Calibration SDR/HDR avec ColorHCFR [Tutoriel en ligne]

[jacko]

On doit impérativement calibrer un diffuseur sur la plage de dynamique de la source !

Si on est en 16-235 il faut y rester.
Si on est en 0-255, également.
Calibrer sur un état différent résulte dans une décalage qui va pénaliser la restitution de l'EOTF.

Caler le "bon" gamma dépend de la capacité du diffuseur dans son contexte d'utilisation.
2.22 est la cible type, pas 2.4 qui n'est pas toujours réalisable y compris sur les projo laser

[jacko]

Pour rappel, seul le YUV en 12 bits permet de conserver un refresh rate de 60Hz sur PC (en HDMI 2.0) et la Shield limite le RGB au 8 bits (pas de HDR donc).

C'est actuellement une limitation de bande passante imposant de l'YCbCr 4:2:0.
Au delà, un signal vidéo 60Hz 12bit UHD dépasse les 18Gbs de l'HDMI 2.0b.
Pour passer ce même flux en 4:2:2, 4:4:4 ou du RGB il faudra être en HDMI 2.1 full spec.
Mais pour rappel, les BR UHD sont encore encodé en YCbCr 4:2:0. Passer au delà ne sert à rien étant donné que l'upsampling se fait aussi bien à la source que sur le diffuseur. Seul intérêt pour les gamers.

[padhc]

On doit impérativement calibrer un diffuseur sur la plage de dynamique de la source !

Si on est en 16-235 il faut y rester.
Si on est en 0-255, également.
Calibrer sur un état différent résulte dans une décalage qui va pénaliser la restitution de l'EOTF.

Caler le "bon" gamma dépend de la capacité du diffuseur dans son contexte d'utilisation.
2.22 est la cible type, pas 2.4 qui n'est pas toujours réalisable y compris sur les projo laser

Donc dans mon cas, ça veut dire alors que je dois calibrer en YUV 422 16-235 (utilisés ensuite sur mon PC pour conserver les 60Hz et sur ma Shield qui n'accepte que ce color space pour le HDR).

Mais c'est là qu'est la contradiction. On dit d'un côté qu'il vaut rester en YUV étant donné que les BR UHD sont encodés dans ce mode mais d'un autre côté la norme HDR nous demande d'utiliser la plage 0-255 qui n'est accessible qu'au RGB... (en tout cas sur PC et sur la Shield qui en plus limite le HDR au YUV).

L'autre question qu'on peut se poser, c'est dans quelle mesure le bug de ColorHCFR qui oblige à passer le soft en 0-255 même quand on calibre en 16-235 ne vient pas mettre la grouille dans le processus.

Dans mon cas, je préfère le gamma 2.4 sur le JVC X7900.

Pour rappel, seul le YUV en 12 bits permet de conserver un refresh rate de 60Hz sur PC (en HDMI 2.0) et la Shield limite le RGB au 8 bits (pas de HDR donc).

C'est actuellement une limitation de bande passante imposant de l'YCbCr 4:2:0.
Au delà, un signal vidéo 60Hz 12bit UHD dépasse les 18Gbs de l'HDMI 2.0b.
Pour passer ce même flux en 4:2:2, 4:4:4 ou du RGB il faudra être en HDMI 2.1 full spec.
Mais pour rappel, les BR UHD sont encore encodé en YCbCr 4:2:0. Passer au delà ne sert à rien étant donné que l'upsampling se fait aussi bien à la source que sur le diffuseur. Seul intérêt pour les gamers.

Sur mon PC, il est possible d'obtenir du 60Hz en 12 bits sur du YUV422 en HDMI 2.0 (pas essayé le 444) mais en 16-235 (l'option 0-255 est grisée).
Je peux également faire du RGB 12 bits en 0-255 mais en 24Hz.

[a_romeo_fr]

Je ne peux qu'être d'accord avec "Jacko" le calibrage est effectué avec la source qui servira à la diffusion régulière, voir donc on calibre sur chaque source avec des profils dédiés (eg. boitier multimédia type Shield, lecteur BR UHD etc.)

Si sa source est RVB, alors on calibre en ce sens, mais sinon on reste en YUV, les valeurs de calibrage sont différentes !

