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Wie die Weißabgleichskalibrierung Ihrem Flugsimulator hilft
- BenQ
- 2024-10-10
Da moderne Flugsimulatoren immer ausgefeiltere Videosysteme verwenden - von Bildschirmen mit großem horizontalem und vertikalem Sichtfeld bis hin zu Multiprojektor-Anordnungen -, ist die Aufmerksamkeit für Details entscheidend, um die von den Designern gewünschte immersive Erfahrung zu erzeugen. Einer der Aspekte, auf den es ankommt, um die Wirksamkeit solcher Flugsimulatoren zu optimieren, ist die Farbkonsistenz zwischen den einzelnen projizierten Bildern, denn sie ist der Grundstein für die Schaffung eines nahtlosen Ganzen aus mehreren Bildern. Denn wenn sich die Farben eines Bildes deutlich von den Farben eines benachbarten Bildes unterscheiden, wird sich der Betrachter dieser Diskrepanz sofort bewusst, was bei einem Piloten in der Ausbildung zu einem Grad der Ablenkung führen kann, der bei einer so geistig intensiven Tätigkeit nicht ideal ist.
Die Farbkonsistenz zwischen den einzelnen projizierten Bildern ist der Grundstein für die Schaffung eines nahtlosen Ganzen aus mehreren Bildern
Wie sollte der Entwickler eines Flugsimulators also an dieses Problem herangehen, um sicherzustellen, dass er einen Simulator baut, bei dem jedes projizierte Bild in den Augen des Piloten gleich aussieht? Um diese Frage zu beantworten, müssen wir uns zunächst mit dem Konzept der Farbunterschiede befassen, insbesondere damit, wie sie berechnet werden, und anschließend die verschiedenen Möglichkeiten untersuchen, wie ein Konstrukteur die Farbunterschiede mit der verfügbaren Technologie minimieren kann.
Messung des Farbunterschieds: CIELAB und Delta E
Wenn es um Farbunterschiede geht, stützen sich die Experten in der Regel auf den dreidimensionalen CIELAB-Farbraum, der von der Internationalen Beleuchtungskommission (International Commission on Illumination, kurz CIE) definiert wurde. Dies liegt daran, dass die drei numerischen Werte, die der CIELAB-Farbraum zur Definition der Koordinaten jeder Farbe im visuellen Spektrum verwendet (L* für die Helligkeit und a* und b* für die vier Farben des menschlichen Sehens: Rot, Grün, Blau und Gelb), eine genaue und konsistente Quantifizierung des Unterschieds zwischen zwei beliebigen Farben ermöglichen, selbst bei geringsten Unterschieden. Der Wert, der zur Darstellung des Unterschieds zwischen zwei Farben im CIELAB-Raum verwendet wird, ist als Delta E bekannt und wird im Wesentlichen durch die Berechnung des Abstands zwischen den Koordinaten der beiden Farben ermittelt.
Mit Hilfe von Delta E haben Experten die verschiedenen Größenordnungen von Farbunterschieden definiert, wie sie von einem Betrachter wahrgenommen werden:
Delta E < 1 |
Der Betrachter bemerkt keinen Unterschied zwischen den beiden Farben. |
1 < Delta E < 2 |
Nur ein erfahrener Betrachter kann den Unterschied zwischen zwei Farben erkennen. |
2 < Delta E < 3.5 |
Ein ungeübter Betrachter kann den Unterschied zwischen den beiden Farben erkennen. |
3.5 < Delta E < 5 |
Ein deutlicher Unterschied zwischen den beiden Farben ist für jeden erkennbar. |
5 < Delta E |
Der Betrachter sieht zwei verschiedene Farben. |
Korrigieren von Farbunterschieden mithilfe der integrierten Funktionen eines Projektors
Farbunterschiede zwischen Projektoren sind unvermeidlich. Unabhängig davon, ob die Projektoren von verschiedenen Herstellern produziert werden oder ob es sich um Modelle handelt, die vom selben Fließband stammen, führt die Anzahl der optischen Komponenten, die an der Konstruktion eines jeden Projektors beteiligt sind - von der Lichtquelle über das Farbrad bis hin zum Objektiv - zwangsläufig zu Abweichungen, die sich aus der kumulativen Wirkung der Abweichungen zwischen den einzelnen Komponenten ergeben, auch wenn diese noch so gering sind. Alle Hersteller sind sich dieser Tatsache bewusst, so dass fast alle auf dem Markt befindlichen Projektoren über eine Funktion verfügen, die es dem Benutzer ermöglicht, die Farbe des projizierten Bildes manuell einzustellen, z. B. über konfigurierbare R/G/B-Gain-Einstellungen.
