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[经验心得] 2020色域三色激光超短焦投影LSP9T测试和调教

发表于 2021-01-20 03:56 6736 4 来源:投影/幕布> 经验心得 回帖奖励 |倒序浏览 |

梁皓贻 帖主

2021-1-20 03:56

前段时间看到三星发布了这个机器,硬件配置比较吸引人:三色激光达到2020色域,超短焦可直接放在墙边使用,0.66芯片单片式没有三片式对齐的麻烦,自带智能系统和喇叭可以当智能电视用。
我看到之后有点感兴趣,于是去三星的官网买了一台,没有折扣,6500美元。这是我玩投影这两年以来买的第六台投影,也是我的第二台激光4肯DLP投影,我的上一台激光4肯 DLP是单色激光5000流明的明基旗舰LK970。两年时间买了两台旗舰级激光DLP投影,不知道我算不算得上是激光DLP阵营的铁杆粉丝呢?
主要的测试和调校将在我的影音室内(几乎完美吸光的黑洞)完成,用以代表该机器在完美环境下的绝对性能表现。之后我也会把它搬到卧室或者其它有白色墙面的房间试一试,更能代表大多数人的使用环境。当然,以我对DLP的了解,以及我上一台激光DLP的使用经历,这个机器我估计也不会用作我影音室里的投影,更多的可能是用来放到其它房间里观看网络视频。

下面是黑洞环境的测试:
投射面积16:9 100寸,所有测试数据采集自参考级幕布材料ST100。
这台投影预设了四个模式,最亮的是动态模式,其次是标准模式,色准最好的是电影模式和电影制作者模式,电影模式和电影制作者模式的区别是后者关掉了一切插帧锐化等图像处理,以及不让用户调整10点灰阶。
首先来看看SDR709的各模式出厂测试结果。
下面是动态模式,这个模式下机器默认就是原生色域, 原生色域的测试结果如下,明显不正常,色域大大超过709,完全没有色彩管理。

手动选成709模式后测试结果如下











色域方面,本质上RGB显示设备的色域取决于RGB三原色的纯净程度,所以波长极窄的RGB三色激光带来的高纯度的三原色让这台机器的色域非常广,真正达到了2020的标准。但绿色方面稍微有点问题,表面看上去甚至超过了2020的标准,但实际与2020色域定义的绿色并不在一个轴线上,所以这个“超过”并没有正面意义,并且因为轴线的偏离会导致校准后的实际色域略小于2020色域。不过这个倒是问题不大,因为这个色域真的已经很广了。
另一个优秀的数据是对比度达到了2100左右,这个数据在DLP里是十分惊人的。我的上一台DLP LK970,以及论坛里很火的886之类的机器的对比度大概都在1千左右。
糟糕的是这个模式下色准十分差,从CIE xy二维图上看几乎所有点都偏向蓝色,整体EOTF严重偏高,白平衡蓝色偏高接近20%,红绿则偏低10%左右。从Delta E分布图可以看出大部分Delta E在10以上。另外从CIE xyY三维图还能看出100%输出时的绿色亮度和红色亮度偏低,导致黄,和青色亮度也偏低。这个结果与灰阶数据相符,都是蓝色亮度偏高造成的。所以动态模式大大提高了蓝色亮度以及拉高EOTF带来了一个明亮但不准确的画面。
下面是标准模式。可以看出标准模式下的颜色和gamma都比动态模式下略准确,亮度和对比度略下降,但仍然很不准。











下面是电影制作者模式。












这个模式相比动态模式,色准比动态和标准模式好了不少,整体画面风格发生了重大变化。CIE xy上的色彩偏移从动态和标准模式下的偏蓝变成了所有点都偏向红色,从三维色彩空间也能看出在电影制作者模式下红色亮度偏高,而绿和蓝偏低。Gamma基本完美贴近了标准的2.2,灰阶白平衡方面,绿色基本贴近参考线,蓝色偏低5%左右,红色则偏高5%左右,看得出主要是降低了蓝光的输出,所以亮度和对比度相比动态模式有所下降,但对比度仍然维持在了1700以上的水准。Delta E分布则主要在4左右,平均DeltaE为4.27。只看gamma,灰阶和三个色域顶点这几个常见的基础测试数据的话,这个色准在消费级设备里不是不能接受。
电影模式与电影制作者模式色准相同,区别仅是默认的插帧和锐化设置不同,就无需单独测试了。     

再来看看2020色域模式下的测试结果。

无论在动态模式下还是电影制作者模式下,色域很明显达到了2020。灰阶则跟709色域下类似不再多说。这里只简单看一下色域,更详细的EOTF测试以及颜色测试我将在下文的HDR PQ曲线测试以及3D Lut校准部分说明。
   