Comme indiqué, les BR UHD sont encodés en YUV 4:2:0 10 ou 12 bits full range (étendu). Quel que soit le mode (4:2:0, 4:2:2, 4:4:4) cela n'a aucune (!) influence sur la qualité, ce n'est que de la compression de données sans perte, il s'agit uniquement de déterminer qui fait la décompression et dans quelle proportion, attendu que le diffuseur (VP ou TV) nécessite du 4:4:4 au final, qui est déterminé soit localement sur ce dernier, soit depuis la source, avec le pb que la liaison devra alors supporté plus de bande passante ...

attendu que les liaisons 2.0b sont limitées à 18 Gbps ...


Aussi si le diffuseur gère correctement alors pas vraiment nécessité de faire la décompression 4:4:4 localement sur la source. En remarque: les traitements images peuvent nécessiter du 4:2:2 ou du 4:4:4 pour des questions d'optimisation, d'où un compromis souvent de travailler en 4:2:2 sur la source, cependant certains processeurs type HCX Panasonic ou Sony ou LG font la conversion 4:2:0 => 4:4:4 en amont des traitements et recompressent en 4:2:2 ou 4:2:0 en sortie sans perte d'information (qualité) suivant le paramétrage de sortie. Donc pas la peine de se prendre la tête ...

Concernant le "limité/étendu", sur un boitier type Shield, évoqué, il n'y a pas de réglage sur les derniers firmwares: le 10/12 bits est forcément en étendu (NVidia suit la norme ) S'agissant de PC il faut se rappeler que se sont avant tout des dispositifs orientés gaming (pour ce qui est de la gestion d'affichage en grand public), donc la paramétrisation n'est pas forcément ad hoc pour le HC ... les moniteurs PC sont souvent gérés en RVB, alors que les diffuseurs HC "plutot" en YUV ...

Pour le reste le 60 Hz est limité à qql. films (eg. un jour dans la vie de Billy Lynn) mais pour l'essentiel la TV est encore en 50 Hz, et les films (encore) en 24p ...

Bref, ma préconisation pour éviter les pbs reste d'exploiter des mires types fichiers (cf. mires compilées HDR, "mires express" le-colorhcfr/calibrage-express-hdr-procedure-satdream-t30087815.html) indépendantes et compatible HCFR etc. permettant de calibrer sur la source exploitée (mais s'il s'agit d'un PC effectivement il faut gérer la compatibilité de ce dernier avec la diffusion HC).

[a_romeo_fr]

2.22 est la cible type, pas 2.4 qui n'est pas toujours réalisable y compris sur les projo laser

Pas toujours, mais dans des cas de plus en plus courant, avec l'amélioration des diffuseurs, ainsi cela fonctionne très bien sur les: Acer VL7860, Optoma UHZ65 etc. dont la famille des DLP 0.66" 4K à source laser (qu'il s'agisse des sources type ITOS Osram à 11 leds laser et roue phosphore ou autre) ... le calibrage stricte à la norme 2.4 (ou mieux BT.1886) se fait sans pb et génère des images parfaitement détaillées/contrastées que ce soit dans les scènes sombres ou dans le pic HDR ...

On ne peut tout à fait parler de valeur à cibler, attendu qu'il s'agit ici d'une valeur normée et standardisée ISO sur laquelle s'appuie toutes les post-productions des studios cinéma ... mais effectivement, à priori (merci de corriger), 2.22 est une reco (tout à fait valable pour les VP concernés) de JVC en l'état actuel de compatibilité/capacité de diffusion des D-Ila en rapport de la BT.1886 annexe 1

De fait, 2.4/BT.1886 est la valeur de calibrage préconisée par Christie et NEC pour le calibrage de leurs VP Pro (certes des 3 lasers RVB) exploités en diffusion en salle de cinéma grand public, pour être aligné avec les valeurs post-prod, tout autant que c'est la valeur préconisée par Spectracal en HC (qui strictement parlant préconise de suivre la norme exacte, cad la BT.1886, à défaut approximée par Gamma= 2.4) :
https://app.spectracal.com/Documents/Wh ... T.1886.pdf

[jacko]

Ne pas oublier également l'environnement qui en HC est de plus en plus en pièce de vie.
Suivant le contexte même un gamma de 2.22 est difficile voir impossible à atteindre.

