La calibration n'est pas une affaire d'impression subjective. C'est un processus scientifique, basé sur des outils de mesure professionnels, une sonde colorimétrique et un logiciel d'analyse comme CalMAN par exemple. Chaque paramètre est mesuré, comparé à une valeur de référence, puis corrigé avec précision. Il est d'ailleurs important de souligner qu'une application smartphone, aussi sophistiquée soit-elle, ne peut en aucun cas se substituer à une sonde colorimétrique professionnelle. La qualité du capteur, la précision des mesures spectrales et la profondeur du logiciel d'analyse sont sans commune mesure.
La température de couleur est l'un des réglages les plus critiques. Elle définit si l'image tire vers le chaud (jaunâtre) ou vers le froid (bleuté). La norme internationale est fixée à 6 500 Kelvin, notée D65. La quasi-totalité des téléviseurs sortent d'usine avec une balance des blancs trop froide, qui donne une impression de modernité mais trahit toutes les teintes de peau.
La courbe gamma (ou EOTF en HDR) détermine la façon dont chaque niveau de luminosité est reproduit, des noirs profonds aux hautes lumières. Une courbe mal ajustée écrase les détails dans les ombres ou les brûle dans les hautes lumières. Après calibration, chaque nuance de gris, du plus sombre au plus clair, est restituée là où elle doit se trouver.
La colorimétrie concerne la précision des couleurs primaires et secondaires. L'espace colorimétrique de référence pour la télévision haute définition est le BT.709, celui du cinéma HDR le DCI-P3. Une TV non calibrée présente systématiquement des primaires décalées, ce qui se traduit par des rouges trop agressifs, des verts trop acides ou des bleus trop denses. Après calibration, les couleurs correspondent exactement au gamut de référence.
La balance des niveaux RVB sur l'échelle de gris analyse si les trois canaux rouge, vert et bleu restent équilibrés à tous les niveaux de luminosité, des ombres aux hautes lumières. Un déséquilibre se traduit par une dérive colorimétrique qui change selon la luminosité de l'image, rendant certaines scènes froides et d'autres chaudes de façon incohérente.
Enfin, le delta E (ΔE) est l'unité de mesure de l'erreur colorimétrique. Un ΔE supérieur à 3 est considéré comme perceptible à l'œil nu. Sur un téléviseur non calibré, il n'est pas rare de mesurer des écarts de 5 à 10 sur certaines couleurs. Après une calibration professionnelle réalisée avec rigueur, ces écarts descendent en dessous de 1, c'est-à-dire sous le seuil de perception humaine.