Was PLUGE in der Praxis von dir will
Mit dem PLUGE-Testbild stellst du Schwarzwert und Weißwert eines Monitors so ein, dass alle Geräte dasselbe Bild zeigen, im Haus wie am Drehort. Wie das praktisch geht, steht hier in Kurzform. Danach folgt der Aufsatz, in dem die Methode 1967 beschrieben wurde. Wer die Prozedur kennt, kann diesen Teil überspringen und gleich beim Original einsteigen.
Wofür das gut ist
PLUGE steht für picture line-up generating equipment und ist eine Erfindung der BBC. Der Zweck ist banal und deshalb wird er gern unterschätzt: Schwarzwert und Weißwert an allen Monitoren im Haus sollen so eingestellt sein, dass Bildregie, Kamera, Schnittplatz und Sendeabwicklung dasselbe Bild sehen. Nicht ungefähr dasselbe, sondern dasselbe. Wer schon erlebt hat, dass eine Aufnahme in der Regie sauber aussah und im Schnitt in den Tiefen abgesoffen war, weiß, warum das keine Erbsenzählerei ist.
Das eigentliche Kunststück daran ist, dass die Methode ohne Messgerät für Schwarz auskommt. Für den Schwarzwert genügt dein Auge, weil das Kriterium kein Zahlenwert ist, sondern eine Ja-Nein-Entscheidung: sichtbar oder nicht sichtbar. Gemessen wird nur noch das Weiß.
Was du im Testbild suchst
Testbild nach SMPTE RP 219, wie es heute im HD-Betrieb verwendet wird. Schwarz liegt auf null, ein Setup, also eine Anhebung des Schwarzpegels über den Austastpegel, gibt es nicht.
Ein PLUGE-Signal besteht im Kern aus schmalen, fast schwarzen Streifen vor schwarzem Grund, dazu eine Weißfläche, je nach Testbild ergänzt um ein Graufeld. Ein Streifen liegt unterhalb des Schwarzpegels, die anderen darüber, dazwischen liegt jeweils der Bezugswert. Unter und über Schwarz meint dabei immer den Pegel, nicht die Lage im Bild, denn nebeneinander liegen die Streifen ohnehin alle. Im Testbild nach RP 219 steckt diese Gruppe in der unteren Zeile rechts der Mitte, eingerahmt von schwarzen Flächen. Man muss sie kennen, um sie zu sehen, denn genau darum geht es: Bei richtiger Einstellung ist einer von ihnen unsichtbar.
Aufbau der PLUGE-Gruppe. Die Pegelwerte stammen aus einer Messung am erzeugten Testbild. Die mittlere Darstellung ist im Kontrast überhöht, sonst wäre nichts zu erkennen, und die beiden äußeren Schwarzflächen wirken dort unterschiedlich, obwohl sie denselben Wert tragen. Dieser Simultankontrast ist genau der Effekt, auf dem die Methode beruht.
Der Puls bei -2 Prozent lässt sich in keiner Bilddatei zeigen, weil Werte unterhalb von Schwarz beim Umrechnen nach RGB abgeschnitten werden. Sichtbar wird er nur am Monitor am anliegenden Videosignal.
Die Prozedur
- Umgebung zuerst. Erst das Licht im Raum festlegen, dann den Monitor einstellen, nie umgekehrt. Keine Lampe im Rücken, keine Reflexion auf der Scheibe. Der Artikel nennt das die Grundleuchtdichte, also das Umgebungslicht, das die ausgeschaltete Bildfläche zurückwirft. Ändert sich das Raumlicht, war die ganze Einstellung umsonst.
- Schwarzwert über Helligkeit. Den Helligkeitsregler so weit zurücknehmen, dass der Streifen unterhalb des Schwarzpegels gerade verschwindet, die Streifen oberhalb aber noch eben erkennbar bleiben. Merksatz: einer weg, die anderen da. Bleibt der untere Streifen sichtbar, sitzt der Schwarzwert zu hoch und das Bild wird milchig. Verschwinden auch die oberen, säufst du in den Tiefen ab und siehst später im Schnitt Details, die in der Regie nie da waren.
- Weißwert über Kontrast. Die Weißfläche auf den Sollwert bringen. Der Artikel nennt 20 fL, das sind rund 69 cd/m². Für heutige Verhältnisse in dunkler Umgebung sind 100 cd/m² der übliche Bezug für SDR, also die herkömmliche Wiedergabe außerhalb von HDR. In HDR gelten andere Zahlen: Dort liegt das Bezugsweiß nach ITU-R BT.2408 bei 203 cd/m², und das ist nicht das Spitzenweiß, sondern der Pegel für eine normal belichtete weiße Fläche im Bild. Die Methode selbst bleibt gültig, BT.814 beschreibt die PLUGE-Prozedur ausdrücklich auch für PQ und HLG, du brauchst dafür aber ein Testsignal, das zum jeweiligen System passt.