Le laser n'est pas tant le vecteur de performance, la nature des matrices et de la polarisation joue un rôle encore plus important.
Le DLP est en général mieux loti à ce niveau, c'est d'ailleurs la technologie employée sur les projos ciné pro.

Dans tous les cas et c'est la méthode à retenir pour un bon calibrage, il faut optimiser la cible fonctionnelle et non la cible théorique.
Ne pas essayer de forcer un gamma au delà des capacités du diffuseur dans son contexte d'utilisation.

[a_romeo_fr]

Dans tous les cas et c'est la méthode à retenir pour un bon calibrage, il faut optimiser la cible fonctionnelle et non la cible théorique.
Ne pas essayer de forcer un gamma au delà des capacités du diffuseur dans son contexte d'utilisation.

[padhc]

Je vais vérifier mais il me semble que le YUV 12 bits sur la Shield est en 16-235 (de mémoire, si on passe le JVC en étendu les couleurs sont délavées).

Si je diffuse des mires de calibration par la Shield et que je pilote ColorHCFR et la sonde depuis mon PC, le moniteur ne risque-t-il pas de polluer les mesures ? Actuellement, comme je fais tout depuis mon PC, le seul écran actif est la toile du projo.

Et quid du bug de ColorHCFR qui oblige à passer le soft en 0-255 même quand on calibre en 16-235, cela est-il susceptible de fausser le résultat d'après vous ?

[padhc]

Question toute conne : les mires de clipping de ColorHCFR (contraste et luminosité) sont-elles bien adaptées au HDR quand on calibre dans ce mode ? J'ai un doute parce que je dois fortement bouger les curseurs du projo dans un sens ou dans l'autre pour commencer à discener les blocs qui se déplacent latéralement.

[padhc]

Je confirme, j'ai testé hier soir :

- la Shield en HDR diffuse en 16-235, pas en 0-255 (quand je passe l'étendue du projo de Auto à Standard j'ai le même rendu, quand je le passe de Auto à Enhanced, j'ai une image délavée)
- dans le panneau de conf Nvidia sur PC il est impossible d'obtenir du 0-255 en YUV, de même qu'il est impossible d'avoir du RGB 12 bits 0-255 en 60Hz

De tout ça, j'en déduis qu'il fallait bien que je calibre les 2 sources en YUV 16-235 (puisque la Shield ne propose pas de HDR en RGB et que le seul moyen de garder 60Hz dans l'interface Kodi sur PC est de rester en YUV).

Par contre, la calibration s'était faite dans les 2 cas sur mon PC avec ColorHCFR. Je comprends des différentes interventions que je dois faire afficher les mires par la Shield pour calibrer cette dernière. Je pensais naïvement que s'agissant dans les 2 cas de GPU Nvidia, certes basés sur des OS et drivers différents, le rendu serait comparable. Je dois également avouer que la procédure me paraît plus fastidieuse qu'en laissant ColorHCFR diffuser ses mires en auto... Enfin, le tuto de DTSman décrit une calibration effectuée avec un PC portable qui diffuse les mires (et qui ne va manifestement pas servir à regarder les films). Pour toutes ces raisons, ma calibration s'était faite sur mon PC, que ce soit pour lui ou la Shield.

Concernant la plage de calibration, a_romeo_fr, tu dis "qui peut le plus peut le moins, caler et calibrer en étendu permet de s'affranchir de tout pb ...". Ce qui va dans le sens du tuto, qui préconise une calibration à 0-255 ("Dans la pratique je vous recommande de réaliser l’étalonnage sur la plage complète 0-255 avec carte graphique et vidéoprojecteur réglés tous les deux sur plage « étendue »."). Du coup, la remarque de Jacko me met dans le doute (On doit impérativement calibrer un diffuseur sur la plage de dynamique de la source ! Si on est en 16-235 il faut y rester. Si on est en 0-255, également"). Cela dit, vu que ma calibration se fait en YUV, je vais nécessairement rester sur la plage 16-235, sauf à calibrer en RGB 0-255, ce qui n'est pas recommandé, si j'en crois le tableau des saturation RGB/YUV qu'avait posté a_romeo_fr sur le post de la calibration HDR.

