Коэффициент усиления (screen gain) и угол зрения (viewing angle)

Каждый экран имеет свой коэффициент усиления. У одних он выше, у других ниже. Большинство обычных белых экранов для домашнего кинотеатра имеют достаточно низкий коэффициент, равный 1,0–1,3. У некоторых современных серых (серебристых экранов) он вообще равен 0,8. В то же время на рынке появились производители, утверждающие, что их экраны имеют коэффициент 6,0 и даже 8,0. Для того чтобы разобраться во всем этом изобилии, нелишним будет узнать, что же это за загадочный коэффициент?

Коэффициент усиления — это показатель того, как хорошо экран отражает направленный на него свет, по сравнению с эталоном — «обычным экраном». Под обычным экраном в данном случае понимается простейший экран с белым матовым покрытием (matt white). Таким образом, экран с коэффициентом 1,5 будет отражать на 50% больше света, чем его белый собрат, а экран с маркировкой screen gain 0,8 вернет зрителю на 20% меньше света, чем все тот же стандартный экран. Коэффициент усиления измеряют строго перпендикулярно центру экрана. Если сдвигаться в сторону от перпендикуляра, видимая яркость экрана будет постепенно снижаться. Угол отклонения, при котором яркость упадет на 50%, называют углом обзора с половиной коэффициента или просто — углом обзора. Зритель, сидящий в этой точке, будет видеть изображение в два раза менее яркое, по сравнению со зрителем, сидящим в центре.

Коэффициенты усиления современных экранов сильно разнятся — от 0,5 и до впечатляющих показателей в 10,0–12,0. Откуда же берется столько лишнего света у экранов с высоким коэффициентом усиления, и куда он девается у экранов с низким? Ответ прост — свет никуда не девается, его количество остается неизменным. Все дело в том, как он распределяется — экраны с низким коэффициентом имеют более широкий угол обзора, и, наоборот — у экранов с высоким коэффициентом угол обзора достаточно узок. Другими словами, одни экраны отдают весь полученный свет на небольшое пространство перед собой, но за счет этого кажутся более яркими, другие распределяют свет равномерно, стремясь охватить большее пространство, и за счет этого теряют в яркости.

Так ли хорош высокий коэффициент усиления? Часто покупатель приходит к ошибочному мнению, что чем больше коэффициент усиления выбранного экрана, тем лучше — ведь высокий коэффициент означает более высокую яркость и как следствие возможность использовать экран даже при ярком освещении. Проблема в том что, несмотря на высокую яркость, такие экраны имеют свои недостатки. Расскажем о них поподробнее:

Во-первых, как уже говорилось, идет размен между коэффициентом отражения и углом зрения. Экран с коэффициентом 1,0 отражает свет практически во всех направлениях. Следовательно, зрительные места могут быть расположены практически где угодно, и все зрители будут видеть одинаково яркое изображение независимо от места посадки. При высоком коэффициенте усиления зрители, сидящие в центре, будут видеть наиболее яркую и впечатляющую картинку, в то время как сидящие сбоку получат низкокачественное изображение. Таким образом, высокий коэффициент усиления может наложить ограничения на количество зрительных мест вашего кинозала.

Во-вторых, экраны с высоким коэффициентом не передают красный, зеленый и синий цвета одинаково. Это может привести к возникновению сдвигов цвета, особенно заметных, если вы пройдете и посмотрите на экран с разных углов. Результат тот же — сидящие в разных местах зала зрители получают неодинаковую картинку.

В-третьих, у экранов с коэффициентом усиления больше 1,0 появляется так называемое горячее пятно (hot spot), то есть изображение в центре экрана получается более насыщенным, чем по краям. До порога коэффициента усиления в 1,3 это еще не очень заметно, а вот при коэффициенте выше 1,3 это может стать серьезной проблемой. Справедливости ради надо заметить, что эффект hotspotting становится заметным при проецировании изображения на экраны с высокой отражающей способностью с помощью CRT-проекторов. Проекторы, основанные на технологиях LCD и DLP, могут быть использованы с экранами, поверхности которых характеризуются значительно большей отражающей способностью.

