mpv: Colorcontrol (BT.709, BT.2020 HDR an/aus, Tone Mapping)

Mdann · 2. September 2022

Hallo zusammen,

Ich möchte euch gerne mal noch meine neueste Bastelei vorstellen:

Worum geht es?

Ich hab immer das Gefühl, dass der Farbraum bei der mpv Wiedergabe nicht ganz richtig ist.

In mpv hatte ich target-prim=bt.2020 eingestellt und am JVC Beamer war ebenfalls BT.2020 in SDR fest eingestellt, da ich in der Regel tonemapping verwende.

Wenn man allerdings die Info Taste am JVC drückt, wird SRGB angezeigt! Wechselt man in Windows zu HDR wird BT.2020 angezeigt.

Mein Vermutung hier ist, dass der Farbraum nicht korrekt an den JVC weitergegen wird und Windows da evtl noch etwas konvertiert.

Bei madvr gibt es in den Calibration Einstellungen die Option "report BT.2020 to display". Mit dieser Option wird auch BT.2020 am JVC angezeigt in SDR.

Mit Hilfe des Tools ColorControl und einem Script wollte ich diese Funtkion nachbauen.

Zudem ist das nutzen von HDR ohne Tonemapping etwas umständlich mit mpv, da Windows nicht automatisch in den HDR Modus wechselt.

Mit aktivierten BT.2020 sind die Farben für mich korrekter, aber vlt bilde ich mir das aber auch nur ein.

Zumindest habe ich jetzt das Gefühl, dass Gesichter genau richtig sind.

Hinweis: Ich nutze Nvidia und JVC, Es sollte aber auch mit AMD und anderen Beamern funktionieren.

Color Control

Dieses Tool (https://github.com/Maassoft/ColorControl) erlaubt uns per Tastenkombination zwischen verschiedenen Bildmodi zu wechseln.

Meine Config sieht momentan so aus:

Die schwarzen Zeilen kann man ignorieren und zeigen nur die aktuellen aktiven Werte der Monitore an.

Beim ersten Start werden automatisch Profile generiert. Diese kann man einfach löschen.

Insgessamt habe Ich 5 Einstellungen (Die Tastenkobinationen sind frei wählbar und müssen im Script entsprechend angepasst werden) :

SDR BT.2020 mit 12 Bit und BT.2020RGB (HDR aus) mit der Tastenkombination Ctrl + Alt + s (gedacht für HDR Tonemapping bei 24p)
SDR BT.709 mit 8 Bit und Auto (RGB) (HDR aus) mit der Tastenkombination Ctrl + Alt + a (gedacht für SDR bei 50Hz und 60Hz)
SDR BT.2020 mit 8 Bit und BT.2020RGB (HDR aus) mit der Tastenkombination Ctrl + Alt + w (gedacht für 50Hz und 60Hz Tonemapping)
SDR BT.709 mit 12 Bit und Auto (RGB) (HDR aus) mit der Tastenkombination Ctrl + Alt + g (gedacht für SDR bei 24p)
HDR BT.2020 mit 12 Bit und BT.2020RGB (HDR an) mit der Tastenkombination Ctrl + Alt + f (gedacht für HDR bei 24p)

Eine weitere Einstellung fehlt hier noch theoretisch: HDR BT.2020 mit 8 Bit und BT.2020 (HDR an) für 50Hz und 60Hz HDR. Das fehlt bei mir, da es bis jetzt nicht verwendet wurde zum testen.

Wir können nun also mit entsprechenden Tatsenkombinationen zwischen diesen Bildmodi welchseln.

Unter "Options" kann man das Tool gleich mit Windows mitstarten.

Automatisierung mit mpv

Leider habe ich in mpv keine Möglichkeit gefunden Tastenkombinationen an das System zu senden. Keypress etc scheint nur innerhalb von mpv zu funktionieren.

Aus diesem Grund bin ich den Umweg über python gegangen. Für python braucht man dafür die Bibliothek "pynput".