Des 2 points évoqués ci-dessus (diffusion des mires par la Shield et étendue), les questions suivantes restent valables :

- la mesure des mires de la Shield par la sonde ne va-t-elle pas être polluée par la lumière émise par le moniteur du PC exécutant ColorHCFR ?
- le bug de ColorHCFR obligeant à rester en 0-255 est-il susceptible de fausser des mesures réalisées en 16-235 ?

Merci à vous !

Pascal (qui commence à fatiguer après 1 mois passé sur le sujet )

[a_romeo_fr]

Je vais vérifier mais il me semble que le YUV 12 bits sur la Shield est en 16-235 (de mémoire, si on passe le JVC en étendu les couleurs sont délavées).

en 12 bits 16-235 ?!? en 12 bits on est sur 0-4095 (12 bits, 2^12)

Je confirme, j'ai testé hier soir :

- la Shield en HDR diffuse en 16-235, pas en 0-255 (quand je passe l'étendue du projo de Auto à Standard j'ai le même rendu, quand je le passe de Auto à Enhanced, j'ai une image délavée)
- dans le panneau de conf Nvidia sur PC il est impossible d'obtenir du 0-255 en YUV, de même qu'il est impossible d'avoir du RGB 12 bits 0-255 en 60Hz

De tout ça, j'en déduis qu'il fallait bien que je calibre les 2 sources en YUV 16-235 (puisque la Shield ne propose pas de HDR en RGB et que le seul moyen de garder 60Hz dans l'interface Kodi sur PC est de rester en YUV).

Par contre, la calibration s'était faite dans les 2 cas sur mon PC avec ColorHCFR. Je comprends des différentes interventions que je dois faire afficher les mires par la Shield pour calibrer cette dernière. Je pensais naïvement que s'agissant dans les 2 cas de GPU Nvidia, certes basés sur des OS et drivers différents, le rendu serait comparable. Je dois également avouer que la procédure me paraît plus fastidieuse qu'en laissant ColorHCFR diffuser ses mires en auto... Enfin, le tuto de DTSman décrit une calibration effectuée avec un PC portable qui diffuse les mires (et qui ne va manifestement pas servir à regarder les films). Pour toutes ces raisons, ma calibration s'était faite sur mon PC, que ce soit pour lui ou la Shield.

Concernant la plage de calibration, a_romeo_fr, tu dis "qui peut le plus peut le moins, caler et calibrer en étendu permet de s'affranchir de tout pb ...". Ce qui va dans le sens du tuto, qui préconise une calibration à 0-255 ("Dans la pratique je vous recommande de réaliser l’étalonnage sur la plage complète 0-255 avec carte graphique et vidéoprojecteur réglés tous les deux sur plage « étendue »."). Du coup, la remarque de Jacko me met dans le doute (On doit impérativement calibrer un diffuseur sur la plage de dynamique de la source ! Si on est en 16-235 il faut y rester. Si on est en 0-255, également"). Cela dit, vu que ma calibration se fait en YUV, je vais nécessairement rester sur la plage 16-235, sauf à calibrer en RGB 0-255, ce qui n'est pas recommandé, si j'en crois le tableau des saturation RGB/YUV qu'avait posté a_romeo_fr sur le post de la calibration HDR.

Des 2 points évoqués ci-dessus (diffusion des mires par la Shield et étendue), les questions suivantes restent valables :

- la mesure des mires de la Shield par la sonde ne va-t-elle pas être polluée par la lumière émise par le moniteur du PC exécutant ColorHCFR ?
- le bug de ColorHCFR obligeant à rester en 0-255 est-il susceptible de fausser des mesures réalisées en 16-235 ?

Merci à vous !

Pascal (qui commence à fatiguer après 1 mois passé sur le sujet )

Plusieurs choses à voir car il y a (amha) confusion entre SDR et HDR avec les espaces colorimétriques, les résolutions etc.