下面来说说这个机器最脑残的对比度设置。
我拿到机器后发现对比度设置在45(最高50)左右能让100IRE达到最高亮度,所以我刚拿到机器时的所有测试都是在把对比度设置45的前提下测试的。但后来我发现三星这台机器的对比度设置会很脑残的同时影响亮度,色温,gamma。所以导致我所有的测试都必须从头来过。现在我在本文里的所有数据都是在默认的对比度数值下测试的,其中动态和标准模式下的对比度默认值为40,电影和电影制作者模式下的默认对比度设置为35。所以我干脆又尝试了对比度设置成30-50这个范围内的不同数值来检测其对颜色和gamma的影响。以下都是电影制作模式,区别仅是不同的对比度设置。
首先是对比度设置成30。可以看出这个设置下色准,灰阶与默认的对比度35(见上文)并没有什么区别,gamma稍有降低,最大的区别是最大亮度降低了。






然后是对比度设置成38,色准和灰阶相比对比度35也没有明显区别,亮处EOTF稍微提高,同时最大亮度也稍微提高了。





下面是对比度设置成41,色准和灰阶相比对比度35仍然没有明显区别,亮处EOTF比对比度38时提高的更多,但仍然可以接受。最大亮度进一步提升。






下面是对比度设置成45,这时色准明显变差,EOTF整体上扬非常严重,gamma非常不准。灰阶上100IRE这一点则明显能看出提高了蓝色亮度,所以最大亮度也提高了很多。






下面是对比度设置成最高的50,这时色准进一步变差,EOTF整体上扬变得更严重,gamma更加不准。灰阶上100IRE和90IRE这两点都明显能看出提高了蓝色亮度。最大亮度则与对比度45时相同,这也是为什么我之前的测试错误的选择了对比度45。





所以我的建议是在SDR模式下,如果追求颜色和gamma准确,对比度数值建议设置成35就行,如果要提高点亮度,最好也不要超过41。
  
接下来看看这台机器在HDR模式下的EOTF处理。不出意料,三星把HDR的EOTF调整也整合到对比度设置中了,哎。。。
在电影制作者默认的对比度35时,最高亮度在175nits左右,在colourspace里给这个亮度分别乘以不同的系数后再与其相对应的PQ曲线进行比较。比如下面两个图分别是与350nits PQ曲线以及1000nitsPQ曲线的对比。EOTF下半部基本与350 nits PQ曲线重合,然后逐渐下降,直到高光截点在1000 nits。




接下来是把对比度设置成45时的EOTF曲线,分别乘以不同系数与175nits,250nits,1000nits的PQ曲线对比。可以看出整体EOTF明显是低于175nits曲线的,50nit以内大概跟250nits曲线重合,然后缓慢下降,高光截点仍然在1000nit左右。值得注意的是,我放大了暗处的曲线,可以看出暗部的EOTF比175nit曲线还高,说明这台机器由于对比度不够高(在DLP里算高,但还是不够好),必须抬升暗部EOTF才能表现出暗部细节。









这个系统里除了对比度设置,还有ST2084(-3到+3调节范围)这个选项可以细条EOTF。下面是我保持对比度在45,并把ST2084这个选项设置成-3的结果。可以看出整个EOTF基本与400nits曲线重合,没有之前的缓慢下降,但高光截点仍然保持在1000nits。我自己认为用机器内部的HDR的话,这个设置是比较均衡的。如果能用外部的HDR动态映射处理设备当然就比内置的静态映射好很多了。



  
下面是手动校准部分。
通过投影内置的色彩调节进行手动校准后,我可以把白平衡,gamma,以及色域顶点几个基础数据调到不错的程度。如下,分别是709和2020色域模式下的手动校准后的一些基础数据。











但是再扫一下六个颜色的10点饱和度,还是能发现更多的问题。709模式下手动校准后的红色和蓝色向品红偏移,黄色和青色向绿色偏移。2020模式下手动校准后品红向红色偏移,绿色向青色偏移,黄色向绿色偏移等等。




再来更严格的17^3 5000来个点的检测,709和2020模式下经过手动校准后的5000个点无论是二维的CIE图,还是三维的色彩空间,都能看出每一个点后面都拖着长长的“尾巴”,这个尾巴就是颜色误差的方向与大小。
  











所以虽然灰阶,gamma,色域通过基本的手动校准搞定了,但这些只是整个色彩空间中最顶点和中心点的一些数据,要想把整个色彩空间的点基本都校准就需要靠3DLut出马了。