- Gegenprobe. Beide Regler beeinflussen sich gegenseitig. Der Artikel nennt das freundlich "Jonglieren". Nach der Kontrasteinstellung also zurück zum Schwarzwert und den Durchgang mindestens einmal wiederholen. Und gib deinen Augen ein bis zwei Minuten Adaptionszeit, bevor du über den unteren Streifen urteilst.
Für den Sucher gilt die Prozedur genauso, nur teilt sie sich dort auf. Der Schwarzwert wird einmal unter ruhigen Bedingungen eingestellt und bleibt dann stehen. Dafür sorgt die Augenmuschel, die das Umgebungslicht vom Auge fernhält. Der Weißwert dagegen wandert mit, denn das Auge passt sich an die Umgebungsleuchtdichte an, der Sucher tut das nicht. Nach einem Ortswechsel mit deutlich anderen Lichtverhältnissen, also etwa aus dem Innenraum in die Mittagssonne, ziehst du den Kontrast nach und lässt den Helligkeitsregler in Ruhe. Wer stattdessen an der Helligkeit dreht, weil das Bild gerade zu dunkel wirkt, verliert seinen Bezugspunkt für Schwarz und beurteilt die Belichtung am Ende nach einem Regler statt nach Zebra und Waveform. Das Signal für den Abgleich hast du an Bord: Praktisch jede Broadcast-Kamera legt Farbbalken auf den Ausgang und damit auch in den Sucher, sodass du dieselbe Prozedur fahren kannst wie am Monitor.
Der Farbabgleich via "Blue Only" ist übrigens ein eigenes Thema und kann hier nachgelesen werden.
Die Zahlen, und warum sie je nach Norm anders aussehen
Hier lauert die häufigste Verwechslung. In der englischsprachigen Literatur liest man für die SMPTE-Balken oft die Folge 0 / 3,5 / 7,5 / 11,5 / 0 IRE. Das ist die NTSC-Welt mit ihrem Setup von 7,5 IRE: Schwarz liegt dort nicht auf null, sondern angehoben, und die beiden Nachbarn sitzen 4 IRE darunter und darüber. In PAL und im 625-Zeilen-System gibt es dieses Setup nicht. Schwarz ist dort Schwarz und liegt auf 0 mV, die Pulse liegen entsprechend symmetrisch um null. Wer die NTSC-Zahlen ungeprüft übernimmt, stellt am falschen Punkt ein.
Für alles, was heute durch ein Haus läuft, gilt ohnehin SMPTE RP 219 beziehungsweise ITU-R BT.814. Die PLUGE-Gruppe im Balkenbild führt dort die Folge -2 %, 0 %, +2 %, 0 %, +4 %.
| Kontext | Pulse relativ zu Schwarz | Kriterium für die Helligkeitseinstellung |
|---|---|---|
| SMPTE-Balken NTSC (Setup 7,5 IRE) | 3,5 / 7,5 / 11,5 IRE, also -4 und +4 | der untere Puls verschwindet, der obere bleibt sichtbar |
| SMPTE EG 1-1990 | ±4 % | der untere Puls verschwindet, der obere bleibt sichtbar |
| RP 219:2002, HD | -2 %, 0 %, +2 %, +4 % | +2 % sichtbar, -2 % nicht sichtbar |
| RP 219:2002, SD | -2 %, 0 %, +2 %, +4 % | +2 % und +4 % sichtbar, -2 % nicht sichtbar |
| RP 219-1:2014 und RP 219-2:2016 | -2 %, 0 %, +2 %, 0 %, +4 % | +2 % und +4 % sichtbar, -2 % nicht sichtbar |
Dass RP 219 neben ±2 % noch einen Puls bei +4 % führt, hat einen praktischen Grund: Negative Signalanteile werden in Verarbeitungsketten gern weggeschnitten, besonders bei der Abwärtskonvertierung. Ein Kriterium, das ausschließlich auf einem Wert unter Schwarz beruht, ist dann wertlos. Die Kombination aus einem Puls, der verschwinden soll, und zweien, die bleiben sollen, ist robuster.
Fallstricke am heutigen Gerät
- Der Regler mit der Aufschrift "Brightness" steuert an vielen LCD-Panels die Hintergrundbeleuchtung, nicht den Schwarzwert. Der Schwarzwert versteckt sich dann hinter "Black Level" oder im Servicemenü. Wer am falschen Regler dreht, sucht den unteren Puls vergeblich.