Необходимость в экранах с высоким коэффициентом усиления возникает при устройстве кинотеатра в помещениях с неполным контролем над освещенностью, в аудиториях, конференц-залах — словом, в тех случаях, когда возникает необходимость сильно увеличить яркость изображения и есть возможность расположить зрителей в пределах небольшого угла обзора. Тем не менее для достижения оптимального качества при просмотре видеофайла в среде домашнего кинотеатра предпочтение лучше отдать экранам с низким (0,8–1,3) коэффициентом усиления.

Какие они бывают...

Стационарные и мобильные

Здесь все ясно из названий — стационарные экраны устанавливаются «раз и навсегда», натягивают на раму или «прячут» в тубус, из которого «вызывают» на время показа. Тубус легко замаскировать драпировкой или спрятать в нише под потолком — дизайнерским фантазиям есть где разгуляться. Такие экраны бывают механические или электрифицированные (моторизованные). Развернуть (или свернуть) экран нажатием клавиши на пульте и проще, и эффектнее, и, естественно, дороже.

Мобильные полотна тоже могут существенно различаться, но цель конструкции всегда одна — обеспечить быстрое разворачивание/сворачивание и удобство транспортировки. Механизмы растяжки экрана те же, что и для стационарных: в тубус его скручивают после работы, на раму натягивают перед началом. Отражающее мобильное полотно устанавливают либо на одну треногу, либо на две стойки. Просветное — только так, чтобы тренога не бросала на него тень, то есть между двумя стойками по краям или на сборную раму.

Ассортимент стационарных экранов намного богаче, «виной» тому — популярность домашних кинотеатров и достойно оборудованных переговорных комнат или демозалов.

Жесткие и мягкие

Жесткий материал экрана используют для создания стационарных экранов. Основой жестких полотен служат разного рода пластики. Мягкие материалы экранов принято делить на армированные и неармированные. К армированным относят материалы на основе стекловолокна, на которое обычно наносят слой винила. Неармированные экраны состоят, как правило, из одного винила. Отличие армированных и неармированных материалов в том, что для достижения абсолютно плоской поверхности первые достаточно только утяжелить снизу, а вторые необходимо растягивать со всех сторон. Для создания плоской поверхности с неармированными полотнами обычно используют петлевые системы натяжения. Конечно, стационарный экран с жестким полотном более надежен и долговечен, но в то же время требует достаточно много места. Преимущество портативных и сворачиваемых экранов в том, что они позволяют экономить место и не вносят существенных изменений в интерьер помещения.

Плоские и вогнутые

Для чего экраны делают плоскими, в общем-то понятно, а вот для чего их делают вогнутыми? Дело в том, что проекционное устройство можно считать точечным источником света по отношению к большому экрану, поэтому края изображения оказываются немного хуже освещенными и слегка расфокусированными по сравнению с центром (вследствие большей удаленности от источника). Вогнутый экран устраняет этот незначительный дефект. Кроме того, вогнутые экраны позволяют значительно увеличить коэффициент отражения экрана (вплоть до 10—13). Такие показатели будут востребованы в условиях яркого освещения, например при использовании экрана на улице или в витринах магазинов.

Отражательные и просветные (рирпроекционные)

Различие отражательного и просветного экрана в том, что при использовании первого проектор и зритель находятся по одну сторону экрана, а при использовании просветного экран находится между зрителем и проектором, зритель видит свет не отраженный от экрана, а преломленный им. Просветные экраны так же, как и отражательные, бывают жесткими и мягкими. Жесткие обычно имеют коэффициент усиления 2,0—3,0 и пропускают до 80% светового потока, мягкие пропускают только 50% света при коэффициенте усиления около 2,0, зато они легко сворачиваются и достаточно легкие. Структура полотна просветного экрана значительно сложнее, чем у проекционного. Обычно используются материалы, состоящие из различного рода линз. В топовых моделях различных фирм, как правило, используются линзы Френеля. При заманчивых достоинствах просветной системы (проектор скрыт за полотном, изображение — яркое) нужно понимать, что для размещения проектора или всей системы необходимо специальное место (например, ниша в стене). Часто вместе с просветными экранами используют систему зеркал, позволяющую сократить расстояние от экрана до проектора в 3—5 раз и таким образом сэкономить полезное место.