- le Calibrage sur 8 bits 0-255 (ou 16-235) ne concerne QUE l'espace colorimétrique ITU BT.709 qui est un espace spécifié sur 8 bits, "recommandé" étendu; l'espace ITU BT.709 n'est compatible QUE du SDR
- la norme ITU BT.2100 qui définit l'UHD, spécifie l'espace BT.2020 comme espace colorimétrique, ainsi lorsqu'on est en standard UHD on est en BT.2020, qui standardisé sur 10/12 bits strictement, en étendu ...
- le Calibrage HDR est lié à l'espace colorimétrique ITU BT.2020, cad qu'en HDR on est forcément en BT.2020, de fait la question ne se pose pas, lorsqu'on calibre HDR on est sur 0-1023 ou 0-4095 suivant les capacités de sa source/diffuseur, pas sur 0-255/16-235
Rq: on peut bien sûr être en BT.2020 et pas en HDR, eg. cas des BR UHD SDR

En HDR sur la Shield on est donc bien en 10/12 bits étendu, ne serait-ce que parce qu'il est lié à la bascule sur l'espace colorimétrique BT.2020.

En résumé: on calibre fonction des espaces colorimétrique (indépendamment de la résolution et de la fréquence d'affichage)

- on cale la shield sur une sortie type 4K 59.95Hz (l'autoframe rate fera le reste) / YUV 10/12 bits 4:2:0
- on active l'option de commutation automatique BT.709/BT.2020
- on dispose la sonde face à l'écran en son centre
- on diffuse les mires sur la shield et on mesure avec HCFR etc. cf. les tutos SDR et HDR ... avec une configuration full range pour peu que son VP sache le gérer en auto comme il faut sinon on le force
- la shield étant en 10/12 bits elle est en étendu sur tous ses modes, elle basculera suivant le signal émis en 8 bits BT.709 ou 10/12 bits BT.2020, et forcément en BT.2020 sur le HDR

Rq: sur le BT.709 le RVB est à éviter, Shield en RVB a (avait ?) plusieurs bug d'implantation, dont le fait qu'en 8 bits étendu on n'est pas en 0-255 mais en 16-255 (plus d'info : https://www.nvidia.com/en-us/geforce/fo ... ield-tv/9/), le mode RVB n'est donc pas recommandé et nécessite en plus des bascules de modes suivant SDR/HDR etc.

Rq: la configuration de la shield est plutot à discuter sur le topic dédié

Sur les autres points évoqués :

- le placement de la sonde se fait face à l'écran au centre, à une distance que se détermine fonction de la mesure de luminance qui doit être au max (cf. le tuto de DTSMan)
- il n'y a en ce sens aucune raison que la PC pollue les mesures, simplement tenir l'écran PC orienté côté VP de sorte qu'il n'éclaire pas la toile écran sur lequel projette le VP ...

Cdlt.

[a_romeo_fr]

Je vous partage un petit document des équipes techniques innovations de France Télévision "Que se passe-t-il en Ultra HD avec la colorimétrie ?" qui détaille l'évolution de configuration en production TV issue du passage de la SD > HD > UHD

Il détaille ainsi outre le calage standard en post-production, le Gamma 2.4 en SDR, le HLG/PQ en HDR, le Tone Mapping etc. et l'évolution de codage couleur de l'ITU BT.709 à la mise en place de la BT.2020 sur la production UHD etc.

https://app.box.com/s/ky7brc40orry33rk00hthrcng3qc35cn

[Fred-L]

- la norme ITU BT.2100 qui définit l'UHD, spécifie l'espace BT.2020 comme espace colorimétrique, ainsi lorsqu'on est en standard UHD on est en BT.2020, qui standardisé sur 10/12 bits strictement, en étendu ...
- le Calibrage HDR est lié à l'espace colorimétrique ITU BT.2020, cad qu'en HDR on est forcément en BT.2020, de fait la question ne se pose pas, lorsqu'on calibre HDR on est sur 0-1023 ou 0-4095 suivant les capacités de sa source/diffuseur, pas sur 0-255/16-235

Il me semble que les sources HDR10 sont en 10-bit limité. C'est en tout cas ce que j'ai observé sur les BD UHD. D'ailleurs, toutes les mires de calibration HDR que j'ai indiquent que le noir est à la valeur 64 et pas 0 sur la plage 0-1023 en 10-bit. Le blanc est quand à lui à la valeur 940. 64-940 au lieu de 0-1023 = limité, non ?

[padhc]

Merci a_romeo_fr pour le temps passé à me répondre.

Ok, je n'avais pas compris que les plages 16-235 et 0-255 ne concernaient que le SDR. J'aurais plutôt dû parler de plage limitée vs étendue.