- Bildverbesserer, dynamischer Kontrast, lokales Dimmen und ähnliche Automatiken gehören vorher komplett aus. Sonst stellst du gegen eine Regelschleife ein, die dir jede Sekunde widerspricht.
- Bei OLED ist Schwarz wirklich aus. Der Puls unter Schwarz ist dort ohnehin nicht darstellbar, das Kriterium hängt dann allein an den Pulsen oberhalb.
- Die Methode stellt Schwarzwert und Weißwert ein, sonst nichts. Farbtemperatur, Gamma und Primärvalenzen bleiben unberührt. Ein PLUGE-Abgleich ersetzt keine Sondenmessung, er stellt nur sicher, dass alle vom gleichen Fuß- und Kopfpunkt aus starten.
Und warum der alte Text trotzdem lohnt
Weil er dokumentiert, woher die Zahlen kommen. Quinn und Siocos haben bei der CBC ausgemessen, welche Kombination aus Grundleuchtdichte, Schwarz- und Weißleuchtdichte die Techniker tatsächlich bevorzugten, und daraus fünf Bezugssätze abgeleitet. Bemerkenswert ist der Schluss des Aufsatzes: Die Autoren räumen offen ein, dass ihre eigene Tabelle im damals neuesten Regieraum mit hellerer Umgebungsbeleuchtung nicht mehr passte. Ein Satz, den man sich einrahmen kann, wenn man heute im hell ausgeleuchteten Ü-Wagen oder im Tageslichtbüro am Schnittplatz sitzt und sich fragt, warum die Tiefen nie so aussehen wie erwartet.
Die PLUGE-Methode zum Abgleich von Bildmonitoren in Fernsehstudios - eine technische Notiz
Von S. F. Quinn und C. A. Siocos
Die PLUGE-Methode ist ein Verfahren zum Einstellen von Bildmonitoren. Das Akronym steht für picture lineup generating equipment, also für ein Gerät zur Erzeugung von Bildabgleich-Signalen. Entwickelt wurde die Methode von der British Broadcasting Corporation. Ein PLUGE-Generator liefert ein Videosignal, das an Bildmonitore angelegt wird und den Abgleich von Spitzenweiß- und Schwarzleuchtdichte unterstützt. Das PLUGE-Signal (Bild 1) besteht aus einer großen weißen Fläche auf der rechten Seite des Monitorbildes und einer schwarzen Fläche auf der linken Seite, die von zwei senkrechten Streifen unterbrochen wird. Einer dieser Streifen ist geringfügig heller als Schwarz, der andere geringfügig dunkler als Schwarz. Das Verfahren besteht darin, die weiße Fläche mit einem Leuchtdichtemessgerät auf einen vorgegebenen Wert einzustellen, zum Beispiel 20 fL, und die schwarze Fläche so einzustellen, dass der heller-als-Schwarz-Streifen sichtbar ist, der dunkler-als-Schwarz-Streifen dagegen nicht. Die beiden Monitorregler, Kontrast und Helligkeit, arbeiten nicht unabhängig voneinander. Ein gewisses "Jonglieren" ist daher nötig, um die richtigen Schwarz-Weiß-Verhältnisse zu erreichen. Die Vorteile von PLUGE sind:
- (a) Der Abgleich der Monitore geht schnell und einfach.
- (b) Ein einheitlicher Abgleich lässt sich auch durch verhältnismäßig ungeschultes Personal erreichen.
- (c) Es wird nur ein Messgerät benötigt. In der Praxis ist es, sobald die Lichtverhältnisse in der Bildregie einmal bewertet wurden, nur noch routinemäßig nötig, die Spitzenweiß-Leuchtdichte zu messen. Dafür genügt ein einfaches, preiswertes und robustes Foot-Candle-Messgerät zur Messung der Beleuchtungsstärke.
Erste Versuche deuteten darauf hin, dass diese Methode der subjektiven Schwarzeinstellung vielversprechend ist. Eine gewisse Schwierigkeit ergab sich hinsichtlich des richtigen Maßes an "Setup".* Weitere Versuche erschienen nötig, um diese Frage zu klären. Zu diesem Zweck wurden aus den Ergebnissen früher berichteter Tests fünf Sätze von Bezugsbedingungen für Monitoreinstellungen abgeleitet (Tabelle I).† Sie geben die Einstellpraxis wieder, die von der Mehrheit der CBC-Techniker bevorzugt wird. Sie sind um jeweils 0,10 fL Grundleuchtdichte gestaffelt und decken den gesamten praktisch vorkommenden Bereich der Grundleuchtdichte ab. Der Bereich, innerhalb dessen übereinstimmende Bilder möglich sind, wird durch die zu jedem Bezugssatz gehörenden Bedingungen für den oberen Grenzwert angegeben. Die Grundleuchtdichte ist definiert als das Umgebungslicht, das von der Bildfläche eines ausgeschalteten Monitors reflektiert wird.
