zeigt sich hierbei, dass die digitale RGB-Pulsweitenmodulation des VW520 an ihre Grenzen stößt: Manche Graustufen erscheinen grünlich, andere rötlich, weil die Rot-/ Grün- / Blau- Dosierung per Lichtimpulse zu große Toleranzen unterliegt. Aber Entwarnung, im laufenden Filmbild sind diese „Rundungsfehler“ nicht wirklich sichtbar. Nach der Korrektur erfolgt eine Anpassung der „Farbmatrix“: Hier müssen vor allem Tönung / Sättigung und Helligkeit der Grundfarben Grün und Rot korrigiert werden, um der Rotlastigkeit entgegen zuwirken. Wichtig ist aber ebenfalls, dass Rot kräftig genug bleibt, um den DCI Standard zu erfüllen.
Anmerkung:
Fazit / Finale HDR Qualität Nach den ganzen aufwändigen Nachoptimierungen hoffen wir auf eine möglichst ansprechende UHD-Premium-Wiedergabe, die die herkömmliche SDR Version deutlich hinter sich lässt. Um dies zu ermitteln, haben wir einen direkten „SDR vs HDR Shoout Out“ durchgeführt. Im Folgenden handelt es sich um echte (Handy-) Screenshots.
In dieser Filmszene nutzt die UHD-Premium Bluray den HDR-Dynamikumfang besonders gut aus: Der Sonne wird eine wesentlich größere Maximalhelligkeit zugewiesen, gleichzeitig ist der Schattenwurf durch das Boot wesentlich dunkler, aber dennoch fein differenziert. Dadurch ergibt sich eine wesentlich höhere und authentischere Bilddynamik, die Komposition wirkt „realer“. Die 10bit Auflösung sorgt zudem für einen viel feineren Farbübergang um die Sonne. Auch das Wasser ein eine tiefere Farbgebung. Die höhere Bildschärfe tut ein Übriges, die SDR Version ist auf den ersten Blick in allen Belangen unterlegen.
Bei diesem Beispiel handelt es sich um eine reine Nachtszene: Auf den ersten Blick wirkt die SDR Version links zwar heller, aber auch unrealistischer. Das Boot wirkt wie mit einem Scheinwerfer beleuchtet, die Nachtszene verliert ihre Glaubwürdigkeit. Die HDR Version hingegen erhält alle Nuancen, ohne dabei übertrieben aufgehellt zu sein. Das Mondlicht wirkt authentischer, keine Details werden verschluckt, sind lediglich subtiler. Möglich wird dies nur durch die viel höhere Bittiefe in dunklen Bereichen.
In diesem Beispiel sieht man den farblichen Vorteil in Grün, auch wenn der VW520 den DCI Grünpunkt nicht erreicht. Es bleibt aber die kräftigere Wirkung. Dem 10bit HDR gelingt zudem eine wesentlich feinere Nuancierung der Wolken im Hintergrund. Unser Praxistest beweist: Es ist zwar ein ganzes Stück Arbeit, den VW520 in seiner HDR-Performance zu optimieren, doch im Endergebnis gelingt ihm eine sehr beeindruckende UHD-Premium Reproduktion, die in allen Belangen die SDR-Variante hinter sich lässt. Der Sony 4K Beamer ist damit zweifelsohne als „HDR tauglich“ zu bezeichnen. Die hier beschriebenen Ergebnisse sind auch besser als vor dem Update, enttäuschend ist es aber, dass das Update die HDR-Performance zwar „out of the box“ in der Helligkeit verbessert, aber nach wie vor erhebliche Nachkorrekturen erforderlich macht, um HDR / UHD Premium wirklich in voller Pracht auf die Leinwand zu bringen.
Wir hoffen, mit diesem KnowHow Special allen Heimkino-Enthusiasten eine effektive Hilfestellung zu geben, ihrem Sony Beamer nach dem Update auf die Sprünge zu helfen. Für alle anderen, die sich selbst nicht so in die Materie einarbeiten wollen, sondern das optimale HDR-Erlebnis ohne Aufwand „out of the box“ wünschen: Unsere Sony VPL-VW520 und VW320 „Cine4Home Edition“ wird ab sofort stets mit Update und allen oben erläuterten weiteren Optimierungsmaßnahmen ausgeliefert. Mit der Cine4Home Edition heißt es tatsächlich: 4K BD Player kaufen, einstecken fertig, das optimale HDR Bild erscheint auf der Leinwand! |