Si on suit de ce que tu dis, le panneau d'affichage Nvidia dans Windows est mal fait, car l'Output Dynamic Range reste bloqué sur Limited, même quand tu passes l'Output Color Depth en 12 bits (alors qu'il devrait passer en Full d'après tes explications).

Mais, du coup, si le HDR fonctionne obligatoirement sur la plage étendue, comment expliques-tu que l'Input Level du JVC X7900 donne le même résultat en Auto et Standard (plage limitée), que ce soit avec le PC ou la Shield en source ? et que le mode Enhanced (étendu) donne une image pâle ? Le mode Auto du projecteur ne fonctionnerait pas correctement ?

[a_romeo_fr]

- la norme ITU BT.2100 qui définit l'UHD, spécifie l'espace BT.2020 comme espace colorimétrique, ainsi lorsqu'on est en standard UHD on est en BT.2020, qui standardisé sur 10/12 bits strictement, en étendu ...
- le Calibrage HDR est lié à l'espace colorimétrique ITU BT.2020, cad qu'en HDR on est forcément en BT.2020, de fait la question ne se pose pas, lorsqu'on calibre HDR on est sur 0-1023 ou 0-4095 suivant les capacités de sa source/diffuseur, pas sur 0-255/16-235

Il me semble que les sources HDR10 sont en 10-bit limité. C'est en tout cas ce que j'ai observé sur les BD UHD. D'ailleurs, toutes les mires de calibration HDR que j'ai indiquent que le noir est à la valeur 64 et pas 0 sur la plage 0-1023 en 10-bit. Le blanc est quand à lui à la valeur 940. 64-940 au lieu de 0-1023 = limité, non ?

Il faut effectivement distinguer la plage d'encodage de la plage utile, de fait jusqu'en 2017, l'ITU BT.2100-1 (norme UHD) fait référence à la BT.1886 (norme EOTF) initiale, pour laquelle le mode "plage complète" est une "recommandation", mais déjà la BT.2100 précisait les encodages en 10 et 12 bits comme étant la norme (et pas uniquement 10 bits). Le mode "plage restreint" par défaut de la BT.1886-1 (qui date de 2011 dans sa première version) précisait ce dernier dans l'optique de compatibilité avec la norme BT.709 (norme colorimétrie) définit à l'origine pour les CRT; la BT.1886 qui a elle-même évoluée en 2015 pour recommander l'étendu dans ses Annexes 1 & 2 maj en suivant l'introduction de la BT.2020 (norme colorimétrie étendue).

De même la BT.2100-2 (norme UHD) maj en Juillet 2018 précise le mode étendu par référence à maj de la BT.1886, elle introduit aussi un mode 16 bits (non exploité à ce jour ... de fait les normes évoluant plus vite que la technique, pour une fois ). La formulation précise que la diffusion (TV) devra rester en mode limité pour préserver la compatibilité avec les anciens systèmes, et que le mode étendu (plage complète) suppose un accord entre les parties prenantes. Mais donc, en suivant les normes à jours l'encodage max. devrait être en 16 bits étendu, même si le 16 bits est non implanté à ce jour ...

De fait, le BR Consortium a donc introduit dans un premier temps l'encodage BR UHD en suivant la BT.2100-1 qui était la norme ITU applicable, depuis le format évolue et régulièrement l'encodage est passé en 12 bits sur les BR-UHD, la bascule suivant les post-masterisation pour être en étendu. A "terme" l'évolution du BR UHD (qui n'est pas une norme, mais simplement un standard industriel) devrait suivre les normes ITU et voir au final l'arrivée en 16 bits/full ... le temps que les sources/diffuseurs sachent le gérer Mais la retrocompatibilité restera encore un souçis à gérer ...

Cependant, pas de pb pour le reste car en calibrant en étendu on a une retro-compatibilité lorsqu'un encodage à plage limité est exploité, sans aucun impact sur la restitution, d'où que les sources type lecteur BR UHD, boitier multimédia etc. exploitent ce mode dans leurs dernières mises à jour.

Rq: les mires Diversified Video Solution sont en HDR 12 bits étendu (mais il y a effectivement 2 jeux de mires l'un en 10/12 bits limité, l'autre en 10/12 bits étendu)