下面是进阶版校准


分别用Lumagen radiance pro做Test pattern generator以及Lut box,用colourspace作profile以及3D Lut计算的校准。当然,这样的调校的硬件成本和学习门槛不低,如果论坛里有用Lumagenradiance pro和colourspace的烧友,欢迎交流学习。
先看709模式下。经过校准后,二维的六色10点饱和度扫描基本完美。而10^3一千点的检测里那些密密麻麻的“尾巴”基本消失了,平均DE从4.27降到了1.3。仍然不算完美,但因为我之前选择的3D Lut算法是颜色亮度优先,所以校准后的亮度并没有下降。










2020色域模式的最终结果如下,与709色域模式的校准类似。Delta E由校准前的5.92降到了1.78。最重要的是那些密密麻麻的色差尾巴基本消失了,而亮度在校准后没有变化。调教后能在2020色域下5000个点的严苛考验下达到这个程度,我还算比较满意了。









经过3D Lut校准后最主要的问题是三维空间的一些边缘和顶点的色彩亮度稍微偏低,但偏低的都不算多。除此之外,空间内的绝大部分点都比较准。我把校准前,手动校准后,以及3DLut校准后的Delta E分布放在同一个图里,就可以很清楚地看见每一步校准都有效的把色差缩小了。





再来说一下我最近发现的另一个问题:暗部色域严重缩水。
大家测色域和饱和度都是在该颜色最亮处测得的,但其实色彩空间是三维的,实际电影里有很多暗部的色彩,我认为也应该测试暗部的色域也是必须的。从这台投影的三维的色彩空间可以看出暗部三原色的饱和度严重偏低,色域大幅缩水。下面我分别列出1%,2%,3%,5%,10%,15%,20%亮度时的709和2020色域测试结果。























可以看出1-3%时色域几乎非常小,几乎没有彩色,只有灰色。709模式下要到15%以上的亮度才能恢复到正常的色域范围。2020模式下则需要到20%亮度才能恢复到完整的2020色域。这个缺陷与这台机器的对比度不够高有关,虽然在DLP中算是很好,但仍然不够好,暗部发灰导致暗部的饱和度严重缩水。这种现象在所有对比度不够高的设备上都有,比如我在我家5千多对比度的液晶电视和1千多对比度的显示器上都发现了类似的问题。

下面是对比度测试数据。











首先,在黑洞环境里,这台LSP9T的on/off对比度远远超过了我的预期,2000多的对比度比886之类的高了一倍,甚至有一些环境和调试不得当的3DLP都到不了这个水平。0-10%ADL(帧平均亮度)的帧内(同屏)对比度比绝大多数DLP都要高。我不知道三星是如何做到这一点的。而且我以前在这里说过很多次,电影的绝大多数场景主要集中在0-10%ADL以内,并且帧平均亮度越低,人眼对对比度的敏感程度越高,说通俗点就是暗场景的对比度差异更明显,我想这个很容易理解。所以说这台投影在绝大多数电影场景里的对比度都算是DLP投影里的顶级。
50%ADL的对比度(也就是ANSI对比度)却比较低。并且我能确认瓶颈不在于房间的吸光,因为我的另一台投影在这个房间测出来的对比度远远高于这个数字。这台投影ANSI对比度比较低的原因主要是机器内部光路和镜头的光反射,以及白色机身的光反射,这一点可以看我后面贴出来的三个屏摄看出来,白色明亮物体在黑色背景下都拖着一条明显的“尾巴”,这条尾巴延伸到画面的中间底部。但就像我以前说过很多遍的,ANSI对比度虽然被广泛应用,但电影里面几乎没有50%ADL如此明亮的场景,所以ANSI对比度对实际电影的影响很小。更重要的是0-10%尤其是0-5%ADL这一段帧内对比度。
再来看我把这台投影搬到卧室的测试结果。我在《打造真黑洞》这篇帖子里(https://www.hao4k.cn/thread-70721-1-1.html)说过,房间浅色表面的反光主要影响高ADL部分的同屏对比度,ADL越低,反光的影响越小,对on/off则完全没有影响,这个也很容易理解。所以ANSI对比度虽然对实际电影影响不大,但却是衡量房间吸光程度的一个很好的标准。在不开灯且没有阳光并且有一些深色窗帘和家具的卧室里(我想这个房间条件基本能代表论坛大部分烧友家里的“小黑屋”),LSP9T的on/off对比度没有受到影响,随着ADL变高,对比度跟真黑洞环境里的差距也就越大。在1%ADL以后就已经比真黑洞环境里的对比度差了一倍,到50%ADL则低了好几倍。从测试数据也能看出来,这台机器内部和表面的反光造成的影响远远小于房间浅色表面反光的影响,所以如果家里没有像我这种真正黑洞环境,其实也不用太在乎这台机器的反光缺陷。这种超短焦投影本来也不是针对黑洞环境的产品。
最后我还开了一盏灯测了一下,惨不忍睹,意料之中,投影本就是见光死。这种条件下影响对比度的主要因素是其它光源(灯光或阳光)。
这就是我在论坛里说过无数次的,玩投影,第一遮光,第二吸光。
   

