Calibration vidéo REC709 et DCI-D65 de l’Epson EH-LS10000

Introduction et objet de ce dossier

Dans ce dossier je vous propose de découvrir les calibrations vidéo REC709 et DCI-D65 que j’ai réalisées sur l’Epson EH-LS10000 dans ma salle dédiée.

Protocole et explication de la méthode pour comparer les calibrations

C’est une comparaison directe des DeltaE 2000 entre le mode prédéfini NATUREL, la calibration manuelle et les calibrations 3DLUT que l’on peut obtenir avec madVR fonctionnant sur PCHC.

Dans tous les cas, les prises de mesures se sont déroulées dans les conditions suivantes:

• Environnement de projection identique pour chacune des campagnes de mesures : temps de chauffe des appareils identique, durées maximales d’utilisation identiques, température ambiante régulée et constante (21°C).
• Distance et positionnement de la sonde colorimétrique identique pour chacune des campagnes de mesures.
• Utilisation d’une sonde colorimétrique professionnelle ayant une très bonne répétabilité et fiabilité des mesures.
• Utilisation d’un spectromètre professionnelle pour étalonner le colorimètre.
• Utilisation d’un générateur de mires sans dérive colorimétrique.
• Utilisation des mêmes couleurs pour comparer les mesures entre elles.

Présentation de l’environnement et du matériel utilisé

L’Epson EH-LS10000 a été évalué dans ma salle dédiée qui est totalement noire : murs avec tissu acoustique noir, sol avec moquette noire et plafond avec des dalles acoustiques noires. Les dimensions de ma salle sont les suivantes : 6.5m x 4m x 2.35m.

Les matériels et moyens utilisés étaient les suivants :

Couleurs de référence pour mener les comparaisons des différentes calibrations

Pour comparer les calibrations, j’ai utilisé 1493 couleurs – dites de référence pour ce test. Ce sont les 1493 couleurs que je vérifie systématiquement pendant mes prestations de calibration.

Sachant qu’une couleur est la somme de 3 composantes, le rouge, le vert et le bleu, que chaque composante peut être codée numériquement sur 8 bits avec une valeur comprise entre 0 et 255 alors toutes les couleurs peuvent se représenter graphiquement dans un cube dont la structure principale est construite de la manière suivante:

• les 3 axes principaux de ce cube sont les couleurs primaires (R,V,B) à différentes valeurs de luminance et de saturation,
• la diagonale du cube est l’échelle de gris (ou points de saturation nulle),
• les 8 sommets du cube sont le Rouge, le Vert, le Bleu, le Jaune, Le Cyan, le Magenta, le Blanc, toutes à 100% de luminance et 100% de saturation, et le Noir.

Ci-dessous la représentation en 3D des couleurs utilisées pour vérifier les calibrations.

1493 couleurs de référence

Films choisis pour créer les screenshot illustrant ce dossier

Les screenshot de ce dossier sont proposés uniquement à des fins d’illustration. Ils n’ont aucun valeur de comparaison. Seule la comparaison faite via des mesures et des statistiques est pertinente. En effet, il n’est pas simple de comparer des calibrations entre elles à l’aide de screenshot pour la simple et bonne raison que l’écran de votre ordinateur n’est probablement pas calibré.

Les screenshot ont été faits alors que l’Epson EH-LS10000 projetait ses images sur l’écran Xtrem Screen Daylight 0.9.

Le films utilisé est:

• Samsarra

Conclusion

Comme à mon habitude je vous propose la conclusion de mes analyses dès le début de l’article. La voici :

Ci-dessous vous trouverez des graphiques et des statistiques qui viennent étayer cette conclusion.

Spectre de l’Epson EH-LS10000

Le graphique ci-dessous représente le spectre lumineux mesuré à l’aide du spectromètre de référence CR-250RH. Sur la base de ces données, il a été établit une matrice de correction pour le colorimètre CR-100 afin que ce dernier soit parfaitement réglé pour évaluer et optimiser le vidéo projecteur.