Das Script sieht bei momentan so aus:

Python: colorspace.py

from pynput.keyboard import Key, Controller
import sys

keyboard = Controller()

if sys.argv[1] == "on1":
    keyboard.press(Key.alt)
    keyboard.press(Key.ctrl)
    keyboard.press('s')
    keyboard.release('s')
    keyboard.release(Key.alt)
    keyboard.release(Key.ctrl)
elif sys.argv[1] == "on2":
    keyboard.press(Key.alt)
    keyboard.press(Key.ctrl)
    keyboard.press('w')
    keyboard.release('w')
    keyboard.release(Key.alt)
    keyboard.release(Key.ctrl)    
elif sys.argv[1] == "hdr":
    keyboard.press(Key.alt)
    keyboard.press(Key.ctrl)
    keyboard.press('f')
    keyboard.release('f')
    keyboard.release(Key.alt)
    keyboard.release(Key.ctrl)        
elif sys.argv[1] == "off1":
    keyboard.press(Key.alt)
    keyboard.press(Key.ctrl)
    keyboard.press('a')
    keyboard.release('a')
    keyboard.release(Key.alt)
    keyboard.release(Key.ctrl)  
else: #off2
    keyboard.press(Key.alt)
    keyboard.press(Key.ctrl)
    keyboard.press('g')
    keyboard.release('g')
    keyboard.release(Key.alt)
    keyboard.release(Key.ctrl)

Alles anzeigen

Wie man sieht, ist das eine relative einfache Variante Tastenkombinationen zu erzeugen.

Dazu braucht man dann natürlich noch das lua Script für mpv:

Code: colorspace.lua

msg = require 'mp.msg'
utils = require 'mp.utils'
require 'mp.options'

local python = "C:\\Users\\User\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python38\\python.exe"    # add your python path
local csscript = "C:\\path_to\\colorspace.py"                                               # add your path for the colorspace python script

local options = {
    -- behavior
    enable = true,          -- enable or disable the functionality
}

read_options(options)


local isused = false
local hdron = false
local fps = 0
local color = ''
local cs = false


function cs_cmd(cmd)
    local command = {
        python, csscript, cmd
    }

    local process = mp.command_native({
        name = 'subprocess',
        playback_only = false,
        args = command,
        capture_stdout = true,
        capture_stderr = true,
    })
    --print("switching to bt.2020 mode ".. cmd)    
             
end


function hdr_toggle()
    if mp.get_property("video-params/gamma") ~= "pq" then
        -- no hdr video
        return false
    end
    
    if hdron then
        hdron = false
        mp.command("apply-profile HDRnopass")
        if cs then        
            if fps <=24 then
                cs_cmd("on1")
            else
                cs_cmd("on2")
            end        
            isused = true
        else 
            if fps <=24 then
                cs_cmd("off1")
            else
                cs_cmd("off2")
            end      
            isused = false
        end
    else
        mp.command("apply-profile HDRPass")
        cs_cmd("hdr")
        isused = true
        hdron = true
    end
    mp.command("apply-profile reload")
end


function cs_start()
    -- get color space    
    while mp.get_property("video-params/primaries") == nil do
        local time = mp.get_time()
        while (time + 0.05) > mp.get_time() do end    
    end    
    
    color = mp.get_property("video-params/primaries")
    
    local time = mp.get_time()
    while    time + 5 > mp.get_time() and mp.get_property_bool("eof-reached") == false  do
        if mp.get_property_number('estimated-vf-fps', 0) ~= 0 then
            break
        end
    end
    
    fps = math.floor(mp.get_property_number('container-fps', 0))
    
    if color == "bt.2020" then
        cs = true
    end
    
    local use_hdr = mp.get_property_bool('target-colorspace-hint')
    
    if use_hdr and options.enable then    
        cs_cmd("hdr")
        isused = true
        hdron = true
        return false
    end
    
    if cs and options.enable then        
        if fps <=24 then
            cs_cmd("on1")
        else
            cs_cmd("on2")
        end        
        isused = true
    end
end


function cs_stop()
    if isused then
        if fps <=24 then
            cs_cmd("off1")
        else
            cs_cmd("off2")
        end   
    end
end


mp.register_event("file-loaded", cs_start)
mp.register_event("end-file",cs_stop)
mp.add_key_binding("H", "hdr_toggle", hdr_toggle)

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Das Script ruft den entsprechenden Modus für den Bildschirm auf (HDR für 50Hz/60Hz fehlt hier noch)

Den Pfad zu python und dem Script muss man entsprechend anpassen.