关于镜头,锐度和分辨率再说几句。

从我肉眼能看到的部分来说,超短焦的镜头和长焦投影镜头结构完全不一样,至于究竟是什么样的设计,我也不知道。我能从画面看到的是这个镜头的对焦很不错,并且画面中心和四周的对焦没有太大差异。这个镜头的缺陷有两个,一是我在上面对比度测试里提到的反光。二是明暗交界边缘能看到色散。离画面两三米以上倒是看不太出色散了。
这台投影的锐度非常好,不知道因为是离屏幕很近还是因为三色激光或是别的什么原因,这台机器甚至比我之前那台用了顶级玻璃镜头的长焦激光4KDLP LK970都还要更锐利。虽然在最严苛的分辨率测试下还是稍微看得出不是真4肯(这一点可以参考我之前那篇分辨率分析的帖子:https://www.hao4k.cn/thread-70716-1-1.html 我就不再做一次分辨率测试了),但在正常看电影时其实看不出来,主观感受上就是锐利无比。

再来说说别的。

彩虹!彩虹!彩虹!这台三色激光投影仍然有很明显的彩虹!但没有我上一台单色激光DLP的彩虹那么严重。我原本也以为只要没有色轮就没有彩虹,后来发现不是这么回事。有没有彩虹本质上还是取决于颜色刷新的速度是否够快,以及每个人的眼睛对这种fastflash的捕捉能力。美国空军飞行学院的研究报告说是要到900hz以上才能让飞行员们看不到彩虹,对于普通人可能这个标准能低一点。貌似RGBW这类色轮的刷新率一般是150hz,六色轮能到300hz。也有很多人反映X12000这种三色LED也有彩虹,我不知道三星这台三色激光是多高的刷新率,我希望他们能通过后期固件更新加快刷新率来解决这个问题。至于能不能接受就因人而异了。甚至很多人觉得四色轮DLP上的彩虹都能接受或者看不见。而我老婆儿子每次看到这台彩虹少很多的三色激光DLP都抱怨怎么这么多彩虹,要知道他俩平时对画质音质这种东西很不敏感。我有个朋友过来看了一眼也说这彩虹让他头晕,他之前根本不知道彩虹是什么,我也没告诉他去看什么彩虹。

激光散斑也挺明显,尤其是比较明亮的纯色部分,即使坐在三米开外也能看的见。看上去就像更严重的高增益的幕布的spar肯ling,拍照几乎拍不出来这种散斑。
下面是一些系统菜单和设计方面的评价。
这个投影的设置相当诡异,有的地方显得很业余,比如连调节光输出亮度的选项都没有,只能通过菜单里的对比度设置来调节。这台投影里的对比度设置在45(最高50)左右能让100IRE达到最高亮度,低于45会降低100IRE的亮度,高于45则会降低whiteclipping的点。而常见的菜单里的亮度选项(此亮度非彼亮度,这里是说调黑点clipping)也没有提供,只是提供了一个暗部细节增强的选项。
有的设置又显得非常专业。比如提供了10点灰阶,比如颜色调节部分竟然是民用显示设备里十分少见的直接通过RGB体系调整,而不是常见的HSB(色相,饱和度,亮度)体系。毕竟现在的显示设备都是RGB显色的,通过HSB调整RGB显示设备的颜色是比较间接但比较符合人眼观测习惯的调整方式。通过RGB体系调整能更直接的管理显示设备的RGB混色,但常见的色彩检测软件提供的都是CIExy或者uv这类接近HSB体系的标尺,所以调节RGB要求调试者很熟悉RGB色彩空间和HSB或者CIExyY色彩空间的转换关系。
这台投影自带三星电视的智能系统,所以可以直接打开常见的流媒体app。但是在流媒体app的界面里,颜色管理似乎不起作用。那些菜单界面-包括视频预览界面-的709色域里的颜色会被扩展到机器的原生色域。因为这台投影变态的原生2020色域覆盖,把709色域扩展到2020色域的图像看起来十分恶心。另外,在不同色域的视频之间互相转换时,经常会出现色彩模式没有自动转换,需要到色彩模式里手动来回切换几次。

