Bildparameter-Simulation

FoLLgoTT · 21. August 2020

Wie in diesem Thread angekündigt, habe ich ein Avisynth-Script geschrieben, mit dem man bestimmte Bildparameter simulieren und per Splitscreen gegenüberstellen kann.

Das Script kann folgende Bildparameter sowohl links als auch rechts unabhängig voneinander verändern:

Statischen Kontrast um definierten Faktor erhöhen. Das erhöht den Schwarzwert fix.
Dynamischen Kontrast simulieren (folgt einer hinterlegten Kurve, die ADL einbezieht). Der Schwarzwert ändert sich je nach Bildinhalt.
Statische Helligkeit (statische Lichtquelle): der native Kontrast wird in Bereiche aufgeteilt und es wird einer ausgewählt (ähnlich der statischen Stufen im Projektor).
Dynamische Helligkeit (dynamische Lichtquelle): der Weißwert folgt analog dem Schwarzwert der hinterlegten Kurve. Der Kontrast bleibt konstant, die Helligkeit ändert sich je nach Bildinhalt.

Wichtig ist dabei, dass der native Kontrast des Anzeigegerätes korrekt angegeben wird (gemessener Wert). Das ist deshalb wichtig, weil ich auf der Basis den Zielschwarzwert ausrechne. Bei eine, Anzeigegerät mit einem Kontrast von 1000 : 1 führt ja eine Verdopplung des Schwarzwertes zu einem deutlich größeren Wert als bei einem mit 1.000.000 : 1. Wichtig ist weiterhin, dass das Anzeigegerät möglichst sauber der Gammafunktion folgt. Ansonsten steigt der Fehler beim Zielschwarzwert.

Per Untertitel sieht man, welche Werte auf das Bild angewendet werden. Hier ein Beispiel:

Hier ist das Script:

Avisynth+:

Code

nativeContrast = 3700.0                  # enter the native contrast ratio of your display here

# defines behaviour of left picture
factorToLowerContrastStatic1 = 4.0      # enter the factor by which to lower the on/off contrast statically
factorToLowerContrastDynamic1 = 1.0      # enter the factor by which to lower the on/off contrast depending on ADL of each frame
lightSourceLevel1 = 1.0                 # enter value for light source here. 1 = means that light source is on full power. Setting to static contrast factor means least power. Works only when dynamic contrast factor is 1!
lightSourceMode1 = false                # if enabled white levels will be adjusted, too. Contrast stays constant in this case. When dynamic contrast is used it works like a auto light source. Otherwise like a static light source.

# defines behaviour of right picture
factorToLowerContrastStatic2 = 1.0      # enter the factor by which to lower the on/off contrast statically
factorToLowerContrastDynamic2 = 4.0      # enter the factor by which to lower the on/off contrast depending on ADL of each frame
lightSourceLevel2 = 1.0                 # enter value for light source here. 1 = means that light source is on full power. Setting to static contrast factor means least power. Works only when dynamic contrast factor is 1!
lightSourceMode2 = true                # if enabled white levels will be adjusted, too. Contrast stays constant in this case. When dynamic contrast is used it works like a auto light source. Otherwise like a static light source.


cinemascope = true                        # if enabled the picture will be cropped for cinemscope to save CPU usage (works only on 1080p source)
debugSubtitle = true                    # enable debug subtitle

import("SourceDefinition.avs")

# crop for cinemscope (reduces CPU usage)
if(cinemascope) {
    Crop(0, 140, -0, -140) 
}

# evaluate new values
adlPercent = 0.0
contrastFactor1 = 1.0
contrastFactor2 = 1.0
newBlackLevel1 = 0.0
newBlackLevel2 = 0.0
newWhiteLevel1 = 255.0
newWhiteLevel2 = 255.0
FrameEvaluate("
Levels(16, 1/2.2, 235, 0, 255, coring=false, dither=false)
\adlPercent = AverageLuma(1) / 255.0 * 100.0
\contrastFactorFunction = -0.0000056 * pow(adlPercent, 4) + 0.0018 * pow(adlPercent, 3) - 0.2096 * pow(adlPercent, 2) + 10.812 * adlPercent

