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Metodología para Análisis de Monitores

Índice del Artículo

1. Metodología para Análisis de Monitores
2. Herramientas de Trabajo
3. Pruebas Sintéticas
4. Pruebas Sintéticas II
5. Calibración y Pruebas Subjetivas
6. Conclusión

Pruebas Sintéticas

Iniciaremos cada revisión con una serie de pruebas artificiales que buscan aislar las características más importantes del monitor en su configuración por defecto, estas nos darán una idea de qué es lo que podremos esperar al enfrentarlo en el mundo real además de darnos los datos más duros del review.

En esta página estudiaremos los tests más directos que se pueden hacer sobre el panel y cómo se deben comprender sus resultados numéricos, en la siguiente página discutiremos pruebas igualmente estrictas, pero algo más intuitivas y de resultados más amigables.

Diagrama CIE / Rango cromático

Implementos usados:

• LaCie Blue Eye Pro

• Suite Blue eye Pro

La primera de nuestras pruebas busca evaluar que rango del espectro cromático puede representar el monitor. Con esto nos referimos básicamente a los rojos, verdes y azules más puros que puede mostrar el panel. Estos resultados son presentados sobre un diagrama CIE estándar.

Olvidándonos de los números y símbolos, el diagrama CIE es la representación de uno de los espacios de color más usados en la actualidad. Está basado en experimentos realizados sobre la visión humana a finales de los años 20’ y refleja una descripción matemática del rango cromático completo que puede ver una persona promedio. En los tres extremos de este triángulo muy deformado encontramos los colores rojo, azul y verde más puros perceptibles por el ojo, este último sobresale por nuestra capacidad natural de distinguir especialmente bien las tonalidades de verde. Entre estos valores nos encontramos con todos los colores intermedios del espectro, incluyendo el blanco. Hasta ahora ningún dispositivo ha sido capaz de representar la paleta completa de colores, por lo que está efectivamente limitado a un área dentro del diagrama CIE.

Siendo un poco más concretos, como un monitor trabaja con tres colores básicos, podemos ubicar el rojo, verde y azul más perfectos que puede representar como tres puntos sobre el diagrama. Como el panel trabaja combinando estos colores, es natural suponer que las líneas que interconectan estos tres puntos delimitan el espectro del monitor, y como cada color se puede rebajar sin problema entonces podemos concluir que el monitor puede, en teoría, mostrar todos los colores que están dentro de este triángulo.

Por suerte, estos tres puntos iniciales se pueden medir y desplegar fácilmente, y mientras más cerca esté cada uno de su respectivo vértice, mejor será la evaluación del panel en este apartado. Como es casi imposible acercarse mucho a estos puntos extremos, exigiremos como base que el panel logre equipararse con el estándar sRGB, que se considera una base mínima hoy en día.

Los diagramas CIE que usaremos en los reviews de monitores tienen la siguiente forma:

El estándar sRGB está marcado como un triángulo anaranajado, mientras que la paleta del monitor de pruebas aparece como un triángulo negro.

Hay numerosos factores que determinan el rango cromático de cierto producto:

• Tipo de panel usado, donde tenemos en primer lugar a los IPS de corte profesional, seguidos por los PVA y MVA y terminando con los comunes y silvestres TN.

• Tipo de retroiluminación, donde podremos encontrarnos con un panel convencional con retroiluminación basada en cátodos fríos (CCFL) o uno de gama alta con iluminación LED, que otorga en el papel un mayor espectro.

• Calibración de brillo, pues una luminiscencia artificialmente alta puede afectar el tono más profundo que puede desplegar un panel.

• Calibración de color, pues una mala configuración puede desplegar un color erróneo durante la prueba.

Finalmente tenemos la calidad inherente del panel, que viene dada por el modelo puntual y su fabricante.

Delta E – Fidelidad de colores

Implementos usados:

• LaCie Blue Eye Pro

• Suite Blue Eye Pro

Una de las características más emblemáticas de un monitor es su capacidad de mostrar colores precisos, o sea, la correspondencia entre el color procesado por el computador y el que aparece finalmente en pantalla. Este tema es sujeto a muchos escrutinios, que muchas veces fallan en su postulado que los colores saturados siempre son lo mejor, algo que se está volviendo crecientemente popular con cada día que pasa, incluso olvidando el detalle que el objetivo de un monitor es desplegar los colores más exactos dentro de sus capacidades.