Mit der Taste H (Shift + h) kann man jederzeit zwischen nativen HDR und Tonemapping wechseln, sofern es sich um ein HDR Video handelt.

Damit dies alles funtioniert muss man aber noch ein paar Anpassungen in der Configdatei machen.

Hierbei wird vo=gpu-next angenommen

Wie man sieht, werden im Script Profile aufgerufen, die wir dann entsprechend brauchen in der Configdatei.

Der Vollständigkeit halber, habe ich noch weitere Profile als Beispiel:

Code: mpv.conf

[BT.2020]
profile-desc=bt.2020
profile-cond=p["video-params/primaries"]~=nil and p["video-params/primaries"]=="bt.2020" 
target-prim=bt.2020

[DV]
profile-desc=DV
profile-cond=filename ~= nil and (filename:upper():match"[.]DV[.]" ~= nil or filename:upper():match"[.]DOVI[.]" ~= nil) and p["video-params/gamma"]~=nil and p["video-params/gamma"]~="pq" 
profile=tonemap

[HDRnopass]
profile-desc=HDRnoPass
profile-cond=p["video-params/gamma"]=="pq" and p["target-colorspace-hint"] == false 
target-colorspace-hint=no
profile=tonemap

[HDRPass]
profile-desc=HDRPass
profile-cond=p["video-params/gamma"]=="pq" and p["target-colorspace-hint"]
target-colorspace-hint=yes
hdr-compute-peak=no
target-trc=pq
target-peak=auto  # change to desired value (probably > 200)

[SDR]
profile-desc=SDR
profile-cond=(p["video-params/gamma"]~=nil and p["video-params/gamma"]~="pq" and filename ~= nil and filename:upper():match"[.]DV[.]" == nil and filename:upper():match"[.]DoVi[.]" == nil)
hdr-compute-peak=no
target-trc=auto

Alles anzeigen

Damit Tonemapping funktioniert, brauchen wir dann das Profil "tonemap", welches bei mir aktuell so aussieht:

Das könnt Ihr natürlich entsprechend nach euren Wünschen anpassen.

Code: mpv.conf

[tonemap]
profile-desc=tonemap
hdr-compute-peak=yes
tone-mapping=bt.2446a
tone-mapping-mode=auto
target-peak=auto
gamut-mapping-mode=darken
target-trc=auto
target-peak=55

Als letztes brauchen wir noch einen Workaround, falls wir im laufenden Betrieb zwischen HDR und Tonemapping wechseln wollen:

Code: mpv.conf

[reload]
vo=null
vo=gpu-next

Wenn man HDR dauerhaft ohne Tonemapping verwenden will, muss man in seiner Config überhalb der Profile noch diese Zeile hinzufügen:

Code: mpv.conf

target-colorspace-hint=yes

Durch die Zeile word der HDR Modus automatisch aktiviert, sofern es sich um ein HDR Video handelt um man lieber den Projector mit HDR verwenden möchte.

Neue Einstellungen für den JVC

Im JVC können wir nun den Farbraum auf "Auto" stellen und er sollte korrekt zwischen BT.709 und BT.2020 wechseln je nach Videodatei.

Viel Spaß beim Basteln!

DoXer · 2. September 2022

Zitat von Mdann

Bei madvr gibt es in den Calibration Einstellungen die Option "report BT.2020 to display". Mit dieser Option wird auch BT.2020 am JVC angezeigt in SDR.

Mit Hilfe des Tools ColorControl und einem Script wollte ich diese Funtkion nachbauen.

Verstehe ich es richtig, das man Dein Tool nur benötigt, wenn man nicht madVR einsetzt.

Vielen Dank für die Bereitstellung Deiner Arbeiten und das hosten auf GitHub dieser.

Edit: Der Link auf Github ist nicht richtig. Ein Klick verlinkt auf uns hier.

Mdann · 2. September 2022

Zitat von DoXer

Verstehe ich es richtig, das man Deine Toll nur benöticgt, wenn man nicht madVR einsetzt.

Vielen Dank für die Bereitstellung Deiner Arbeiten und das hosten auf GitHub dieser.