Акустически прозрачные

Нельзя не упомянуть об экранах, которые свободно пропускают звуковые волны — акустически прозрачных экранах. Эти занимательные устройства, скрывая за собой колонки, не препятствуют распространению звука в помещении. Эффект акустической прозрачности достигается за счет перфорации экрана. Диаметр и частоту расположения отверстий рассчитывают так, что они практически не влияют на качество изображения.

Серые и белые

Существует два вида материалов, широко используемых для экранов домашнего кинотеатра. Первый — традиционный белый, на протяжении многих лет считавшийся единственно возможным цветом экрана, второй — светло-серый. Концепция серого экрана впервые была представлена компанией Stewart Filmscreen с выпуском их экрана Grayhawk в 2001 году. С этого времени серые экраны стали чуть ли не более популярны, чем белые.

Серые экраны часто называют высококонтрастными. Неудивительно, ведь сделав покрытие экрана серым, а точнее серебристо-серым, специалисты компании Stewart ставили своей целью увеличить контрастность цифровых проекторов при использовании их в частично затененных помещениях. Экран серого цвета более устойчив к посторонним источникам света. Кроме того, серебристый цвет экрана способствует более глубокой передаче черного цвета, в то время как белый цвет остается достаточно ярким. Результатом всего этого и является значительное увеличение контрастности.

Справедливости ради стоит отметить, что в 2001 году, когда серые экраны впервые появились на рынке, контрастность видеопроекторов оставляла желать лучшего, поэтому приветствовались любые способы ее улучшить.

За последние три года контрастность видеопроекторов значительно повысилась. На сегодняшний день топовые модели проекторов показывают результаты 3000:1 и выше. Появляются мнения, что современные высококонтрастные проекторы не оставляют шанса на выживание серым экранам. Позволим себе не согласиться с этим. Действительно, высококонтрастные проекторы в случае применения их в помещениях с полным контролем освещения лучше использовать с белыми экранами. Но ведь полный контроль над освещенностью подразумевает не только возможность выключить весь свет и завесить окна. Нужно учитывать еще и блики от светлых и блестящих поверхностей. Конечно, если вы планируете устраивать кинотеатр в комнате с черной мебелью, стенами, полом и потолком, а при просмотре не оставлять включенными никакие источники света — тогда вам несомненно нужен именно белый экран. Однако далеко не все владельцы домашних кинотеатров могут позволить себе отвести под кинотеатр отдельную комнату. Часто проекторы устанавливают в гостиных, комнатах отдыха, спальнях и т.п. В такой ситуации, даже если свет полностью выключен, экран отбрасывает блики на светлые и блестящие поверхности, и лучшим способом справиться с ними будет серый экран. Он не так привередлив к боковым источникам света и позволит добиться более глубокого уровня черного цвета при показе видео.

Дорогие и не очень...

Часто бывает так: покупатель, выбирая экран для домашнего кинотеатра, находит несколько практически идентичных моделей. Вроде бы и материал один и тот же, и конструкция одинаковая... Разница только в цене. Естественно, в такой ситуации встает вопрос: а есть ли разница в действительности? Или это всего лишь хитрый коммерческий ход? Опыт показывает — разница есть! И вот в чем.

Разрешение. В это трудно поверить, но профессиональные экраны класса high-end действительно могут улучшить разрешение проектора и сделать изображение более детализованным и четким по сравнению с практически такими же моделями классом пониже.

Яркость/коэффициент усиления. Экраны очень сильно различаются в своей способности отражать свет. Теоретически эта их способность находит свое отражение в коэффициенте усиления экрана. Но практически мы часто видим, что из двух экранов с одинаковым коэффициентом картинка на одном более яркая и насыщенная.

Контраст. Многие покупатели считают, что высокая контрастность является одним из самых важных показателей при покупке проектора, однако не многие знают, что выбор экрана может сильно повлиять на этот показатель. Правильный подбор экрана с учетом условий освещения, типа проектора и желаемого результата может значительно улучшить контрастность изображения.