\contrastFactor1 = factorToLowerContrastStatic1 + (factorToLowerContrastDynamic1 - 1) * contrastFactorFunction / 226.2
\contrastFactor2 = factorToLowerContrastStatic2 + (factorToLowerContrastDynamic2 - 1) * contrastFactorFunction / 226.2

\newBlackLevel1 = 255.0 * pow((contrastFactor1 - lightSourceLevel1) / nativeContrast, 1.0 / 2.2)
\newBlackLevel2 = 255.0 * pow((contrastFactor2 - lightSourceLevel2) / nativeContrast, 1.0 / 2.2)

\if(lightSourceMode1) {newWhiteLevel1 = 255.0 * pow((contrastFactor1 - lightSourceLevel1 + 1.0) / (factorToLowerContrastStatic1 + factorToLowerContrastDynamic1 - 1), 1.0 / 2.2)}
\if(lightSourceMode2) {newWhiteLevel2 = 255.0 * pow((contrastFactor2 - lightSourceLevel2 + 1.0) / (factorToLowerContrastStatic2 + factorToLowerContrastDynamic2 - 1), 1.0 / 2.2)}
")

# crop for split screen
clip2 = last
clip1 = last.crop(0,0,-960,0)
clip2 = clip2.crop(960,0,0,0)

function AddInfo(clip c, float adlPercent, float nativeContrast, float contrastFactor, float newBlackLevel, float newWhiteLevel, bool lightSourceMode)
{
  c.Subtitle("ADL=" + String(adlPercent, "%02.1f") + " %, Contrast=" + String(nativeContrast / contrastFactor, "%03.0f:1") + ", Black level=" + String(newBlackLevel, "%02.1f") + ", White level=" + String(newWhiteLevel, "%02.1f") + ", Light source mode=" + String(lightSourceMode, "%d"), align=2)
}

# apply levels
clip1 = clip1.ScriptClip("""
Levels(0, 1, 255, newBlackLevel1, newWhiteLevel1, coring=true, dither=true)
if(lightSourceMode1 && factorToLowerContrastDynamic1 > 1) {
    contrastFactor1 = factorToLowerContrastStatic1 + factorToLowerContrastDynamic1 - 1
}
\if(debugSubtitle) {AddInfo(last, adlPercent, nativeContrast, contrastFactor1, newBlackLevel1, newWhiteLevel1, lightSourceMode1)}
 """) 
clip2 = clip2.ScriptClip("""
Levels(0, 1, 255, newBlackLevel2, newWhiteLevel2, coring=true, dither=true)
if(lightSourceMode2 && factorToLowerContrastDynamic2 > 1) {
    contrastFactor2 = factorToLowerContrastStatic2 + factorToLowerContrastDynamic2 - 1
}
\if(debugSubtitle) {AddInfo(last, adlPercent, nativeContrast, contrastFactor2, newBlackLevel2, newWhiteLevel2, lightSourceMode2)}
 """)
 
StackHorizontal(clip1, clip2)

Alles anzeigen

Avisynth:

Code

LoadPlugin("C:\Program Files (x86)\AviSynth\plugins\GScript_26_32.dll")

nativeContrast = 30000.0                  # enter the native contrast ratio of your display here

# defines behaviour of left picture
factorToLowerContrastStatic1 = 1.0      # enter the factor by which to lower the on/off contrast statically
factorToLowerContrastDynamic1 = 50.0      # enter the factor by which to lower the on/off contrast depending on ADL of each frame
lightSourceLevel1 = 1.0                 # enter value for light source here. 1 = means that light source is on full power. Setting to static contrast factor means least power. Works only when dynamic contrast factor is 1!
lightSourceMode1 = false                # if enabled white levels will be adjusted, too. Contrast stays constant in this case. When dynamic contrast is used it works like a auto light source. Otherwise like a static light source.