Spectre Epson EH-LS10000 avec écran de référence blanc

Les calibrations

Le mode NATUREL non calibré avait le laser dans son mode d’alimentation MOYEN, la calibration manuelle REC709 et les calibrations 3DLUT REC709/DCI-D65 avaient le laser dans son mode d’alimentation HAUT.

Note 1 : sauf mention contraire, les captures d’écrans pour les courbes sont toutes issues de mon outil d’analyse.

Note 2 : la calibration 3DLUT pour qu’elle soit la meilleure possible nécessite toujours une pré-calibration manuelle pour tirer le meilleur du diffuseur.

REC709 – Distribution DeltaE 2000 sur les 1493 couleurs évaluées

Le mode NATUREL permet d’obtenir un deltaE 2000 moyen de 1.4401 sur 1493 points de mesures, c’est très bon. La calibration manuelle permet d’atteindre une moyenne à 1.0669 et la calibration 3DLUT une moyenne de 0.5135, toujours sur 1493 points.

Ci-dessous la comparaisons du mode NATUREL et des deux calibrations. Les barres les plus en bas représentent la quantité de points dont le delta E 2000 vaut entre 0 et 1 exclus. Et ainsi de suite. L’axe des X est donc un nombre de point, l’axe des Y une fourchette de delta E 2000.

Calibration REC709 – delta E2000 – comparaison NATUREL vs NATUREL calibré vs 3DLUT

Une autre vue de la distribution des delta E 2000:

Calibration REC709 – delta E2000 distribution – comparaison NATUREL vs NATUREL calibré vs 3DLUT

REC 709 – Diagramme CIE

Le diagramme CIE permet d’avoir une bonne idée du comportement global du vidéo projecteur, avec entre autres, sa capacité à reproduire tout ou partie de l’espace couleur REC709 . En mode NATUREL c’est assez bon mais on constate que des mesures sur l’axe bleu-jaune s’éloignent de la norme, une calibration manuelle va permettre de corriger le tir en faisant quelques compromis, la calibration 3DLUT permet un ajustement bien plus fin et plus homogène. Les captures d’écran sont issues de l’interface graphique de LightSpace CMS.

Epson EH-LS10000 - CIE mode NATUREL

Epson EH-LS10000 - CIE mode NATUREL calibré

Epson EH-LS10000 - CIE calibration 3DLUT

REC709 – Delta E 2000 – Échelle de gris

L’échelle de gris a été évaluée sur 98 points. Le mode NATUREL donne un deltaE 2000 moyen de 2.4668, ce qui est un peu trop (un deltaE 2000 de 2.2 est recommandé), la calibration manuelle donne 1.7724 et celle en 3DLUT donne 1.0896.

Calibration REC709 – delta E2000 greyscale – comparaison NATUREL vs NATUREL calibré vs 3DLUT

REC709 – Luminance

Le réglage de la luminance est une étape clé de la calibration car elle n’intervient pas seulement sur l’échelle de gris mais bel et bien dans la reproduction de toutes les couleurs du cube RVB. Pour REC709 elle est de la forme :

Luminance = stimuli ^2.2.

La saturation n’entre pas en compte dans le calcul de la luminance, son réglage peut donc se faire via l’échelle de gris constitués par les points du cube à saturation nulle. Régler la luminance de l’échelle de gris revient à régler la luminance pour toutes les couleurs du cube RVB.

C’est donc le réglage de cette courbe qui détermine comment nous allons percevoir toutes les couleurs. C’est aussi ce réglage qui permet d’annuler ou réduire tous les artefacts que nos yeux savent détecter naturellement comme les aplats de couleur, les blanc brulés, les noirs bouchés, les remontés de pixels bleu dans les scènes sombres (bruit), etc.

Le taux de contraste ON/OFF dans le mode NATUREL atteint les [16182.1 : 1], la calibration manuelle avec un bon travail sur les réglages OFFSET RVB permet d’obtenir [11870.3 : 1] et celle en 3DLUT permet d’atteindre [15406.6 : 1] sans jamais perdre aucun détail dans les scènes sombres.

