使用螢幕圖案

監測光衰減、SFR、失真和顯示器校準的模式

Imatest 24.1 中的螢幕模式功能得到了顯著增強:

新增了 SFRreg 圖案、可調節對比的棋盤格圖案以及簡化的 5 行 SFRplus 圖案。

測試圖表現在提供了更多種類的圖案,可以創建
對於大多數Imatest測試圖案,螢幕顯示品質極高。

基本介紹

螢幕測試圖案功能可在顯示器上顯示各種測試圖案,尤其建議在液晶平面顯示器上顯示。隨著經濟實惠的超高解析度(4K+)顯示器的普及,此功能將變得更加實用。點擊Imatest主視窗右側的「螢幕測試圖案」即可開啟此功能。大多數圖案(顯示器校準圖案可能除外)在視窗最大化時效果最佳。最大化(或調整大小)視窗後,您可能需要重新繪製圖案,方法是選取圖案或變更其中一項設定。這些圖案是測試圖表產生的列印圖案的便捷替代方案。

使用顯示器前,請務必確認其不會出現閃爍。某些顯示器(尤其是筆記型電腦顯示器)採用時域重複使用技術來實現良好的色域,但這種技術可能並不適用。一個快速的判斷方法是查看手機相機拍攝的預覽影像。如果預覽影像出現色帶,則該顯示器可能並非理想之選。

這裡有一個來自Wirecutter 4K 顯示器評測的閃爍測試連結。如何測試我的顯示器是否有 PWM 閃爍? 

測試模式分為兩類:

圖案選擇位於「螢幕圖案」視窗底部中間的下拉式選單中。由於光柵掃描會導致CRT顯示器照明不均勻,並可能導致某些數位單眼相機(例如我的佳能EOS-40D)測光系統讀數不一致,因此用於攝影的圖案在CRT顯示器上的效果往往不佳。下表總結了各種圖案。

待拍攝的圖案,用於 Imatest 分析
光線衰減(空白)使用空白螢幕可以獲得均勻的照明。優於其他低成本技術。
SFR象限SFR 象限圖案:拍攝時必須將螢幕相對於相機傾斜。
SFR四邊形:全球H,S SFR 象限圖案,其中較暗(象限)區域的 H 和 S 與高光區域相同(通常較暗的區域為中性)。
扭曲網格
反轉的扭曲網格
對於這個模組來說,一台大尺寸的平面顯示器絕對是加分項。不再推薦:棋盤格佈局更好。
波帶板(正弦波)
區域板(桿)
利用清晰可見的莫爾條紋圖案尋找最佳相機對焦。 提供正弦波和長條波兩種模式。
SMPTE 彩條
廣泛用於視訊調整。也可用於簡單的色彩品質視覺分析。
 
傾斜邊緣
與SFR SVG 測試圖表中的圖案類似。提供 1 行、2 行和 3 行圖案,以及簡化的 SFRplus 圖表,該圖表包含 3 行或 5 行傾斜方塊。圖案清晰度不如SFR 象限圖案(具有垂直和水平邊緣)。請謹慎使用;不適用於測試高解析度相機。
色卡和灰階圖
模擬色卡和灰階梯圖:20 個階梯,密度步長分別為 0.10 和 0.15(最大密度分別為 1.95 和 3.85)。 除非螢幕校準非常精確,否則不建議用於相機測試。
棋盤格(方格) 使用棋盤格模組測量MTF(傾斜時)和變形的棋盤格圖案
其他:用於顯示器校準或相機調整
顯示器校準此選項包含幾個圖案:一個伽馬/黑電平測試圖案,可用於估算伽馬值;一個顯示器伽馬圖案,當相鄰滑塊設置為正確的伽馬值時,該圖案看起來是均勻的;以及兩個 HSL 彩虹圖案,可用於粗略地目測顏色質量。
僅監測伽馬顯示器的伽瑪圖案會充滿整個螢幕。它可以透過位於螢幕底部中央的滑桿進行調整。這使您可以高精度地確定伽瑪值,並觀察螢幕上的變化。

在螢幕模式中新增圖表相對簡單。如果您想新增圖表,請聯絡我們。

有些圖案會在右下角顯示螢幕的寬 x 高尺寸。高比螢幕總尺寸小約 21 像素:大約是頂部工具列的高度。

工作流程

  1. 打開螢幕圖案模組。在舊版Imatest視窗中,使用右側框中的「實用工具」下拉式功能表或「其他」標籤。
  2. 選擇要在螢幕上顯示的圖案,並進行所需的設定。
  3. 對於大多數圖案,請調整(通常是最大化)螢幕圖案視窗的大小。
  4. 按下刷新畫面(左下角的按鈕)使調整大小後的視窗填滿所需內容。
  5. 按下左下角那個很小的 按鈕。它非常不顯眼。按下後設定會消失,但那個不起眼的 * 按鈕會保留。按下它即可恢復設定。