Edit: Der Link auf Github ist nicht richtig. Ein Klick verlinkt auf uns hier.

ja das Tool brauchst du mit madvr nicht.

Das Tool ist nicht von mir, sondern nur die Scripte und Einstellungen.

Ich habe lange nach etwas gesucht, wie ich BT.2020 aktivieren kann und bin dann endlich über ColorControl gestolpert.

Keine Ahnung, wie das mit dem Link passiert ist ... gefixt!

Mdann · 3. Oktober 2022

Neue Variante, die jetzt komplett Frequenz, Bittiefe, HDR und Farbraum handhaben kann:

Code: display.lua

msg = require 'mp.msg'
utils = require 'mp.utils'
require 'mp.options'

local python = "C:\\Users\\User\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python38\\python.exe"
local csscript = "C:\\mpv\\display.py"

local options = {
    -- behavior
    enable = false,          -- enable or disable the functionality
    restore_fps = false,     -- enable to restore original fps after video ends
    pause_fps = 3,           -- time to pause while switching fps
    pause_cs  = 3,           -- time to pause while switching color space/bitwidth only
}

read_options(options)

local active = false
local hdron = false
local fps = 0
local orig_fps = 0
local display_fps = 0
local color = ''
local cs = false
local enable = false

function display_cmd(cmd, dopause, adjust)
    fps = math.floor(mp.get_property_number('container-fps', 0))
    display_fps = math.floor(mp.get_property_number('display-fps'))

    local pause = 0    
    
    -- if bt709 we only change if fps changes
    if adjust or fps ~= display_fps then        
        if dopause then
            mp.set_property_bool("pause", true)
        end    
        
        if fps == display_fps then        
            pause = options.pause_cs
        else
            pause = options.pause_fps
        end    

        local command = {
            python, csscript, cmd
        }
        local process = mp.command_native({
            name = 'subprocess',
            playback_only = false,
            args = command,
            capture_stdout = true,
            capture_stderr = true,
        })
        if dopause then
            print("switching to mode ".. cmd .. " pausing " .. pause )    
        else
            print("switching to mode ".. cmd )        
        end    
        
        if dopause then
            local time = mp.get_time()
            while time + pause > mp.get_time() and mp.get_property_bool("eof-reached") == false
            do end        
            mp.set_property_bool("pause", false)    
         end        
    else
        print("no need to switch modes")            
    end         
    
    return true         
end

function mode_bt2020(hz, dopause, adjust)
    if hz == 23 then return display_cmd("bt2020_23", dopause, adjust) end
    if hz == 24 then return display_cmd("bt2020_24", dopause, adjust) end        
    if hz >= 59 then 
        return display_cmd("bt2020_60", dopause, adjust)    
    end        
    mp.osd_message("bt2020 for ".. hz .. " not supported")    
    return false
end

function mode_hdr(hz, dopause, adjust)
    if hz == 23 then return display_cmd("hdr_23", dopause, adjust) end        
    if hz == 24 then return display_cmd("hdr_24", dopause, adjust) end        
    if hz >= 59 then 
        return display_cmd("hdr_60", dopause, adjust) 
    end
    mp.osd_message("hdr for ".. hz .. " not supported")    
    return false
end

function mode_bt709(hz, dopause, adjust)
    if hz == 23 then return display_cmd("bt709_23", dopause, adjust) end
    if hz == 24 then return display_cmd("bt709_24", dopause, adjust) end
    if hz == 25 then return display_cmd("bt709_25", dopause, adjust) end
    if hz == 30 then return display_cmd("bt709_30", dopause, adjust) end
    if hz == 50 then return display_cmd("bt709_50", dopause, adjust) end
    if hz >= 59 then 
        return display_cmd("bt709_60", dopause, adjust) 
    end
    mp.osd_message("bt709 for ".. hz .. " not supported")
    return false
end


function hdr_toggle()
    if mp.get_property("video-params/gamma") ~= "pq" then
        -- no hdr video
        return false
    end
    
    if hdron then
        hdron = false
        mp.command("apply-profile HDRnopass")
        if cs then        
            active = mode_bt2020(fps, true, true)            
        else 
            active = mode_bt709(fps, true, true)
        end
    else
        mp.command("apply-profile HDRPass")
        hdron = mode_hdr(fps, true, true)    
        active = hdron
    end
    mp.command("apply-profile reload")
end


function cs_start()
    enable = options.enable
    if string.find(string.lower(mp.get_property("path")), "kino\\") then    
        enable = true
    end
    