Como la desviación cromática no es la misma para cada color en un mismo panel, la medición de este Delta E se realiza en una serie de tonalidades, que incluyen la escala de grises (una de las bases más importantes del color de un monitor), el trío de colores básicos, tres combinaciones primarias y un puñado de combinaciones más complejas. Evidentemente, mientras más bajo sea el delta E, mejor será la fidelidad del color.

Para evaluar estos números usaremos la escala propuesta por LaCie y ampliamente aceptada:

• Si Delta E < 1, la fidelidad del color es excelente

• Si Delta E < 2, existe una ligera distorsión, pero casi indetectable

• Si Delta E > 3, el color desplegado es significativamente diferente al teórico y además es perceptible al ojo

Cabe recordar que el ser humano es un animal de costumbres, y rápidamente nos adaptaremos a un panel hasta sentir como si su reproducción fuera perfecta, pero una rápida comparación con un color de referencia derrumba este auto-engaño subconsciente.

Los factores más importantes que se involucran en la medición del Delta E son:

• Tipo de panel, donde nuevamente los monitores basados en IPS tienden a superar a sus pares PVA / MVA y donde los TN son propensos a perder, no necesariamente por su naturaleza, sino más bien porque son paneles de bajo costo de manufactura, y sobre los cuales no se realizan ajustes básicos de fábrica como norma general.

• Calibración de colores, que es probablemente el factor más importante en este juego, pues incluso un panel TN bien calibrado puede superar a un IPS en su configuración por defecto. La calibración se realiza usando un dispositivo profesional (como un colorímetro), o en su defecto con un software incluido con el monitor, pero con resultados mucho menos halagadores.

• Calibración de brillo y contraste, donde de más está decir que un control adecuado de la luminiscencia es fundamental para desplegar un color preciso.

Temperatura

Implementos usados:

• LaCie Blue Eye Pro

• Suite Blue eye Pro

Tal y como lo dice su nombre, la temperatura está ligada a qué tan cálida (tonos anaranjados) o fría (tonos azulados) percibimos una imagen. Aunque parezca una idea muy vaga, la temperatura de un panel depende únicamente de donde esté situado el color blanco dentro de su espectro:

Ciertamente no nos internaremos en los áridos detalles técnicos detrás de esta curva específica, pero es bastante directo que el blanco más puro del panel efectivamente estará dentro de esta línea, y su posición específica viene dada en la unidad de temperatura convencional, el Kelvin. Así, y siguiendo el gráfico, una menor temperatura inclinará el blanco a la derecha, provocando una imagen más cálida, mientras que las temperaturas altas resultarán en una imagen más fría, lo que parece extrañamente contradictorio con nuestra noción física de temperatura.

Siguiendo nuevamente el estándar internacional, apuntaremos a un blanco situado en una temperatura de 6500 Kelvin, correspondiente a la temperatura promedio de la luz solar al mediodía.

Brillo

Implementos usados:

• LaCie Blue Eye Pro

• Suite Blue eye Pro

El brillo tiene la definición más intuitiva y sencilla de todas, corresponde simplemente a la potencia de la retroiluminación del panel sobre los píxeles, afectando la luminiscencia final de estos últimos.

Contrario a la creencia popular, un mayor brillo no necesariamente implica una imagen más nítida o agradable a la vista al trabajar y jugar. Niveles muy bajos redundan en imágenes apagadas y opacas, con los consiguientes colores poco fieles, mientras que niveles muy altos deforman los colores, reducen la profundidad de los negros y molestan la vista. En consecuencia, apuntaremos a un brillo nivelado estándar de 120 cd/m2, que se considera un buen equilibrio entre nitidez, fidelidad y comodidad. Los juegos y contenido multimedia rompen un poco con la tendencia al verse favorecidos por brillos más agresivos, pero como los monitores actuales fácilmente rompen las 200 cd/m2 nos limitaremos a la medición original para evitar datos innecesarios.

Profundidad de negros

Implementos usados:

• LaCie Blue Eye Pro

• Suite Blue eye Pro

Como bien sabemos, un monitor LCD funciona dejando pasar ciertas cantidades de luz (dadas por el brillo de la retroiluminación) a través de un píxel compuesto de tres subpíxeles, cada uno encargado de cierto color básico y conformado por millones de cristales líquidos inclinados en cierto ángulo. El grado de esta inclinación determina cuánta luz pasa por el subpíxel, y en consecuencia el color final a presentar. Cuando estos puntos están completamente “cerrados” en teoría no se deja pasar ningún resto de luz (o sea, un negro perfecto de 0 cd/m2), pero en realidad es muy difícil bloquear todo el paso de luz, lo que significa que el negro más profundo que puede presentar un panel nunca será el ideal. La luminosidad del negro más perfecto que puede presentar un panel recibe el nombre de “Blackpoint” o simplemente “punto negro”, e intuitivamente responde a la pregunta de qué tan buenos son los negros del monitor.