Calibration REC709 – Luminance – comparaison NATUREL vs NATUREL calibré vs 3DLUT

REC709 – Gamma

Cette information est strictement équivalente à la luminance. Elle donne une représentation graphique de l’exposant utilisé pour le calcul de la courbe de luminance. Cet exposant qu’on appelle gamma devrait être constant et égale à 2.2 (la courbe horizontale noire dans les courbes ci-dessous).

Le mode NATUREL permet d’atteindre un gamma moyen de 2.16 sur 98 points,  2.20 avec la calibration manuelle et 2.21 avec la calibration 3DLUT.

Calibration REC709 – SDR – Gamma – comparaison NATUREL vs NATUREL calibré vs 3DLUT

REC709 – Température couleur

Les résultats obtenus sur 98 gris avec le mode NATUREL, la calibration manuelle et la calibration 3DLUT sont respectivement:

• 6421.94 K,
• 6527.65 K, et
• 6505.01 K.

La référence pour REC709 étant environ 6500K.

REC709 – Balance RVB de l’échelle de gris

Les graphiques montrent la balance RVB sur 98 gris. L’idéal est d’avoir les 3 courbes R, V et B confondues et alignées sur l’axe des abscisses. Les captures d’écran sont issues de l’interface graphique de LightSpace CMS.

La balance RVB de l’échelle de gris du mode NATUREL est perfectible. Les outils mis à disposition par Epson sont assez limités et mériteraient d’être améliorés, la calibration manuelle améliore tout de même le rendu, la calibration 3DLUT résout définitivement le problème.

Epson EH-LS10000 - RGB balance greyscale - NATUREL

Epson EH-LS10000 - RGB balance greyscale - NATUREL calibré

Epson EH-LS10000 - RGB balance greyscale - calibration 3DLUT

REC709 – Distribution DeltaE par saturations

Cette section permet d’avoir une très bonne idée de la distribution en DeltaE 2000 pour la totalité des points mesurés, par saturations et pour toutes les valeurs de luminances utilisées pour créer les 1493 points de référence.

La comparaison du mode NATUREL avec les deux calibrations.

Calibration REC709 – delta E2000 saturations – comparaison NATUREL vs NATUREL calibré vs 3DLUT

Par exemple, pour le mode NATUREL:

• ]0-0.05]: correspond aux points de saturation comprise entre 0% exclus et 5% inclus. Avec un dE2000 moyen d’environ 2.
• ]5-10]: correspond aux points de saturation comprise entre 5% exclus et 10% inclus. Avec un dE2000 moyen d’environ 2.8.

Dans cette section, les résultats de la calibration manuelle REC709 faite sur mon écran blanc de référence sont comparés avec la calibration manuelle réalisée via la toile grise Xtrem Screen daylight 0.9 sur 3m de base en 16/9ieme.

Comme dit dans la conclusion, si votre environnement n’est pas dédié (un salon par exemple), la toile daylight 0.9 vous aidera à tirer le meilleur de l’Epson EH-LS10000. Ces deux produits forment un excellent couple, l’effet paillette est très discret.

Les résultats bruts de la calibration sont les suivants et ils sont excellents:

Ci-dessous les comparaisons graphiques. Vous noterez que les saturations ne sont pas altérées entre la calibration sur écran blanc et la calibration sur l’écran Xtrem Screen Daylight 0.9, seuls les résultats sur l’échelle de gris diffèrent (favorablement) et c’est normal, c’est en grande partie sur ce plan là que la toile grise Daylight 0.9 agit le plus.