Die meisten Projektoren verfügen über eine Funktion zur Einstellung des Weißabgleichs (z. B. R/G/B-Verstärkung), mit der Sie manuelle Anpassungen für Farbkonsistenz vornehmen können.
Für die Konstrukteure von Flugsimulatoren bedeutet dies, dass sie oder die Systemintegratoren (SI), die ihre Konstruktionen betreuen, unabhängig von der Wahl der Projektoren in der Lage sind, die Farben des Projektors auch nach Abschluss des Installationsprozesses nach eigenem Ermessen anzupassen, um Farbkonsistenz zu erreichen. Mit dieser Art von eingebauten Farbkorrekturfunktionen können Systemintegratoren ohne großen Zeit- und Arbeitsaufwand ein Delta E von etwa 3 für jedes projizierte Bild erreichen, während ein Experte mit Werkzeugen wie einem Farbmessgerät je nach Zeitaufwand Delta E-Werte von etwa 2 erreichen kann.
Einführung der BenQ-Werksweißabgleich-Einstellung
Wie bereits erwähnt, bieten die meisten auf dem Markt befindlichen Projektoren eine Art Farbkorrekturfunktion, die eine manuelle Einstellung ermöglicht. Aber auch wenn diese Funktionen den Konstrukteuren, Installateuren und/oder Betreibern von Flugsimulatoren ein angemessenes Maß an Kontrolle über die Farbkonsistenz ihrer Videosysteme bieten, ist das Ausmaß, in dem sie eine echte Farbkonsistenz gewährleisten können, immer noch mit einem gewissen Aufwand und Kosten verbunden. Dies kann lästig sein, denn wie bereits erwähnt, erfordert ein Delta E von 2 entweder einen Experten mit entsprechenden Werkzeugen oder einen SI (ebenfalls mit Werkzeugen), der viel Zeit mit den Einstellungen des Projektors verbringt.
Eine sinnvollere Lösung wäre es, die Projektoren vor der Auslieferung auf ein einheitliches Farbniveau vorkalibrieren zu lassen. Hier kommt die Weißabgleichs-Vorkalibrierungstechnologie von BenQ ins Spiel - die Technologie, die hinter dem BenQ Factory White Balance Adjustment (WBA) steht. Während sich andere Hersteller bei der Vorkalibrierung ihrer Projektoren einfach auf Farbexperten am Produktionsstandort verlassen, die zeitaufwändige manuelle Kalibrierungen wie die oben beschriebenen durchführen - und das zu Kosten, die an den Endverbraucher weitergegeben werden -, nutzt die Weißabgleichs-Vorkalibrierung von BenQ eine hochmoderne Technologie, die es ihnen ermöglicht, blitzschnell und ohne Auswirkungen auf die Produktionskosten konstant niedrigere Delta-E-Werte zu erzielen. Während also Wettbewerber mit ihrer traditionellen Methode eine Menge Zeit pro Projektor aufwenden, um ein Delta E von 3 zu erreichen, ist die Weißabgleichs-Vorkalibrierungstechnologie von BenQ in der Lage, ein Delta E von etwa 2 in einem Fünftel bis einem Zehntel der Zeit zu erreichen.
Farbpaletten-Diagramme vor und nach der Weißabgleichskalibrierung
Der Grund, warum die Vorkalibrierung des Weißabgleichs eine solche Wirkung auf die Verringerung von Farbunterschieden und die Verbesserung der Farbkonsistenz hat, liegt darin, dass die überwiegende Mehrheit der Bilder in einem Video weiß ist oder Elemente von Weiß enthält. Man braucht nur daran zu denken, wie viele Videos den Himmel (insbesondere Flugsimulationsvideos) oder helle Hintergründe zeigen, um ein Gefühl dafür zu bekommen, welche Rolle Weiß für die Gesamtfarbe spielt, ähnlich wie bei Malern, die auf einer weißen Leinwand malen. In diesem Sinne sorgt die Konzentration auf ein einheitliches Weiß zwischen den projizierten Bildern, wie es die Vorkalibrierungs-Technologie von BenQ tut, dafür, dass die Hintergründe dieser Bilder leicht ineinander übergehen, was bei den Betrachtern unweigerlich zu einer einheitlichen Farbgebung führt.
Das Überblenden projizierter Bilder ist wie das Malen auf mehreren Leinwänden: Zuerst wird jede Leinwand mit demselben Weiß bemalt, dann werden die anderen Farben hinzugefügt, um einen einheitlichen Effekt zu erzielen.
Siehe BenQ-Projektoren mit BenQ Factory WBA
Die folgenden Modelle aus der Installation-Serie von BenQ sind mit BenQ Factory WBA ausgestattet, das wir für Flugsimulatoren empfehlen.
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