光線衰減模式

如果您使用的是液晶平板顯示器,「螢幕圖案」中的「光線衰減」圖案是獲得均勻影像的好方法。這是開啟「螢幕圖案」後出現的第一個圖案。

螢幕圖案:光線衰減影像
光線衰減影像(啟動時的初始螢幕)

色相、飽和度和亮度(H、S 和 L,預設值分別為 0、0、1)可以使用最左邊的滑桿進行調整。 HSL 和 RGB 值顯示在底部。拍攝平面照片時,請保持 2-8 公分(1-3 吋)的距離。相機最好處於未對焦狀態。 (感謝Jonathan Sachs 的建議。)

對於超廣角鏡頭或可視角度有限的筆記型電腦螢幕,可能需要額外的擴散器。在美國, Edmund Optics公司出售一種安裝在鏡頭附近的乳白色擴散玻璃,這是一個不錯的選擇。



SFR象限和SFRreg

SFR象限模式,設定為SFRreg。對比約4:1
SFR象限模式,設定為SFRreg。對比約4:1

SFR測量有兩種象限模式:

  • SFR象限圖,其中較暗的區域為中性區域,
  • SFR 四邊形:全域 H,S ,其中較暗區域的色相 (H) 和飽和度 (S) 與高光區域相同。如果 S 為 0,則選擇哪個區域都無關緊要。

也提供垂直和水平條紋圖案。它們位於選項清單的底部附近。

選取SFRreg複選框(底部,中央左側)會建立一個中間色調圓形遮罩,將象限轉換為 SFRreg 圖案,如右圖所示。

當使用此圖案進行SFR測量時,應將顯示器相對於相機傾斜(通常約為5度),以最大程度地減少像素化。此圖案的使用方法在Imatest SFR LCD目標中進行了討論。

色調 (H)、飽和度 (S) 和亮度 (L) 可透過最左側的滑桿進行控制。對比度(象限亮度)可透過右下角的滑桿進行控制。右下角顯示的是顯示伽瑪值為 2.2 時的對比。在本例中,右下角的滑桿已調整為 4:1 的影像對比。左側的 L 滑桿可以設定為 0.5 以獲得最大色彩飽和度(通常保持為 0)。

舊版 Distortion 程式的失真網格:現在建議使用棋盤格網格。

扭曲網格扭曲網格

扭曲網格為舊版Imatest扭曲模組創建的圖像由白色或彩色背景上的黑色線條組成。 (強烈建議使用棋盤格模組來建立棋盤格圖案。)

右下角有三個關鍵設定:水平線數 (HL)、垂直線數 (VL) 和線寬(像素)(W)。選擇取決於失真程度和螢幕的寬高比。第一個(預設)垂直設定是正方形:垂直線和水平線的間距相同。通常為 7-9 行水平線和 10-15 行垂直線。使用棋盤格程式所建立的棋盤格(方形)圖案(如下所示)更加穩定。

畸變網格(反轉)
反轉的扭曲網格

通常情況下,線條為黑色,高亮(背景)H、S 和 L 可透過最左側的滑桿進行控制。如果勾選「反轉扭曲網格」 ,則背景為黑色,H、S 和 L 滑桿將調整線條顏色。

顯示器校準

此選項包含多個圖案,可用於檢查顯示器的校準情況。伽馬圖案(左側和中間)必須在顯示器上查看;它們在印刷介質上無效。重設圖案會將 H = 0、S = 0、L = 1 和 Gamma = 2.2 恢復為預設值。

請注意,筆記型電腦液晶螢幕無法進行精確校準,因為伽馬值與垂直視角密切相關。

顯示器校準

顯示器校準圖案(鋸齒狀垂直條帶)
左側和中間的圖案並非您所看到的。 )

左圖:Gamma 和黑階圖表改編自normankoren.com 。

此圖表(如下所示)可讓您設定黑電平(亮度)並估計顯示伽瑪值,範圍為 1.2 至 2.8,精度接近 ±0.05。左側為伽瑪曲線圖,右側為黑色電平曲線圖。使用此圖表前,CRT 顯示器應至少開機 15 分鐘。對於液晶顯示器 (LCD),螢幕解析度應設定為顯示器的原生解析度(右鍵單擊桌布,選擇“屬性”,然後選擇“設定”)。

顯示伽瑪值是像素等級與螢幕亮度之間的關係。它是由以下公式得出:
亮度 = (像素級)伽馬

伽瑪值的估計方法是找出伽瑪圖案上平均亮度恆定的位置。對應的伽瑪值顯示在左側。您應該與顯示器保持足夠遠的距離,使線條圖案不清晰可見。下面的範例展示了需要注意的地方。