Das in den früheren Versuchen verwendete Testsignal war das Fenstersignal. Dabei fällt auf, dass die Schwarzleuchtdichte bei jeder Bezugsbedingung höher liegt als die Grundleuchtdichte.
Zur Klärung der Frage nach dem richtigen Maß an "Setup" musste dasjenige PLUGE-Signal bestimmt werden, das den fünf Sätzen von Bezugsbedingungen jeweils entsprach.
Bei jeder Bezugsbedingung wurde wie folgt vorgegangen:
- Ein Bildmonitor wurde mit dem Fenster-Testsignal auf die Bezugshelligkeiten eingestellt.
- Anstelle des Fenster-Testsignals wurde das PLUGE-Signal angelegt, und der PLUGE-Schwarzpegel wurde so eingestellt, dass der heller-als-Schwarz-Streifen sichtbar war, der dunkler-als-Schwarz-Streifen dagegen nicht.
Bild 2 zeigt in grafischer Form, wie sich der erforderliche PLUGE-Schwarzpegel mit der Grundleuchtdichte ändert. Bild 2 enthält außerdem den Bereich der Grundleuchtdichte, innerhalb dessen die Bilder übereinstimmen. Der entsprechende Bereich des PLUGE-Schwarzpegels beträgt 3 IRE-Einheiten.
Nach der Installation von PLUGE besteht der vorbereitende Schritt darin, die Grundleuchtdichten aller Bildmonitore zu messen. Für eine gute Übereinstimmung sollten die Werte innerhalb der Grenzen von Tabelle I liegen. Der kleinste Wert ist als Bezugswert zu nehmen, um daraus nach Tabelle I die erforderliche Weißleuchtdichte und nach Bild 2 den PLUGE-Schwarzpegel zu bestimmen. Das tägliche Vorgehen entspricht dem oben beschriebenen. Der PLUGE-Generator und die nachfolgenden Verteilverstärker sind sorgfältig einzustellen, damit die richtige Signalamplitude erreicht wird.
Tabelle I. Fünf Sätze von Bezugsbedingungen für die Einstellung von Bildmonitoren
| Grund- leucht- dichte |
Schwarz- leucht- dichte |
Weiß- leucht- dichte |
||
|---|---|---|---|---|
| Satz | fL | fL | fL | |
| 1 | unterer Grenzwert (Bezug) | 0,15 | 0,31 | 18,5 |
| oberer Grenzwert | 0,285 | 0,445 | 19,85 | |
| 2 | unterer Grenzwert (Bezug) | 0,25 | 0,41 | 20,0 |
| oberer Grenzwert | 0,40 | 0,56 | 21,5 | |
| 3 | unterer Grenzwert (Bezug) | 0,35 | 0,51 | 24,0 |
| oberer Grenzwert | 0,51 | 0,67 | 25,6 | |
| 4 | unterer Grenzwert (Bezug) | 0,45 | 0,61 | 25,5 |
| oberer Grenzwert | 0,62 | 0,78 | 27,2 | |
| 5 | unterer Grenzwert (Bezug) | 0,55 | 0,71 | 27,0 |
| oberer Grenzwert | 0,72 | 0,88 | 28,7 |
Die hier dargestellten Daten gelten für Regieräume älterer Bauart, in denen das Umgebungslicht sehr gering ist. Die neueste Bildregie der CBC arbeitet mit hoher Umgebungsbeleuchtung, etwa 5 lm/ft², und mit polarisierenden Frontscheibenfiltern an den Bildmonitoren. Für diesen Fall haben sich die Daten aus Tabelle I und Bild 2 als nicht anwendbar erwiesen. Offensichtlich sind weitere Arbeiten nötig, um bevorzugte Monitoreinstellungen unter diesen neuen Bedingungen zu ermitteln.
Nachdruck aus Band 2, Nr. 5, Mai 1966, Electronics Letters, einer Zeitschrift der IEE, Savoy Place, London W.C.2, England. Eingereicht von S. F. Quinn und C. A. Siocos, Canadian Broadcasting Corp., 7925 Cote St. Luc Road, Montreal 29, Que., Kanada.
* "Setup" ist definiert als "der Abstand im Videopegel zwischen Austastpegel und Bezugsschwarzpegel" (CBC-Glossar). [Siehe auch American Standard Definitions of Electrical Terms, ASA C42.65-1957.]
† C. A. Siocos, "Operational adjustment of picture monitors in television studios", Jour. SMPTE, 74: 11-14, Januar 1965.