# defines behaviour of right picture
factorToLowerContrastStatic2 = 2.0      # enter the factor by which to lower the on/off contrast statically
factorToLowerContrastDynamic2 = 1.0      # enter the factor by which to lower the on/off contrast depending on ADL of each frame
lightSourceLevel2 = 1.0                 # enter value for light source here. 1 = means that light source is on full power. Setting to static contrast factor means least power. Works only when dynamic contrast factor is 1!
lightSourceMode2 = true                # if enabled white levels will be adjusted, too. Contrast stays constant in this case. When dynamic contrast is used it works like a auto light source. Otherwise like a static light source.

cinemascope = true                        # if enabled the picture will be cropped for cinemscope to save CPU usage (works only on 1080p source)
debugSubtitle = true                    # enable debug subtitle

# crop for cinemscope (reduces CPU usage)
GScript("
if (cinemascope) {
    Crop(0, 140, -0, -140)
}
")

# evaluate new values
adlPercent = 0.0
contrastFactor1 = 1.0
contrastFactor2 = 1.0
newBlackLevel1 = 0.0
newBlackLevel2 = 0.0
newWhiteLevel1 = 255.0
newWhiteLevel2 = 255.0

FrameEvaluate("""Levels(16, 1/2.2, 235, 0, 255, coring=false, dither=false)
\adlPercent = AverageLuma() / 255.0 * 100.0
\contrastFactorFunction = -0.0000056 * pow(adlPercent, 4) + 0.0018 * pow(adlPercent, 3) - 0.2096 * pow(adlPercent, 2) + 10.812 * adlPercent
\contrastFactor1 = factorToLowerContrastStatic1 + (factorToLowerContrastDynamic1 - 1) * contrastFactorFunction / 226.2
\contrastFactor2 = factorToLowerContrastStatic2 + (factorToLowerContrastDynamic2 - 1) * contrastFactorFunction / 226.2
\newBlackLevel1 = 255.0 * pow((contrastFactor1 - lightSourceLevel1) / nativeContrast, 1.0 / 2.2)
\newBlackLevel2 = 255.0 * pow((contrastFactor2 - lightSourceLevel2) / nativeContrast, 1.0 / 2.2)
\GScript("if(lightSourceMode1) {newWhiteLevel1 = 255.0 * pow((contrastFactor1 - lightSourceLevel1 + 1.0) / (factorToLowerContrastStatic1 + factorToLowerContrastDynamic1 - 1), 1.0 / 2.2)}")
\GScript("if(lightSourceMode2) {newWhiteLevel2 = 255.0 * pow((contrastFactor2 - lightSourceLevel2 + 1.0) / (factorToLowerContrastStatic2 + factorToLowerContrastDynamic2 - 1), 1.0 / 2.2)}")
""")

# crop for split screen
clip2 = last
clip1 = last.crop(0,0,-960,0)
clip2 = clip2.crop(960,0,0,0)

function AddInfo(clip c, float adlPercent, float nativeContrast, float contrastFactor, float newBlackLevel, float newWhiteLevel, bool lightSourceMode)
{
  c.Subtitle("ADL=" + String(adlPercent, "%02.1f") + " %, Contrast=" + String(nativeContrast / contrastFactor, "%03.0f:1") + ", Black level=" + String(newBlackLevel, "%02.1f") + ", White level=" + String(newWhiteLevel, "%02.1f") + ", Light source mode=" + String(lightSourceMode, "%d"), align=2)
}

# apply levels
clip1 = clip1.ScriptClip("""
Levels(0, 1, 255, Round(newBlackLevel1), Round(newWhiteLevel1), coring=true, dither=true)
\GScript("
if(lightSourceMode1 && factorToLowerContrastDynamic1 > 1) { 
    contrastFactor1 = factorToLowerContrastStatic1 + factorToLowerContrastDynamic1 - 1
}
\if(debugSubtitle) {AddInfo(last, adlPercent, nativeContrast, contrastFactor1, newBlackLevel1, newWhiteLevel1, lightSourceMode1)}
return last
")
""") 
clip2 = clip2.ScriptClip("""
Levels(0, 1, 255, Round(newBlackLevel2), Round(newWhiteLevel2), coring=true, dither=true)
\GScript("
if(lightSourceMode2 && factorToLowerContrastDynamic2 > 1) {
    contrastFactor2 = factorToLowerContrastStatic2 + factorToLowerContrastDynamic2 - 1
}
\if(debugSubtitle) {AddInfo(last, adlPercent, nativeContrast, contrastFactor2, newBlackLevel2, newWhiteLevel2, lightSourceMode2)}
return last
")
""")
 
StackHorizontal(clip1, clip2)

Alles anzeigen

Notwendige Software:

Oder Alternativ zu Avisynth+:

ffdshow müsst ihr in eurem Player einbinden und das Script in ffdshow in den Avisynth-Reiter reinkopieren. Dann sollte es laufen.

