Bildkalibrierung und kalibrierter Bildmodus

Eine Bildkalibrierung stellt ein Anzeigegerät auf die Bezugswerte ein, gegen die Filme gemastert wurden. Gemessen wird mit einem Messgerät am Bild, eingestellt wird am Gerät — Ziel ist nicht ein schöneres Bild, sondern ein richtiges. Der kalibrierte Bildmodus ist der Betriebszustand, der dabei herauskommt.

Was eingestellt wird

Fünf Größen, in dieser Reihenfolge, weil jede die folgende beeinflusst.

Weißpegel. Wie hell das hellste Weiß sein soll. Für die Produktion setzt BT.1886 als Bezugswert 100 Candela pro Quadratmeter an; im Heimkino richtet sich der Zielwert nach Bildgröße, Leinwand und Raum — die Größe dahinter ist die Zielleuchtdichte.

Schwarzpegel. Wo das Gerät aufhört, Unterschiede darzustellen. Er wird so gesetzt, dass alles knapp über Schwarz gerade noch sichtbar ist und alles darunter verschwindet — mit dem PLUGE-Testbild, das genau dafür gebaut ist.

Graubalance. Über die gesamte Helligkeitsskala hinweg sollen Rot, Grün und Blau so zusammenwirken, dass neutrales Grau auch neutral bleibt. Zielwert ist der Weißpunkt D65, den sowohl Rec. 709 als auch BT.2020 festlegen. Dies ist der Teil, der am meisten Zeit kostet und der am deutlichsten sichtbar ist: Ein Farbstich im Grau fällt auf, sobald man ihn einmal gesehen hat.

Tonwertkurve. Der Verlauf zwischen den beiden Enden, siehe Gamma. Er wird gegen die Bezugskurve geprüft und, wo das Gerät es zulässt, punktweise korrigiert.

Farbraum. Sofern das Gerät ein Farbmanagement mitbringt, werden die Primärvalenzen auf die Zielwerte gezogen, siehe Farbraum.

Die Reihenfolge ist kein Ritual. Wer den Weißpegel ändert, verschiebt die Kurve; BT.2100 hält für HDR sogar ausdrücklich fest, dass das Systemgamma nachzuführen ist, wenn die wirksame Spitzenleuchtdichte über den Kontrastregler verstellt wurde. Und der Schwarzpegel wird nach jeder Änderung am oberen Ende erneut geprüft, weil beide Regler an derselben Kurve ziehen.

Die beiden Regler heißen falsch

Diese Konvention ist die folgenreichste Einzelheit der ganzen Bildeinstellung, weil ihr Missverständnis dazu führt, dass genau der falsche Regler bewegt wird:

• Der Helligkeitsregler stellt den Schwarzpegel ein. Er verschiebt das untere Ende der Skala.
• Der Kontrastregler stellt den Weißpegel ein. Er verschiebt das obere Ende.

Das ist keine Branchenfolklore, sondern steht so in der Norm. BT.1886 benennt die beiden Parameter seiner Gleichung ausdrücklich als Nutzerverstärkung — historisch der Kontrastregler — und als Schwarzanhebung — historisch der Helligkeitsregler. BT.2100 führt für HLG dieselbe Paarung mit anderen Buchstaben.

Wer ein zu dunkles Bild über den Helligkeitsregler aufhellt, hebt also das Schwarz an und verliert Tiefe, ohne das Weiß zu gewinnen, das er wollte. Die Bezeichnungen sind historisch gewachsen und irreführend — aber sie sind Standard, und kein Hersteller wird sie ändern.

Warum der hellste Modus für Film nicht taugt

Jedes Gerät hat einen Modus, der maximale Lichtleistung liefert, und aus genau diesem Modus stammt die Lumenangabe im Datenblatt. Er erreicht sie über Zugeständnisse, die für Film alle in die falsche Richtung gehen.