    -- get color space    
    while mp.get_property("video-params/primaries") == nil do
        local time = mp.get_time()
        while (time + 0.05) > mp.get_time() do end    
    end    
    
    color = mp.get_property("video-params/primaries")
    
    local time = mp.get_time()
    while    time + 5 > mp.get_time() and mp.get_property_bool("eof-reached") == false  do
        if mp.get_property_number('container-fps', 0) ~= 0 then break end
    end
    
    fps = math.floor(mp.get_property_number('container-fps', 0))
    display_fps = math.floor(mp.get_property_number('display-fps'))
    orig_fps = display_fps
        
    if color == "bt.2020" then
        cs = true
    end
        
    if enable == false then 
        return false 
    end
    
    local use_hdr = mp.get_property_bool('target-colorspace-hint')        
        
    if use_hdr then    
        hdron = mode_hdr(fps, true, true)
        active = hdron           
        return false
    end
    
    if cs then        
        active = mode_bt2020(fps, true, true)    
    else
        mode_bt709(fps, true, false)    
    end 
end


function cs_stop()
    if active then
        if options.restore_fps then
            mode_bt709(orig_fps, false, true)            
        else            
            mode_bt709(fps, false, true)            
        end
    end
end


mp.register_event("file-loaded", cs_start)
mp.register_event("end-file",cs_stop)
mp.add_key_binding("H", "hdr_toggle", hdr_toggle)

Alles anzeigen

das neue python script dazu:

Python: display.py

from pynput.keyboard import Key, Controller
from pynput import keyboard
import sys

kb = Controller()

def sendkeys(numpad):
    kb.press(Key.alt)
    kb.press(Key.ctrl)
    kb.press(keyboard.KeyCode(vk=numpad))
    kb.release(keyboard.KeyCode(vk=numpad))
    kb.release(Key.alt)
    kb.release(Key.ctrl)    


if sys.argv[1] == "bt2020_23":    
    sendkeys(0x61)
if sys.argv[1] == "bt2020_24":    
    sendkeys(0x62)    
if sys.argv[1] == "bt2020_60":    
    sendkeys(0x63)    
    
if sys.argv[1] == "bt709_23":    
    sendkeys(0x64)
if sys.argv[1] == "bt709_24":    
    sendkeys(0x65)
if sys.argv[1] == "bt709_60":    
    sendkeys(0x66)
if sys.argv[1] == "bt709_25":    
    sendkeys(0x67)    
if sys.argv[1] == "bt709_30":    
    sendkeys(0x68)    
if sys.argv[1] == "bt709_50":    
    sendkeys(0x69)

if sys.argv[1] == "hdr_23":    
    sendkeys(0x60)    
if sys.argv[1] == "hdr_24":    
    sendkeys(0x6A)    
if sys.argv[1] == "hdr_60":    
    sendkeys(0x6F)

Alles anzeigen

Screenshot für ColorControl:

~~Leider gibt beim Wechseln von 23.976Hz zu 24Hz einen Bug, weshalb man ebenfalls noch nircmd benötigt (z.B. in C:\Windows\System32).~~

~~Dieser Bug wird evtl. in der nächsten ColorControl Version behoben.~~

Der Bug wurde in Version 8.0.0.0 behoben

Optionen für BT.2020 bei 25Hz und 30Hz kann man selber hinzufügen, wenn man diese benötigt.

Edit: 09.10: In mode_hdr und mode_bt709 (lua) hat die Variable adjust gefehlt

Edit: 15.11. Workaround mit nircmd wurde entfernt, da der Bug in Colorcontrol behoben wurde

Mdann · 15. November 2022

Der Workaround mit nircmd wurde entfernt, da der Bug in Colorcontrol behoben wurde.

Ich habe deshalb den vorherigen Post geändert.

mpv: Colorcontrol (BT.709, BT.2020 HDR an/aus, Tone Mapping)

Worum geht es?

Color Control

Automatisierung mit mpv

Neue Einstellungen für den JVC

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