此圖表沿著水平掃描線呈現逐漸的密度變化(從而消除了 CRT 上升時間問題)。


(當 Gamma = 2.0 時)需要注意什麼f2

您的顯示器伽瑪值應設定為 2.2(適用於 Windows 系統)。伽瑪值為 2.2 適用於網路標準sRGB色彩空間和流行的 Adobe RGB (1998) 色彩空間。 1.8 是早期 Macintosh 系統和印前文件交換的標準值(Mac 使用者請參閱 Ian Lyons 的Mac 校準頁面)。許多筆記型電腦的液晶螢幕無法精確校準,因為伽瑪值對視角極為敏感(不過我的 2018 年華碩 Zenbook 的表現比我預期的要好)。您可以使用Quickgamma (一款優秀的免費程式)或硬體校準器來調整伽瑪值(詳情請點擊此處)。

請注意,當您按 Ctrl+ 或 Ctrl-(Windows 系統)調整文字放大倍率時,右側影像也會隨之調整大小。它僅在一種放大倍率下能正確顯示伽瑪值。我們尚未找到可靠的方法來設定放大倍率,使該影像始終能正確顯示伽瑪值。 :-(

在 Windows 系統中,此圖像可能會受到「顯示」 、 “縮放和佈局” 、 “更改文字、應用程式和其他項目的大小”設定的影響。

如果您透過電子郵件聯繫我們,並註明出處和此頁面的鏈接,我們將很樂意允許您在您的網站上複製此圖案。


伽瑪圖案放大4倍
Alt 校準圖案(中)放大 4 倍;Alt 圖案顏色(T 和 B)已檢查

黑階(亮度)您可以使用圖表右側的黑色圖案來調整顯示器的亮度控制(實際上應該稱為黑階)。此圖案包含兩條深灰色豎條 A 和 B,它們的亮度會隨著伽瑪值的增加而增加。 (如果您看不到它們,則表示您的黑階過低。)左側的豎條 (A) 應該略高於您選擇的伽馬值(2.2 或 1.8)對應的可見閾值——當伽馬值降低約 0.3 時,它應該完全不可見。右側的垂直條 (B) 應該清晰可見:比 (A) 更亮,但仍然很暗。

CRT顯示器的亮度和伽瑪設定之間存在顯著的相互影響——提高亮度會降低伽瑪值——因此您可能需要來回調整兩到三次。對比度和伽瑪值之間的相互影響較小。垂直條分別對應於指定伽瑪值下的歸一化亮度0.002和0.006。

右圖顯示的是中間伽瑪圖案的 4倍放大版。此影像的上半部(位於「標準」右側)使用了與伽馬和黑電平圖表相同的黑白正弦變化。勾選位於伽瑪滑桿右側的「備用圖案顏色(T 和 B)」複選框後,即可顯示這些顏色圖案。

當這張圖片在高品質顯示器上以正常尺寸(未放大;如下所示)顯示時, RC 、 GM 、 BY和標準圖案看起來幾乎相同。

伽瑪模式,伽瑪值 = 2.2
中間(伽瑪)模式,

顯示 RC、GM、BY 色帶

中間:伽瑪圖案。當伽馬滑桿(位於其下方)設定為正確的顯示器伽馬值時,此圖案將呈現均勻分佈。它非常靈敏:伽馬測量精度優於±0.05。垂直條紋的空間頻率設定為接近人眼對比敏感度函數在典型觀看情況下達到最大值的頻率。

右側的圖案看起來會很均勻。

如果顯示器伽馬值為 2.2。

在伽瑪滑桿右側有一個名為「替代圖案顏色(T & B)」的複選框。勾選此複選框後,伽瑪圖案的頂部和底部附近會出現三個色帶(共六個色帶)。與標準伽瑪圖案的黑白正弦變化不同,這些色帶的線條分別呈現藍到黃、綠到品紅和紅到青的顏色變化。在正常工作的顯示器上,這些色帶與標準圖案一樣呈現中性灰色,但在有缺陷或校準不良的顯示器上,它們可能會顯得異常。取消選取此複選框可以加快影像刷新速度。

右圖:HSL彩虹圖案。這些圖案用於粗略地目測評估顯示器的色彩表現。理想的HSL彩虹圖案應色彩飽和度高,色彩和色調過渡平滑(無突變)。筆記型電腦的色彩表現通常與經過良好校準的LCD或CRT顯示器截然不同。

全屏伽瑪圖案
全屏伽瑪圖案用於查看螢幕
不均勻性。 (實際影像看起來截然不同)

伽瑪圖案(全螢幕)

全螢幕伽瑪圖案可用於精細檢查螢幕均勻性。它與上文所述的顯示器校準顯示中間的伽瑪圖案相同。伽瑪值的估計精度極高,優於±0.5。您可以使用最左邊的滑桿來控制高亮顯示(H)、飽和度(S)和亮度(L)。重設圖案會將數值恢復為預設值:H = 0,S = 0,L = 1,Gamma = 2.2。