Am besten ihr testet das auf einem TV mit hohem Inbildkontrast. Meiner z.B. hat einen An-/Aus-Kontrast von 3700 : 1 und der ANSI-Kontrast ist nahezu identisch. Grundsätzlich überlagert sich der Inbildkontrast des Anzeigegerätes mit dem simulierten, so dass man nicht unbedingt das sieht, was man sehen möchte.

Ansonsten gibt es noch ein paar Einschränkungen:

Dynamischer Kontrast und statische Helligkeit funktionieren nicht zusammen
Der Schwarzwert wird immer für das gesamte Bild gleichmäßig angehoben. Effekte wie Halos, Blooming usw. werden nicht simuliert.

Viel Spaß damit!

Chris Austria · 25. August 2020

Zitat von FoLLgoTT

ffdshow müsst ihr in eurem Player einbinden

wenn du mir sagst, wie ich das mache, wäre ich dir dankbar.

FoLLgoTT · 25. August 2020

Natürlich. Ich weiß aber nicht, welchen Player zu einsetzt.

Beim MPC-HC kann man externe Filter hier einbinden. Der Rest der Filterkette bleibt dann gleich. Also LAV-Filter als Quelle und madVR als Renderer kann weiterhin benutzt werden.

Chris Austria · 25. August 2020

Danke. Kodi 17.6 DSPlayer mit madVR. In DSPlayer kann ich unter "Filters management" ffdshow auswählen, aber irgendwie läuft dann gar nix mehr.

FoLLgoTT · 25. August 2020

Ich selbst benutze Kodi nicht. Ich würde erstmal mit einem einfachen Player ohne aufwändige Oberfläche anfangen. Es geht ja nur um einen Test und nicht um eine vollständige Integration.

FoLLgoTT · 27. August 2021

Ich habe noch mal eine Version für das alte Avisynth (ohne Plus) hinzugefügt, falls jemand Avisynth+ nicht zum Laufen kriegt. Ich bekam es zumindest auf meinem ollen Notebook mit Windows 7 nicht lauffähig,

Außerdem wird jetzt der aktuelle Kontrast ausgeschrieben, anstatt des Kontrastfaktors.

Jetzt müsste man einfach mal anhand eines sehr guten LED-Displays (OLED oder LED Video Wall) verschiedene Vergleiche fahren. Eventuell müsste man noch verschiedene Kurven für den dynamischen Kontrast implementieren. Die Form ist momentan an meinen X7900 angelehnt und die Stärke kann mit einem Parameter eingestellt werden. Eventuell reicht das schon, um den alten Vergleich LCOS vs. DLP ausreichend genau zu simulieren. Und das reduziert auf den einen Parameter Kontrast.

FoLLgoTT · 25. September 2022

Inzwischen kann man ffdshow durch AviSynth Filter ersetzen. Einfach das Script als Datei ablegen und den Befehl AvsFilterSource() am Anfang einfügen. Dann den AviSynth Filter im MPC-HC hinzufügen mit "Prefer" und mit Doppelklick das Script auswählen. Dann klappt das sogar bei HDR (auch wenn die Berechnung dafür derzeit nicht im Script implementiert ist). Im Gegensatz zum veralteten ffdshow lässt AviSynth Filter die HDR-Metadaten und 10 Bit durch.

pillepalle123 · 6. September 2024

Ich habe dein Script früher häufig für eigene Tests benutzt und wollte nochmal mein Lob aussprechen!

Wenn mehr Leute selbst testen würden statt sich auf die Erkenntnisse anderer zu verlassen oder gar nur die selben Forenweisheiten immer weider zu verbreiten würde das Forum extrem vorran kommen.

Bildparameter-Simulation

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