Différentes versions de la sonde et étalonnage

» 27 Sep 2009 15:03

Les lecteurs uniquement intéressés par une solution pratique peuvent directement aller en 7 ci-dessous

Ceux intéressés par la liste des nouveaux étalons pour les sondes 2008 les trouveront en 8 et 9 ci dessous

1) Evolution des spécifications du capteur TAOS

Les spécifications du circuit TAOS TCS230 ont évolué entre 2004 et 2008 :
- TCS230 E12 datasheet 2005
- TCS230 E33 datasheet 2008

En page 4 on notera la réponse de la photodiode bleue à 640 nm (illuminance responsivity) qui passe de 11 à 20.

En page 5 la figure 1 montre les réponses spectrales des quatre photodiodes de 300 nm à 1100 nm.
On notera les différences à partir de 700 nm que l'on peut visualiser en superposant les deux courbes :

Cette évolution des spécifications fait que les étalons calculés pour la première génération de sonde (2005) ne sont plus valides pour l'actuelle (2008).

» 27 Sep 2009 15:04

2) Simulation du fonctionnement de la sonde

Pour simuler une mesure de la sonde il suffit de multiplier poste à poste pour chaque longueur d'onde la valeur caractéristique de la source mesurée par la réponse de la diode et de faire la somme.

Plus formellement la réponse spectrale de la sonde dans le visible de 380 nm à 730 nm définit une matrice de 3 lignes (une par couleur) et de 36 colonnes (une par longueur d'onde) qu'il faut appliquer au vecteur des 36 valeurs caractérisant la source pour obtenir les mesures retournées par les 3 photos diodes.

Un projecteur est caractérisé par la manière dont il restitue les trois couleurs primaires (rouge vert et bleu) - encore une matrice de 3 lignes (une par couleur) et de 36 colonnes (une par valeur).
Cette matrice dépend des réglages du projecteur.
Dans le cas du Sony VW60 on obtient par exemple :

Le but du calibrage est d'obtenir des couleurs qui seront perçues comme identiques quel que soit le projecteur utilisé.

La sensibilité de notre oeil a été statistiquement définie en 1931 par trois fonctions (CMF - color matching functions) correspondant aux différents types de cellules de la rétine.

La perception d'une couleur par notre oeil se formalise comme la mesue par la sonde par application d'une matrice de 3 lignes (une par type de cellule) et de 36 colonnes (une par longueur d'onde) au vecteur de 36 valeurs définissant la source perçue (une par longueur d'onde).

Par ailleurs, selon le principe de la synthèse additive des couleurs, chaque couleur affichée par le projecteur se définit par une combinaison de rouge de vert et de bleu.
Il faut donc régler le projecteur de telle manière que le rouge le vert et le bleu que nous percevons correspondent au rouge au vert et au bleu définis par la norme.

Etalonner la sonde consiste à calculer la matrice de trois lignes et de trois colonnes qui transforme ses mesures en mesures normalisées.
Ce problème a une solution élémentaire (inversion de matrice) pour un projecteur donné.
C'est cette matrice de conversion que nous avons nommé "étalon".

» 27 Sep 2009 15:05

3) Simulation de l'impact sur les mesures de l'évolution des spécifications

Nous pouvons pour tout projecteur mesuré avec la Eye One Pro calculer son étalon pour la sonde 2005 simulée et voir ce que donne cet étalon avec la sonde 2008 simulée.
Par exemple dans le cas du Sony VW60 :

Dans le diagramme CIE de droite (mesures des primaires du projecteur avec la sonde 2008 et l'étalon 2005) on observe le décalage du rouge vers le bleu caractéristique de ce qui a été observé sur le forum pour de nombreux projecteurs.

Dans ce cas précis l'erreur sur la mesure du blanc n'est cependant pas si importante (environ 10 delta E), moindre que celle que l'on peut observer avec certaines sondes commerciales ...

Le détail des mesures simulées :
- Sony VW60 simulation de la sonde hcfr 2005 avec l'étalon 2005
- Sony VW60 simulation de la sonde hcfr 2008 avec l'étalon 2005

» 27 Sep 2009 15:06

4) Mesures avec deux versions de la sonde et un même étalon

Si on dispose du projecteur et des deux modèles de sonde on peut se livrer au même exercice en utilisant les valeurs retournées par les sondes.

On observe bien le même type de décalage des trois primaires et tout particulièrement du rouge.
Dans le cas du Sony VW60 le phénomène est modéré.

Un décalage très important peut être le signe d'une présence abondante d'infra rouges dans le spectre du projecteur.