區域板

區域板( Imatest未對其進行分析)可用於測試具有即時取景功能的相機的對焦性能,因為它在拍攝或調整尺寸時會產生非常明顯的摩爾紋;摩爾紋越強,對焦效果越好。 Northlight Images介紹了一種使用區域板調整佳能 1Ds Mark III對焦的方法。下方的方形圖案也旨在產生摩爾紋。

Screen Patterns有兩種區域板版本:正弦(如下所示)和長條(邊緣更清晰:可能更適合聚焦)。

區域板圖案
區域板圖案

最大空間頻率可透過右下角的選單進行調整。預設值為 1/4 週期/像素(半奈奎斯特頻率)。高亮 H、S 和 L 可透過最左側的滑桿進行控制。 (影像縮放時,H 滑桿被遮蔽。)重設圖案會恢復預設值:H = 0、S = 0、L = 1,並重新繪製影像。了解更多關於區域板的信息,請參閱Bart van der Wolf的文章。

SMPTE 彩條

SMPTE 彩條廣泛應用於視訊產業,用於校準電視和顯示器。我們將其作為實驗性功能添加到「螢幕模式」中,以了解使用者是否覺得它有用。在「螢幕模式」中新增圖表非常簡單:如果您有想要新增的圖表,請與我們聯絡。

SMPTE 彩條 - 原始
SMPTE 彩條(原廠)
SMPTE 彩條 - 高畫質
SMPTE 彩條(高畫質)
SMPTE 色彩條,原始亮度
SMPTE 色標(原圖已調亮):上半部已調亮

圖表中的像素值來自維基百科頁面 「SMPTE 色條」 。我們無法確定其準確性。許多頁面對這些色條的解讀各不相同(通常頂行顏色較亮)。原始圖表和高清圖表都可以將頂行顏色調亮後顯示。

斜邊(1、2、3 行)和 3、5 行:(簡化的 SFRplus)

這些傾斜邊緣圖案與SFR SVG 測試圖表中的圖案類似。提供 1 行、2 行和 3 行無條紋圖案,以及 3 行或 5 行(帶 SFRplus 失真條紋)圖案。高光部分(即背景)的 H、S 和 L(色相、飽和度和亮度)可以單獨調整,而色塊部分的 L 值可以單獨調整,色塊部分則保持與背景相同的 H 和 S 值,類似於上文「SFR 四邊形:全局 H、S」中所述的SFR 四邊形圖案。對比度顯示在右下角。

需要注意的是,這些邊緣不如SFR象限圖案中的垂直和水平邊緣清晰,因為必須施加少量抗鋸齒以避免鋸齒狀邊緣。在測試高解析度相機時,這些圖案不應充滿整個畫面(此時使用大幅列印圖表效果更佳),但它們可能適用於測試顯示器、投影機和低解析度相機。無論何種情況,您都應仔細分析顯示器、相機和鏡頭對最終MTF測量結果的相對貢獻,也就是說,您應該確切地知道您正在測量的是什麼。

2排斜邊SFR圖案
雙排斜邊圖案,對比 20:1
5行SFRplus斜邊圖案,4:1對比
按下左下角的微小 * 按鈕即可關閉設定。

3排斜邊SFR圖案色卡和灰階圖

顯示模擬的 ColorChecker 色卡和兩個階梯色卡。假設採用 sRGB 色彩空間(gamma = 2.2)。上方階梯色卡的密度增量為 0.10,範圍為 1.9(對比為 79:1);下方階梯色卡的密度增量為 0.15,範圍為 2.85(對比為 708:1)。

除非您的顯示器經過極為精準的校準,否則不建議使用此圖案測試相機:真正的反射式色卡能提供更佳的測試結果。它可以用於對顯示品質進行簡單的目測評估,也可用於分析使用經過良好校準的相機拍攝時顯示器或投影影像的反應。

色卡和灰階圖(ΔD = 0.10(上),0.15(下))

棋盤格(方格)

可使用棋盤格模組測量失真或 MTF(螢幕傾斜約 5º)。

對比度可以在右下角進行調整。

可以在右下角的下拉式選單中選擇方格之間的間距(1-30)或方格的數量(僅限方格(棋盤格))。

有焦點圖案的方塊

我們不記得設計過這個圖案了。 (那是很久以前的事了。)但我們找到了這段描述。

這些圖案是專門為使用相機的即時取景功能來測量相機對焦而設計的,用於產生莫爾條紋。請參閱 Bart van der Wolf 的貼文。 Northlight Images上的開放攝影論壇及相關資料。方格(棋盤格)圖案(左下圖)是「 畸變」模式中網格圖的替代方案。

有焦點圖案的方格(棋盤格)