Das Weiß ist nicht neutral, sondern in Richtung höherer Farbtemperatur verschoben — kühles Weiß wirkt heller als neutrales, und bei einem Projektor wird zusätzlich der Farbraumfilter aus dem Lichtweg genommen, was Helligkeit bringt und Farbumfang kostet. Die Tonwertkurve ist angehoben, damit das Bild in hellen Räumen durchsetzungsfähig wirkt; in einem abgedunkelten Raum erscheint es dadurch flau. Dazu kommen meist Nachschärfung und Bewegungsverarbeitung, die Filmmaterial sichtbar verändern.

Daraus folgt eine Rechengröße, die in der Planung ständig gebraucht wird und die man nicht überspringen darf: Die verwertbare Lumenzahl ist die im kalibrierten Modus, nicht die auf dem Karton. Wer die Katalogangabe in eine Leuchtdichte auf der Leinwand umrechnet, überschätzt das Ergebnis erheblich. Die Größenordnung des Abschlags ist geräteabhängig und gehört zu den Angaben, die Hersteller selten veröffentlichen.

Was eine Kalibrierung nicht kann

Sie korrigiert nach innen. Alles, was ein Gerät nicht darstellen kann, bleibt unerreichbar — eine Kalibrierung kann Farben zurücknehmen, aber keine hinzufügen.

• Den Schwarzwert verbessert sie nicht. Wie dunkel ein Gerät werden kann, ist eine physikalische Eigenschaft. Die Kalibrierung sorgt nur dafür, dass die Skala dort richtig ansetzt, siehe Schwarzwert.
• Streulicht im Raum behebt sie nicht. Im Wohnraum bestimmt der Raum den wahrgenommenen Schwarzwert stärker als das Gerät. Ein kalibrierter Projektor in einem hellen Zimmer bleibt ein Projektor in einem hellen Zimmer.
• Das Kontrastverhältnis erhöht sie nicht. Sie ordnet die Werte zwischen den Enden, sie verschiebt die Enden nicht nach außen.
• Fehlenden Farbumfang schafft sie nicht. Ein Gerät, das ein Ziel-Rot nicht erreicht, erreicht es auch nach der Kalibrierung nicht. Ein Farbmanagement kann die anderen Farben nur darauf einstellen.
• Sie hält nicht dauerhaft. Lichtquellen altern und verschieben sich dabei meist auch in der Farbe. Nach einem Firmware-Update kann die Verarbeitung anders arbeiten als zuvor.

Diese Liste ist kein Argument gegen Kalibrierung. Sie ordnet nur ein, wo sie im Verhältnis zu anderen Maßnahmen steht: Lichtkontrolle im Raum und eine sinnvoll gewählte Bildgröße wirken bei einem Projektor stärker als jede Einstellung — und sie sind Voraussetzung dafür, dass die Kalibrierung überhaupt etwas bringt.

Häufiges Missverständnis

„Nach der Kalibrierung sieht das Bild besser aus." Es sieht richtig aus, und das wird oft zunächst als schlechter empfunden: dunkler, weniger farbkräftig, ruhiger. Das Auge hat sich an ein überzeichnetes Bild gewöhnt und braucht einige Tage. Wer nach einer Kalibrierung sofort urteilt, urteilt über die Gewöhnung, nicht über das Bild. Ehrlicherweise gehört dazu: Nicht jeder will das Referenzbild, und das ist legitim — nur sollte die Abweichung dann eine Entscheidung sein und kein Werkszustand.

„Der Modus heißt Kino, also ist er kalibriert." Werksmodi sind Vorgaben ohne Kenntnis des Raums, der Leinwand und der Signalkette. Sie sind meist näher am Ziel als der hellste Modus und trotzdem kein Messergebnis. Auch eine Werkskalibrierung, die manche Hersteller anbieten, kennt weder den Raum noch die Kette davor.

