Sony VPL-VW Serie mit Advanced HDR Tuning

Die harten Fakten im Überblick

Nach wie vor ist Sony der einzige Hersteller, dem es gelungen ist, „echte“ 4K/UHD Projektoren, also Geräte mit nativer (rund) 4000x2000 Auflösung zu Preisen der gehobenen Heimkino-Mittelklasse anzubieten: Mit dem Modell VW260 geht es bereits ab €4990.- mit dem UHD Premium Spaß los, Grund genug, für viele jetzt zuzuschlagen (erstrecht mit der neuen Bluray Bundle Aktion).

Doch Kenner wissen: UHD Premium lebt nicht alleine von der höheren Auflösung, sondern auch (endlich) von der höheren Farbenpracht des originalen Kinofarbraumes (DCI) und von dem gesteigerten Dynamikumfang „High Dynamic Range“, kurz „HDR“. Vor allem Letzteres legt so große Ansprüche an das Bildausgabegerät, dass bis dato auch nur wenige TVs in der Lage sind, das Potenzial von HDR annähernd auszureizen. Und  für einen Projektor mit seiner konstanten UHP-Lampen-Lichtquelle ist es dazu ungemein schwerer, die für HDR notwendigen Helligkeiten und Schwarzwert adäquat auf die große Leinwand zu bringen.  Langer Rede kurzer Sinn: Ein Heimkinoprojektor muss derzeit an vielen Stellschrauben fein-getuned werden, um das HDR Erlebnis im heimischen Kino ermöglichen zu können. In der neuesten Entwicklungsstufe hat Heimkinoraum nun ein Tuning entwickelt, dass die Sony 4K Serie im wahrsten Sinne des Wortes im neuen HDR Licht erstrahlen lässt. In diesem Special erläutern wir dazu die technischen Fakten und deren Auswirkung auf die Bildqualität in der Praxis.

 
Die Ausgangssituation

HDR / UHD Premium soll die Realität besonders originalgetreu abbilden und benötigt dafür einen möglichst perfekten Schwarzwert , gleichzeitig aber auch eine sehr hohe Lichtausbeute. Die UHD Premium Mindestanforderungen setzen hier 1000nits maximal und ein Kontrastverhältnis von mindestens 20,000:1 voraus. Beides verfehlen die meisten Projektoren deutlich, in Zahlen: Je nach Bildgröße bietet ein VPL-VW260 einen Maximalpegel von 100nits und ein Kontrastverhältnis von 15,000:1, zu wenig für „echtes“ HDR. Zwar  wird die geringere Helligkeit durch die viel größere Bildfläche wieder kompensiert (auch Dolby empfiehlt für Kinoleinwände wesentlich geringere Lichtpegel, als für TVs.), doch viele Großbildfans empfinden das resultierende HDR Bild dennoch als zu dunkel. Kritik gibt es nicht selten auch am Schwarzwert , der trotz des sehr hohen nativen Kontrastes der Sony Projektoren immer noch eher dunkelgrau denn schwarz erscheint. Um eine optimale HDR Perfomance zu erzeugen, muss also die durchschnittliche Bildhelligkeit angehoben, der Schwarzwert weiter abgedunkelt und somit der resultierende Dynamikumfang maximiert werden. Um das zu gewährleisten, setzt das Advanced HDR Tuning verschiedene Mittel ein.

HDR Tuning:
Kontrast und Helligkeit durch dynamische Pegelanpassung

Die Helligkeit eines Projektors wird stets durch seinen technischen Aufbau und die Stärke seiner Lichtquelle bestimmt, kann also nicht signifikant durch ein nachträgliches Tuning erhöht werden. Optimieren lässt sich allerdings, wie ein Projektor diese Helligkeit im Bild einsetzt. Ab Werk macht dies ein Sony rein statisch, das bedeutet, jedem Signalpegel wird eine feste Helligkeit auf der Leinwand zugeordnet. Ein Teil der Lichtleistung muss so für HDR-Higlights dauerhaft reserviert werden und bleibt so für die normale Bilddarstellung ungenutzt. Zwar kann man in der neuesten Software Generation den reservierten Bereich mit dem „HDR-Kontrast“ Regler verschieben, aber eine gravierende Steigerung der durchschnittlichen Bildhelligkeit wird dadurch dennoch nicht ermöglicht.

Nach einiger Recherche fiel unser Augenmerk auf eine unscheinbare Funktion „Contrast Enhancer“, die bei Sony Projektoren schon seit Jahren (auch schon zu FullHD SDR Zeiten) zu Verfügung steht. Ihre Aufgabe ist es normalerweise, den Inbildkontrast zu erhöhen, indem sie in Echtzeit jedes einzelne Filmbild analysiert und den maximalen Helligkeitspegel sowie die Durchzeichnung darauf anpasst. Zu FullHD Zeiten waren solche „Bildverbesserer“ eher verpönt, da gute Beamer auch ohne solche Hilfsmittel in der Lage sind, SDR (Standard Dynamic Range) Material adäquat zu verarbeiten, doch bei HDR klingt eine „Echtzeit-Pegelanpassung“ nach genau dem, was wir suchen.