还有一点很不专业的设计,这台超短焦投影只有白色机身这一个选择。这类超短焦投影基本就在幕布正下方,白色机身对幕布的反光严重的影响了同屏对比度。对于在客厅这类的环境使用而言,白色墙面的反光远远大于白色机身反光,所以机身反光可以忽略。但如果要放到非常完美的吸光环境里,白色机身的反光就非常明显了。

上面都是测试和调教的客观陈述,最后说说我的一些想法,该部分仅代表我个人观点。如果不想看的可以不用往下看了,如果往下看了不同意我的观点也不要给我扣帽子。
这台投影最大的卖点毫无疑问是三色激光带来的超广色域。不过对于看电影来说我暂时没看出有什么用,自然界几乎不可能存在这么纯的颜色。影视后期制作的彩监也大部分是P3色域的,所以我认为2020色域在现阶段真没什么用。现在做的好的双色激光(比如索尼的最新旗舰GTZ380),或者三色LED就能达到或者接近P3色域(X12000H能达到接近100%P3,TX500K能达到85%P3),甚至做得好的灯泡机,比如JVC的N系列,在不加滤镜的情况下就能达到92-95%的P3色域,用来看HDR电影已经绰绰有余了。而为了追求几乎没有用处的2020色域使用三色激光反而带来了肉眼可见的激光散斑。要解决激光散斑要么用6P激光,也就是RGB每个颜色都用两个波长的激光,要么使用拍打器,都是为了减少激光干涉。6P激光目前真的就是天价了。

其次,这台投影的对比度虽然在DLP中算是非常好的,但on/off和低ADL区域的同屏对比度还是比我的JVC投影低了100倍。实际观感上当然不会有100倍的差距,因为人眼对亮度和对比度这些指标的敏感程度不是线性关系,而是是指数关系。反映在实际画面里,尤其是比较暗的场景时,这台LSP9T的对比度还是太低,黑位太差。而我在上面的测试里也提到了,因为对比度不够高,EOTF要在暗部抬高来显示暗部细节。同样因为对比度不够高,暗部的色域和饱和度也严重缩水。这些因素都会导致暗场景画面灰蒙蒙的。
这台投影定位是代替电视,那么在不是完美的黑洞环境下,画质将严重下降,用超短焦抗光幕会稍微改善,但那也只是饮鸠止渴而已。所以如果是要追求高画质,这种超短焦投影最好还是要放在尽量黑洞的环境里配合白幕使用。如果想着放在客厅环境里当激光电视用,就只能接受严重下降的画质了。

关于新光源的感知亮度高于同亮度的传统灯泡这个说法,对不起,我真的没有感觉到,我把这台三色激光机和另一台灯泡机打到同一块幕布上,调到同样的测试亮度,肉眼观看亮度没有区别。那些号称新光源亮度感知亮度高于传统灯泡的,请先确定两者的实际测试的亮度相同再来比较,而不是只看厂商的标称亮度。
暂时就这么多,想到别的我再来补充。

更新:1470.3版本新固件带来的提升
首先就是彩虹大大减少了!这个是最大的改进,但是彩虹仍然存在,尤其是眨眼睛和移动眼睛的时候。
另外就是电影模式和电影制作者模式下的色准改进了,之前的固件版本在电影模式下灰阶以及整个CIE 图各个点都偏红,现在没有了。只是稍微有点偏绿,在2点白平衡里稍微调一下就能基本解决了。更复杂的三维空间测试和校准就不上了,当然如果能用3D Lut会进一步提升色准。

老版本固件灰阶表现


新版本固件灰阶表现


老版本固件


新版本固件


新版本固件经过简单2点白平衡校准后



可以看得出三星这个新固件出的很快很及时,也针对这台投影的痛点进行了对症下药,希望后续有更多的改进。
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毛栗子 2022-5-14 14:44 显示全部楼层

毛栗子 2

2022-5-14 14:44

中间一大段根本看不懂,还是支持一下!
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sunwangjin 3

2022-6-4 21:12

唉,海信也刚出了太三色投影,我已经付定金了,让你这一说一大堆毛病
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xjlp 2022-8-20 17:09 显示全部楼层

xjlp 4

2022-8-20 17:09

楼主要是能测一下海信的三色激光就好了。海信的C1被诟病的散斑和色散看来高端的机器一样存在。
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Cenlj 2022-9-23 09:56 Hao4K手机版 显示全部楼层

Cenlj 5

2022-9-23 09:56

2年第六台投影只能说你太有钱了
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