„Einmal kalibriert, immer kalibriert." Die Lichtquelle verliert über die Betriebszeit Leistung, und bei HDR verschiebt das zusätzlich die Tonwertabbildung, weil deren oberes Ende an der Gerätespitze hängt. Ein sinnvoller Turnus hängt an der Betriebsstundenzahl und der Art der Lichtquelle.

„HDR kalibriere ich genauso mit." Der HDR-Betrieb ist ein getrennter Zustand mit eigenen Einstellungen, und die entscheidende Größe darin — die Tonwertabbildung — ist nicht genormt und meist nicht frei einstellbar. Beide Betriebsarten gehören getrennt eingestellt; was im HDR-Modus überhaupt erreichbar ist, ordnet die Wissensseite zu HDR und Tonwertabbildung ein.

Nicht zu verwechseln mit

• Raumkorrektur: Das Gegenstück auf der Tonseite, siehe Raumkorrektur.
• Werkskalibrierung: Im Werk gesetzt, ohne Kenntnis von Raum, Leinwand und Signalkette.
• Bildmodi wie Kino, Film oder Standard: Werksvorgaben, keine Messergebnisse.
• Tonwertabbildung bei HDR: Eine geräteeigene Rechnung, die sich in der Regel nicht kalibrieren lässt.

In der Planung

Auf dem Datenblatt stehen 3.000 Lumen, geplant sind 3,20 Meter Bildbreite. Die Rechnung des Bauherrn kommt auf einen guten Wert, der Fachbetrieb empfiehlt trotzdem ein kleineres Bild.

Die Rechnung stimmt, ihre Eingangsgröße nicht. Die 3.000 Lumen gelten für den hellsten Modus mit kühlem Weiß und ohne Farbraumfilter. Im kalibrierten Modus, mit neutralem Weiß und dem Farbraum, der für Filme tatsächlich genutzt werden soll, bleibt davon ein erheblich kleinerer Teil übrig — und mit dieser Zahl fällt die Rechnung anders aus.

Belastbar wird die Auslegung erst, wenn drei Größen zusammenpassen: der Lichtstrom im tatsächlich genutzten Modus, die geplante Bildfläche und eine Reserve für die Alterung der Lichtquelle. Fehlt die Herstellerangabe zum kalibrierten Modus — was die Regel ist —, bleiben zwei Wege: eine Messung am aufgebauten Gerät oder ein Sicherheitsabschlag, der als Annahme benannt und nicht stillschweigend eingerechnet wird.

Die Bildgröße ist dabei der wirksamste Hebel, weil die Leuchtdichte mit dem Quadrat der Bildbreite fällt. Ein Bild von 2,80 statt 3,20 Meter Breite bringt bei gleichem Gerät rund 30 Prozent mehr Leuchtdichte — mehr, als jeder Bildmodus herausholt.

Verknüpfte Inhalte

Die beiden Enden der Skala behandeln Schwarzwert und Zielleuchtdichte, den Verlauf dazwischen das Gamma und der Oberbegriff dazu die Übertragungsfunktion. Welche Farben überhaupt erreichbar sind, klärt der Farbraum. Warum ein falsch eingestellter Signalwertebereich vor jeder Kalibrierung auszuschließen ist, steht dort — er verschiebt die Enden der Skala, bevor irgendetwas gemessen wird.

Quellen

Die Zuordnung von Kontrast- zu Weißpegel und Helligkeit zu Schwarzpegel steht in ITU-R BT.1886, Anhang 1, das für diese Seite vollständig am Objekt gelesen wurde; ebenso der Bezugswert von 100 cd/m² und die Feststellung, dass die Konformitätsprüfung im abgedunkelten Raum stattfindet. Dass das Systemgamma bei einer Verstellung über den Kontrastregler nachzuführen ist und dass der Schwarzpegel mit PLUGE-Testsignalen gesetzt wird, steht in ITU-R BT.2100-3. Der Weißpunkt D65 als Ziel der Graubalance stammt aus ITU-R BT.709-6 und BT.2020-2.