Tatsächlich hat Sony bei seinen 4K/HDR Fernsehern eine entsprechende Funktion seit Generationen implementiert und nennt sie dort werbewirksam „X-tended Dynamic Range“. Dieser Algorithmus ist Teil der Sony Bildprozessorfamilie, die auch bei Projektoren zum Einsatz kommt, dort aber nicht beworben wird. Die Hoffnung unserer Analysen war es daher, dass dieses Potenzial über den „Contrast Enhancer“ bei HDR auch bei den Projektoren aktiviert werden kann. Und tatsächlich: Bei HDR Zuspielung passt der Projektor die Helligkeitspegel in Echtzeit so an, dass störendes Überstrahlen in helleren Szenen vermieden wird, dunklere Szenen aber mehr Durchzeichnung und Plastizität aufweisen.  Allerdings hat der Algorithmus auch seine Schwächen: In kontraststarken Mischszenen mit gleichzeitig sehr hellen und dunklen Elementen hat er den Hang dazu, den Inbildkontrast auf Kosten der Durchzeichnung zu sehr zu erhöhen, was zu einem „Absaufen“ dunkler Bildinhalte führt. Je nach Bildkonstellation „spitzt“ er das Bild auch zu sehr an und es verliert and Natürlichkeit. Nur durch eine individuelle Pegeljustage eines jeden Gerätes im Service Menü lassen sich diese Defizite beseitigen, so dass die Echtzeitpegelanpassung ohne störende Nebenwirkungen arbeitet. Zudem kann die Intensität ihrer Arbeitsweise im Bildmenü in drei Stufen geregelt (Niedrig, Mittel, Hoch) und so leicht auf die persönlichen Bedürfnisse angepasst werden.

Das oben beschriebene „adaptive HDR“ wurde seit letztem Jahr erfolgreich als „HDR Tuning“ bei jedem vom Heimkinoraum ausgelieferten Sony 4K Beamer ganz ohne Aufpreis ausgeliefert und führte zu einer konkurrenzlosen Bildqualität. Das Problem des „zu dunklen“ HDR Bildes wurde nachhaltig gelöst, mehr noch: HDR Kontraste und HighLights erscheinen so nah am Original wie möglich.

Advanced HDR Tuning

Durch das adaptive HDR Tuning wurde das Helligkeits- und Durchzeichnungsproblem nachhaltig behoben, was bleibt, ist Optimierung des nicht perfekten Schwarzwert es und nativen Kontrastumfanges, ohne(!) Leuchtkraft in hellen Szenen dafür zu opfern. Schwarzwert und Kontrast stehen im direkten Zusammenhang und ist im Grunde wie die maximale Helligkeit vom technischen Aufbau eines Projektors vorgegeben, kann aber tatsächlich durch ein technisches Add-On verbessert werden:

Das „Wundermittel“ ist ein ca. 10cm großer Glas-Farbfilter , der für den Sony VPL-VW260 / 360 / 550 in Form und Farbtönen maßgeschneidert wurde.  Der Ring passt sanft aber stramm auf das Objektiv, man sollte ihn aber absolut horizontal aufstecken, um ein Verkanten zu vermeiden. Der Filter zu allen Bildmodi kompatibel, so dass er dauerhaft installiert bleiben kann, auch bei SDR und 3D Darstellung.

Das Glas selbst zeigt eine rötliche Grundfärbung, filtert also grüne und blaue Spektralanteile aus dem Bild. Dies ist nicht ungewöhnlich, denn UHP-Lampen basierende Projektoren weisen in ihrer nativen Farbtemperatur in der Regel einen Grün-/Blau-Überschuss auf, der durch den Filter kompensiert werden soll. Das Glas ist für eine hohe Lichtdurchlässigkeit Anti-Reflex spezialbeschichtet, wie man an dem roten Schimmer bei schräger Aufsicht erkennen kann(herkömmliches Glas reflektiert stets weiß).

Wie bei jedem optischen Element sollte das Glas frei von Verschmutzungen oder Schlieren sein. Dafür liegt dem Filter ein extra weiches Mikrofasertuch bei. Als positiver Nebeneffekt schützt der Filter das Beamer-Objektiv vor Staub und Kratzern. Zum gelegentlichen Entstauben empfiehlt sich ein Objektiv-Pinsel, wie er für ein paar Euro in jedem Fotofachgeschäft zu bekommen ist. Alles in allem macht der Filter in der Aluminiumeinfassung einen hochwertigen Eindruck und verleiht dem Beamer (der komplett aus Plastik besteht) einen extravaganten Touch.