Le détail des mesures :
- Sony VW60 mesure sonde HCFR 2008 étalon 2008
- Sony VW60 mesure sonde HCFR 2008 étalon 2005

Il y a trop de différence entre la sonde simulée et une sonde physique pour que l'étalon calculé à partir des spécifications puisse être utilisé pour cette dernière.
Nous n'avons pas non plus réussi à déterminer avec une précision suffisante les courbes de sensibilité spectrale d'une sonde particulière.
Si ce problème était résolu en connaissant le spectre d'un projecteur et la réponse de la sonde on pourrait calculer un étalon sur mesure pour chaque couple sonde-projecteur.

La solution de ce problème peut demander un matériel de laboratoire :
- spectrophotomètres capables de mesurer de l'ultra violet à l'infra rouge
- sources calibrées sur des bandes de 5 à 10 nanomètres.

» 27 Sep 2009 15:06

5) Recalcul des étalons

On constate :
- que la chromacité des primaires (leurs coordonnées dans l'espace CIExy) varie peu
- que la mesure retournée par le groupe de diodes blanches (non filtrées) du capteur TAOS est restée constante.
- que pour un projecteur donné le blanc à D65 correspond à une dose précise de rouge de vert et de bleu mesuré par les diodes blanches.

Si on ne dispose pas de mesures fournies par les diodes blanches, on peut utiliser comme invariant - avec une moindre précision - la somme des mesures retournées par les diodes rouges vertes et bleues.

Pour convertir un étalon 2005 en étalon 2008 il faut effectuer une nouvelle mesure des primaires et du blanc du projecteur concerné avec une sonde 2008.

Même si en théorie - sur les simulations - le calcul est très précis il y a en pratique une erreur due en particulier à la gestion des couleurs (Color Management) des projecteurs récents dont la chromacité des primaires n'est plus constante.

Les fichiers de mesure du Sony VW60 :
- Sony VW60 mesure hcfr 2008 avec étalon 2005 converti
- Sony VW60 mesure de référence avec Eye One Pro

» 27 Sep 2009 15:07

6) Principe d'un étalonnage de la sonde valide pour tous les projecteurs

Les sondes commerciales étant étalonnées une fois pour toutes on peut se demander pourquoi il n'est pas possible de faire de même avec la sonde HCFR.

A partir des mesures d'un échantillon de couleurs on peut calculer une matrice de conversion qui minimise l'erreur moyenne (matrice pseudo-inverse).
L'échantillon de couleur peut être standardisé (Colorchecker) ou plus étendu (filtres Lee Filters) ou plus spécifique (primaires d'une série de diffuseurs).

Appliquée aux sondes commerciales cette méthode permet de les recalibrer.
Appliquée à la sonde HCFR on obtient une erreur moyenne importante.

Les sondes commerciales sont plus précises car soit elles utilisent des filtres qui se rapprochent de la sensibilité de nos yeux (cas de la Eye One Display) soit elles utilisent plus de filtres (cas des Spyder).
Dans le second cas les résultats peuvent être très dépendants de l'échantillon utilisé pour le calibrage.
On peut aussi penser que plus on utilise de filtres plus le dispositif a tendance à se dérégler.

Les sondes HCFR sont munies de deux capteurs TAOS afin de pouvoir placer un filtre devant un des capteurs.
Cela revient à utiliser 8 canaux de mesure (rouge vert bleu et blanc filtrés et non filtrés).
Les simulations et certains tests donnent d'excellents résultats mais il n'a pas été possible de déboucher sur une solution opérationnelle.

» 27 Sep 2009 15:08

7) En pratique - procédure de mise à disposition des étalons recalculés

Un utilisateur de la sonde HCFR 2008 dont le projecteur a un étalon au format 2005 mais pas au format 2008 peut effectuer une mesure des primaires et du blanc en activant la mesure par le secteur blanc et la log.

Il faut ensuite joindre le fichier de mesures obtenu (.chc) et le fichier decoder.log dans une réponse à ce topic.
Ces données serviront à calculer le nouvel étalon.

Sous XP on trouve le fichier decoder.log dans le même répertoire que ColorHcfr.exe.

Sous Vista le plus simple est de copier le répertoire Colorhcfr en dehors du répertoire programme et d'exécuter ColorHcfr.exe à partir de ce nouvel emplacement.

PS : dans le cas où vous n'utilisez pas un étalon officiel (listés ici), c'est une bonne idée de joindre aussi l'étalon utilisé.

» 27 Sep 2009 15:09

8) étalons natifs pour la sonde 2008

Ces étalons ont été calculés pour la sonde 2008 à partir de mesures simultanées avec une sonde de référence (Eye One Pro) et la sonde HCFR.