Para nuestros fines, usaremos la siguiente escala, producto del consenso entre sitios especializados.

Blackpoint < 0,20 cd/m2, Negro bueno – excelente

Blackpoint < 0,30 cd/m2, Negro regular

Blackpoint > 0,30 cd/m2, Negro de mala calidad

Contraste

Implementos usados:

• Ninguno, valor calculado de forma matemática

El famoso contraste, una de las cifras favoritas de los fabricantes de monitores, corresponde simplemente a la división entre el brillo de un monitor y su blackpoint, lo que corresponde a responder la pregunta de qué tanto más alto es el brillo del blanco con respecto al del negro. Con lo que hemos dicho hasta ahora ya debiéramos ser suspicaces respecto a este concepto, pues el contraste pasa a ser la división de dos medidas que debieran ser consideradas por separado, y que al unirse pueden provocar datos muy erróneos.

Por ejemplo, consideremos un panel de alta calidad, con un brillo excelente de 120 cd/m2 y una profundidad de negros igualmente buena de 0,15 cd/m2, lo que resulta en un contraste de 800 : 1, ahora tomemos un monitor con un brillo de fábrica excesivo de 300 cd/m2 y un negro tergiversado por este último valor, llegando a magros 0,30 cd/m2. Este último panel tiene un misterioso contraste de 1000 : 1, bastante superior al primero a pesar de su peor calidad, luego tenemos que ser muy cuidadosos al aceptar abiertamente este valor.

Corrección gamma

Implementos usados:

• LaCie Blue Eye Pro

• Suite Blue eye Pro

Suponer que el ojo humano es una cámara digital perfecta está lejos de ser una buena aproximación, en particular porque no percibimos todas las tonalidades de color con la misma “prioridad” dentro del cerebro.

Para comprender esto de una forma más directa empezaremos definiendo el “pixel level” (nivel de píxel) de un color. Como bien sabemos, los monitores LCD trabajan con tres canales capaces de mostrar 256 colores cada uno (con la ayuda del dithering en el caso de los paneles TN) para una combinación total de 16.777.216 colores (2563). Naturalmente, un valor 0 en cada canal resulta en negro, mientras que una combinación de 255 redunda en blanco.

Para poder hablar en función de un sólo número podemos reducir cierto color C, compuesto de Ur, Uv, Ua

unidades de rojo, verde y azul, respectivamente, a un solo valor, al que denominaremos pixel level:

Como ven, este número oscila entre 0 y 1, y determina a grandes rasgos la posición del color en una escala que va desde el negro (0) hasta el blanco (1).

Como decíamos en un principio, la combinación ojo / cerebro da distintas prioridades a cada color dependiendo de su pixel level, por lo que hay que compensar esta evaluación alterando los colores antes de ser desplegados, la magnitud de esta corrección afecta la luminiscencia del color y está ligada al índice de corrección gamma (γ) como sigue:

Es fácil pensar que esta fórmula es demasiado compleja, pero esto está lejos de ser el caso. Si por un momento nos olvidamos del contraste y del blackpoint (haciéndolos 1 y 0, respectivamente) tendremos una fórmula mucho más manejable del tipo:

Lo que nos quiere decir esta fórmula es que el brillo que asigna el monitor a cada color no depende de forma lineal de su pixel level, sino que más bien hace una curva que depende del índice de corrección gamma, lo que quedará mucho más claro al graficar la tendencia de esta función.

En el gráfico se puede ver como aumenta la luminosidad con respecto al pixel level para tres valores de gamma, en el caso γ = 1 esta línea es una recta, pero a medida que este número aumenta, la curva se hace cada vez más marcada. Si volvemos a considerar el contraste y el blackpoint, sólo veremos cómo la curva “sube” un poco (pues el blackpoint nunca es cero) y se hace más grande, pero manteniendo su proporción.

A final de cuentas, el índice de corrección gamma nos dice cómo son tratados los colores de tonos medios por el panel. Si el índice es muy alto, se verán oscuros, si es muy bajo, ganarán mucha prioridad y se deformará el equilibrio de la imagen. Nuevamente iremos por el camino seguro y adoptaremos el valor objetivo ideal de 2,2, que es un estándar internacional.