Soweit die zusätzliche Hardware, doch wie kann der Filter den Schwarzwert und Kontrast signifikant steigern, ohne Helligkeit zu opfern? Das Geheimnis liegt in dem nativen Weiß der UHP-Lichtquelle: In den technischen Daten des Herstellers wird die Helligkeit des VW260/360 mit 1500 Lumen angegeben. Im Idealfall erreicht ein Projektor seine maximale Helligkeit bei perfekten Farben. In der Praxis ist dies aber leider die Ausnahme, denn die verwendeten UHP Lampen erzeugen bei maximaler Lichtausbeute nicht die richtige Farbtemperatur. Durch die Farbkalibrierung geht daher immer ein gewisser Lichtanteil verloren.Im Serienschnitt verbleiben so rund 1200 Lumen bei den richtigen Presets (D65 sowohl für SDR als auch HDR), weniger als die Werksangabe vermuten lässt, aber immernoch ein stattlicher Wert, der Bildbreiten bis über 3m möglich macht.

Analog zur Helligkeit verhält sich der Kontrast: Durch den Lichtverlust der Kalibrierung geht im selben Maß verloren, denn der Kontrast umschreibt nichts anderes als das Verhältnis zwischen Weiß und Schwarz. Im Falle des VW260/360 macht der Hersteller keine Angaben zum nativen Kontrast, weshalb wir selber nachgemessen haben: Bei voller Lichtausnutzung der UHP-Lampe, erreicht der Sony VW260/360 (je nach Zoom ) zwischen 16,000:1 und 22,000:1 nativen Kontrast. Dies sind in dieser Preisklasse einmalig hohe Werte, die nur von JVC Modellen der X7- und X9-er Serie übertroffen werden.

Allerdings geht auch hier ein gewisser Teil dieses Kontrast-Potenzials durch die richtige Farbdarstellung verloren, netto verbleiben ca. 13000:1 bis 18,000:1 Kontrast. Dieser gewährleistet eine ansprechende Bildplastizität, aber das letzte Quentchen „Schwarzwert “ fehlt, dunkle Szenen sind mit einem leichten Grauschleier überzogen, vor allem bei Bildbreiten unter 2,6m. Hier gibt es wie erwartet Verbesserungspotenzial.

Funktionsprinzip der Kontrastoptimierung per Farbfilter

An dieser Stelle setzt nun das Farbfilter -Tuning ein: Während eine normale Kalibrierung 20% Licht und Kontrast kostet, da die Helligkeit zwar abnimmt, aber der maximale Schwarzwert gleich bleibt, verbessert eine Kalibrierung per Farbfilter den Schwarzwert „untenrum“ gleichermaßen, wie er „Obenrum“ Licht kostet. So kann das volle native Kontrastpotenzial von 16,000:1 bis 22,000:1 ausgenutzt werden, gegenüber einem herkömmlich kalibrierten Beamer entspricht dies einer Steigerung von 25%(!).

Seine native Farbtemperatur erreicht der Sony VW260 / VW360 mit dem „Benutzer5“ Preset für die Farbrtmperatur, das anschließend per Sensor perfekt auf den Filter geeicht wird. Um digitale Anpassungen so gering wie möglich zu halten, stehen für den Filter verschiedene(!) Tönungen zur Auswahl, die auf die Serienstreuung der Projektoren angepasst wurden.

Ergebnis

Der Unterschied wird im A/B Vergleich dunkler Filmszenen sichtbar: Der Schwarzwert erscheint hier dunkler und grenzt sich besser von helleren Bildelementen ab, der Grauschleier wird geringer. Das Hauptdefizit des HW40 wird damit verringert, aber nicht komplett beseitigt.

Mit und ohne Tuning:
Mit Tuning werden Schwarzwert , Helligkeit und Kontrast deutlich erhöht!

Das Advanced HDR Tuning verbessert die HDR-Performance an verschiedenen Stellen: Der Filter sorgt für eine sichtbare Abdunklung des Schwarzwert es, während das dynamische HDR-Tuning zeitgleich die Bildhelligkeit und Durchzeichnung anpasst, der Inbildkontrast steigt. Die Ausreizung des voll möglichen Kontrastpotenzials eines durch Verbesserung des Schwarzwert es bei gleichzeitig hoher Helligkeit bringt die Sony VPL-VW260 / 360 / 550  an ihre Leistungsgrenze, was sie erst voll HDR-kompatibel macht.

Dies ist ohne störende Nebeneffekte gelungen, so dass das Bild des Farbfilter optimierten VW260 tatsächlich das bestmögliche ist, was diese Geräte zu projizieren imstande sind. Auch die herkömmliche SDR-Darstellung profitiert von dem besseren Schwarzwert und Kontrast, auch wenn hier kein dynamisches Gamma zum Einsatz kommt wie HDR.

Ab dem 24.03.2018 erhalten Sie das HDR Advanced Tuning in jedem HEIMKINORAUM in Ihrer Nähe!

Nicht verpassen:

HEIMKINORAUM Berlin präsentiert in Zusammenarbeit mit Ekki Schmitt von Cine4home das spektakuläre ADVANCED HDR Tuning, das die UHD Projektoren von Sony auf eine beeindruckende Performance-Stufe heben und für ein erstaunliches Bilderlebnis sorgen.

WANN?        24.03.2018 von 10:00 – 16:00 Uhr

WO?             Im HEIMKINORAUM Berlin

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Tel.: 030 53218000    Mail: berlin@heimkinoraum.de

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