Цветопередача. Экран не должен привносить свой цвет в изображение. У некоторых экранов это особенно заметно — изображение явственно «сползает» в тот или иной цвет. Качественный дорогой экран передает цвета такими, какими их показывает проектор.

Качество сборки. Особенно важно для мобильных экранов и экранов, которые имеют движущиеся части — электроприводы, систему масок и т.п.

Основные типы покрытий для проекционных экранов

Матово-белое покрытие на текстильной или виниловой основе (matt white)

Белое матовое покрытие — это стандарт, с которым сравниваются все другие покрытия. Оно состоит из матового винилового слоя, нанесенного на текстильную основу. В качестве основы используется стекловолоконная ткань, обеспечивающая жесткость и сохраняющая плоскую форму. Белое матовое покрытие рассеивает попадающий на него свет одинаково во всех направлениях. Поэтому изображение, демонстрируемое на таком экране, видно при широком угле обзора. Такое покрытие обеспечивает хорошую цветопередачу и прекрасную четкость изображения благодаря своей гладкой поверхности. Рекомендуется для экранов, используемых с проекторами, имеющими высокий световой поток.

Серебристое (серое) покрытие (silver screen)

Серебристое матовое покрытие содержит алюминиевый порошок или подобные вещества. Позволяет увеличить контрастность изображения и усилить глубину передачи черного цвета за счет более темного (по сравнению с белыми экранами) цвета фона, на который проецируется изображение. Хорошо подходит для помещений с недостаточным контролем над освещенностью.

Бисерное покрытие (beaded screen)

Бисерное покрытие изготавливают путем нанесения на белый матовый материал микроскопических стеклянных бисерин сферической формы. Они отражают основную часть падающего на них света в направлении источника. В результате проецируемое на такой экран изображение оказывается заметно ярче, если смотреть на него под прямым углом. Поскольку эти экраны отражают свет в направлении источника, их не следует использовать с проекторами, закрепленными под потолком. Экраны с бисерным покрытием допускают более яркое освещение в помещении, так как обычно имеют коэффициент усиления 2,0 и выше.

Как вычислить размер и положение экрана?

• Зрители должны располагаться от экрана на расстоянии, равном 1,5–2,5 ширины экрана. В этой зоне ширина изображения представляет собой нижнюю сторону треугольника, вершиной которого является кресло зрителя, а угол, противолежащий этой стороне, находится в пределах 28–53 градусов по горизонтали. Такой размер изображения достаточен для создания ощущения нахождения в настоящем кинотеатре.

• Глаза зрителя должны находиться на уровне горизонтальной линии, отделяющей 1/3 экрана от нижней его части.

• После выбора нужного формата высота экрана определяется как производная от его ширины.

Форматы экранов

Формат экрана выбирают в зависимости от того, какое изображение вы собираетесь на нем смотреть. Основные форматы изображений приведены ниже.

Если предполагается использование сразу нескольких форматов, они все должны быть учтены при расчете высоты экрана. При этом следует выбрать экран, имеющий наибольшую высоту, что подойдет для всех используемых форматов.

Наиболее известные форматы изображений:

1. Квадратный — 1:1.

2. Видео — 4:3 или 1.33:1.

3. Формат 35-мм слайдов — 3:2 или 1.5:1.

4. Формат телевидения высокой четкости (HDTV) — 16:9 или 1.78:1.

5. Широкоэкранное изображение — 1.85:1.

6. Кинематографический формат — 2.35:1.

Большинство моделей изготавливаются форматами 1:1, 4:3, 16:9 или 2,35:1.

Модели с форматом 1:1 подходят для большинства приложений. Они наиболее универсальны и могут быть приспособлены для работы с широким спектром проекционного оборудования, поддерживающего формат от квадратного до кинематографического путем изменения их вертикального размера.

Модели формата 16:9 так же, как и предыдущего, подходят практически для всех форматов изображения.

Экраны видеоформата (4:3) предназначены для использования с видеопроекторами. Поскольку формат этих моделей жестко определен, то их номинальный размер часто определяют размером диагонали.

Вернуться на главную страницу