Epson TW5500 2008
Epson TW600 dynamique 2008
Epson TW600 naturel 2008
JVC DLA HD950 2008
Mitsubishi HC3800 2008
Optoma H72 2008
Panasonic PTAE 4000 mode normal 2008
Panasonic PTAE 4000 modes couleur et cinema 2008
Sanyo PLV Z3000 cinema 2008
Sanyo PLV Z3000 DTP94 2008
Sanyo PLV Z3000 sejour 2008
Sony VPL HS60 2008
Sony VPL HW15 2008
Sony VW60 2008
Sony VW85 2008

» 27 Sep 2009 15:09

9) étalons recalculés pour la sonde 2008

Ces étalons - moins précis que les précédents - ont été recalculés pour la sonde 2008 à partir de l'étalon conçu pour la sonde 2005 et d'une mesure des primaires et du blanc effectuée avec la sonde 2008.

JVC DLA HD350 2008 recalcule
Mitsubishi HC3000 2008 recalcule
Panasonic PTAE 2000 2008 recalcule
Sanyo PLV Z3000 2008 recalcule

» 27 Sep 2009 15:26

Bonjour Michel,

super travail

(comme d'habitude dirais-je

) mais ça a du te prendre un temps fou.

Je suis peut-être un peu HS, mais tu pourrais développer un peu sur les "écarts" ou sur les étalonnages du "commerce".
Un delta E à 10, ça commence à faire, non ???? (je sais ce que donne un delta E de 20 sur une courbe de température de couleur :oops:

) et donc 10, ce doit être loin d'être négligeable, un bon 500° K de différence, non ?.

» 27 Sep 2009 16:02

quel boulot Michel

cela me fait penser aux discussions que nous avions eu sur ces étalons au début de votre aventure: "c'est la sonde qui doit etre étalonnée ... non le VP", n'y revenons plus !
Bonne suite et encore bravo pour ce boulot !!

» 27 Sep 2009 16:24

Thebe a écrit:Bonjour Michel,

super travail (comme d'habitude dirais-je ) mais ça a du te prendre un temps fou.

Je suis peut-être un peu HS, mais tu pourrais développer un peu sur les "écarts" ou sur les étalonnages du "commerce".
Un delta E à 10, ça commence à faire, non ???? (je sais ce que donne un delta E de 20 sur une courbe de température de couleur) et donc 10, ce doit être loin d'être négligeable, un bon 500° K de différence, non ?.

Merci Thierry

Je n'aime pas trop parler de température de couleurs car une température de couleur exacte peut correspondre à une colorimétrie complètement fausse. C'était d'ailleurs une astuce chez certains fournisseurs, pour doper la luminosité et le contraste, d'avoir une température de couleur assez proche de 6500 K mais un delta E largement au delà de 10 par rapport à D65.

Mais effectivement un écart de 10 delta E est visible.
Mais inversement obtenir une telle précision dans la mesure du blanc est déjà extrêmement difficile.

Si on veut une précision à 3 delta E (les écarts sont quasiment invisibles) il faut un spectrophotomètre ou avoir disposé d'un spectrophotomètre pour calibrer SA sonde avec SON projecteur.
Cette remarque vaut pour la sonde HCFR et toutes les sondes commerciales qui ne sont pas des spectrophotomètres.

Michel

» 27 Sep 2009 16:34

Michel,

je vois ce que tu veux dire :wink:

Euh et des sondes avec spectrophotométre, c'est une Eye One Display Pro ou une ............................Colormunki, non ?

En fait j'ignore s'il y en a d'autres (sauf peut-être une minolta, qui si mes souvenirs sont bons est hors de prix)

» 27 Sep 2009 16:35

Salut,

Pour effectuer la mesure permettant la conversion entre 2005 - 2008, que faut t'il utiliser comme configuration du vidéoprojecteur (usine, ou une conf résultant d'une calibration) ?

Je vais faire les mesures demandés dès que possible pour le dernier fichier d'étalon du Z3000 proposé par totolarico dans le topic du Z3000 afin de pouvoir le convertir pour la sonde 2008.

Damien

» 27 Sep 2009 16:42

WhyHey a écrit:quel boulot Michel
cela me fait penser aux discussions que nous avions eu sur ces étalons au début de votre aventure: "c'est la sonde qui doit etre étalonnée ... non le VP", ni revenons plus !
Bonne suite et encore bravo pour ce boulot !!
Pour ma part, j'en prendrais un quand vous en serez à l'étalon de la sonde, un jour qui sait ??

Bonjour Yves

Je me rappelle bien entendu de nos joyeuses discussions ;-)

.
Depuis nous avons appris à étalonner la sonde HCFR comme le sont les sondes commerciales.
Le problème vient de ce que l'erreur moyenne sur les mesures est trop importante pour que l'on propose cette solution.

Les sondes commerciales grand public ne sont pas non plus étalonnées au sens où tu l'entends.
Si on désire des résultats précis il faut les recalibrer pour le diffuseur que l'on mesure.

Michel