Calibration REC709 - dE 2000 1493 couleurs - comparaison écran blanc versus Xtrem Screen Daylight 0.9	Calibration REC709 - dE 2000 distribution, 1493 couleurs- comparaison écran blanc versus Xtrem Screen Daylight 0.9	Calibration REC709 - dE 2000 saturations - comparaison écran blanc versus Xtrem Screen Daylight 0.9
Calibration REC709 - dE 2000 greyscale - comparaison écran blanc versus Xtrem Screen Daylight 0.9	Calibration REC709 - greyscale SDR gamma- comparaison écran blanc versus Xtrem Screen Daylight 0.9	Calibration REC709 - greyscale luminance - comparaison écran blanc versus Xtrem Screen Daylight 0.9
Calibration REC709 - greyscale température couleur - comparaison écran blanc versus Xtrem Screen Daylight 0.9	Epson EH-LS10000 - CIE mode NATUREL calibré - XTREM SCREEN Daylight 0.9	Epson EH-LS10000 - RGB balance NATUREL calibré - XTREM SCREEN Daylight 0.9

Cette calibration a été réalisée sur mon écran blanc de référence et via une 3DLUT. Le laser était dans son mode de fonctionnement HAUT.

Le comportement de l’Epson EH-LS10000 lorsqu’il reproduit l’espace de couleur DCI-D65 (que j’ai créé sur la base de DCI-P3 mais avec le blanc de référence à D65 et un gamma à 2.2) est excellent. Pour moi, l’Epson EH-LS10000 a été optimisé pour travailler dans ce mode.

Qu’est-ce que cela implique réellement ?

Cela ne signifie pas qu’il faut utiliser le gamut DCI-D65 avec tous les contenus. Les blu-ray 1080p doivent être reproduits en REC709 donc via le mode NATUREL ou via une calibration REC709. Par contre pour que le 4K UHD HDR/REC2020, l’Epson EH-LS10000 me semble être le diffuseur SDR idéal pour diffuser ce type de contenu dans les meilleurs conditions possibles dans la mesure où il est assisté d’une source (comme un PCHC à base de madVR) ou d’un processeur vidéo capable de gérer les 3DLUT et la conversion HDR>SDR (comme le Lumagen Radiance PRO). N’ayant pas à ma possession ni de contenu 4K UHD HDR/REC2020 lisibles via PCHC ni de Lumagen Radiance PRO je n’ai pas pu faire valider mon sentiment en regardant un film mais j’essaierai de le faire plus tard ayant obtenu de Epson France un accord de principe pour un nouveau prêt afin de compléter ce dossier de tests (aucune date n’est encore fixée et je ne peux rien promettre pour le moment).

EDIT du 10/10/16 : pour éviter toute confusion dans les esprits, je préfère ajouter que l’espace couleur cible pour les contenus 4K UHD HDR est REC2020, pas autre chose. Mon analyse sur DCI-D65 me laisse entrevoir que l’Epson EH-LS10000 pourrait reproduire, en SDR et via la source adaptée (3DLUT), le meilleure de ce que l’on peut obtenir de nos jours lorsqu’une conversion de REC2020 vers un espace de couleur plus petit (DCI-D65) est effectuée.

Ci-dessous les résultats qui permettent d’étayer ma conclusion.

Tout d’abord les résultats en chiffres (ne pas oublier que l’espace de couleur cible est DCI-D65 gamma 2.2):

Puis via par des courbes et des graphiques (ne pas oublier que l’espace de couleur cible est DCI-D65 gamma 2.2):

Epson EH-LS10000 - DCI-D65 - informations générales - 3DLUT	Epson EH-LS10000 - DCI-D65 - DE 2000 distribution - 3DLUT
Epson EH-LS10000 - DCI-D65 - balance RVB et température couleur - 3DLUT	Epson EH-LS10000 - DCI-D65 - luminance et SDR gamma - 3DLUT
Epson EH-LS10000 - DCI-D65 - CIE - 3DLUT

Screenshots

Pour le plaisir des yeux. La calibration utilisée est la 3DLUT REC709 via madVR sur PCHC. L’écran est le XTREM SCREEN DAYLIGHT 0.9 de 3m de base en 16/9ieme.

Fin de l’article, merci de l’avoir lu jusqu’au bout 😉