解读家庭影院投影幕性能及应用

 
     大家在选购家庭影院投影幕的时候，都会发现几乎所有品牌的家庭影院投影幕都会给出两个基本的光学参数，就是增益与可视角度。这两个参数会直接影响投影画面的成像品质，是家庭影院投影幕的两个关键因素。以下我们先从增益与可视角度两方面出发，了解投影幕最基本的性能指标。

      增益实际上是用来衡量幕布反射投影光线效率的物理量。它的制定是非常严格的，首先以镁碳酸盐涂布料作为标准参考涂料，在中心视角测量其反射光的光强量A，并设定A为标准参照值。然后再将投影幕在相同条件下的测量结果定为B，B/A的比值就是投影幕的增益值。如果某投影幕的计算比值为1.0，就称为增益值是1.0，表示这款投影幕的光强反射量与标准参考涂料所反射出来的数值是一致的。虽然比值是没有负数的，但是常规厂家会把计算出来的比值小于1.0的数值视为负增益。与之相反，大过1的比值，则称之为正增益。通常情况下，增益为1的投影幕属于完全漫反射的投影幕，能把各个方向投射进来的光线均匀扩散出去，拥有极为广阔的可视角度。另外，由于观看习惯的问题，人们通常称增益在1.5以下的投影幕为低增益投影幕，1.5以上的投影幕为高增益投影幕。但必须注意不要混淆负增益与低增益，不是所有低增益的投影幕都是负增益的。
      可视角度实际上是与增益息息相关的同样是衡量投影幕特性的概念，也是与投影幕反射光光强度紧密相连的参数。可视角度根据观看位置的不同可以分为水平可视角度与垂直可视角度。一般情况下，由于我们观看的时候垂直视角上的变化不大，因此通常着重强调水平视角的范围。在水平视角方面又可以分为最大可视角度、半值视角、1/3视角。所谓最大可视角度就是屏幕反射光衰减到0时与峰值位置之间的夹角。而半值视角则为屏幕反射光衰减到一半时与峰值位置之间的夹角，1/3视角则为屏幕发射光衰减到1/3时与峰值位置之间的夹角。大部分高端的投影幕厂家都会给出半值视角的大小，半值视角范围可以认为是最佳的观赏区域。而部分中低端投影幕厂家却往往只给出最大可视角度，这种情况下，大家最好咨询厂家相应的半值视角的数值。
      增益与可视角度之间的关系是相对的，增益越小，可视角度就越大。相反，增益越大，可视角度就越小。例如增益为1.0的投影幕能将入射光均匀地向各个方向反射，从不同角度观看都能得到同样的光强度值，而高增益的投影幕只会向轴向区域集中反射，偏离了这个区域，光强度值会急速下降。当投影机本身的输出亮度不能满足大尺寸投影幕的观看要求时，或者观看3D投影的时候，都需要使用较大增益的投影幕，这时只能牺牲一部分的可视范围，而对于一部分超高增益的投影幕往往会导致画面中间亮、四角暗的现象。不过，增益较高的幕布虽然在可视范围上受到一定限制，但是也因此具备了较强的抑制环境光线对投影画面所产生的影响。
      根据观看距离与投影幕尺寸之间的联系来选择投影幕
      观看距离与投影幕的尺寸之间是有一定关系的，这也是不少朋友在建立家庭影院系统之初最头痛的地方。因为只有先确定观看位置与投影幕的位置，才能进一步考虑其他因素。可视角度可以通过数学计算转化为观看距离与投影幕宽度的关系，假设观看距离与屏幕宽边的比值为A，可视角度为α，则两者之间的关系为A=1/2tgα/2。
      国际上两大知名影音机构THX与ISF在关于观看距离与投影幕尺寸之间的关系方面都有相应的推荐值。THX建议在观看16:9高清节目时，最小的可视角度为28°，理想的可视角度为40°，而观看2.35:1高清电影时，理想的可视角度为52°。ISF则建议20/20视觉敏锐度(视力优秀)的观众在观看16:9高清节目时的可视角度为33°，标清节目时可视角度为25°。换言之，THX推荐在观看16:9高清节目时，理想状态下A为1.37，而观看2.35:1高清电影时，理想状态下A为1.03。而ISF则为观看16:9高清节目时，理想状态下A为1.69，观看4:3标清节目时，理想状态下为2.26。
      总的来说，观看16:9高清节目时的推荐值：观看距离与投影幕的宽度之比在1.37～1.69之间，取平均值，可以认为是1.5，这也是笔者所推荐的。不过1.5只是理论值，实际过程中，还需要考虑一定的主观因素。人在观看投影幕上的物体时，对眼睛负担最大的是水平方向上物体左右移动的影像。离投影幕的距离越近，人的视觉感受就越强烈，但眼球左右运动的频率相对变得越快，幅度也越大，对眼睛的负担就更重。如果这种负担超过一定限度，就会引起眩晕、呕吐等严重的生理不适症状。因此，我们建议用户首先选择1.5倍屏幕宽度的距离进行观看，若无感觉到不良反应就向前移动。如果一开始就感觉到不适应，那么就得向后移动，直到没有眩晕感为止。若在1.5倍屏幕宽度的距离下无法放置座位，请缩小投影幕的尺寸，以达到1.5的标准，再进行自我测试及调整，最终获得最佳的观看距离。不建议先定距离再选择投影幕，因为这将无法获得最大的使用尺寸。
      关于家庭影院投影幕的类别，可以根据不同的类别进行区分，对于刚刚入门的家庭影院爱好者而言实在是非常复杂的，主要包括显示比例、幕料材质、反射特性、安装方式等等。实际上，这也是因为在投影幕从专业电影院转变进入家用领域的市场，根据家居环境与电影院环境的不同，以及为了适应家庭影院投影机的不断发展而演变而成的。对于一般具备完善遮光的环境，观看普通2D全高清影片时选择16:9框架式的白幕是最为常见的，不过如果遇到其他情况，就需要选择其他类型，以达到最佳的效果。
      目前家庭影院市场上最流行的三种显示比例的投影幕分别是16:9、4:3以及2.35:1，其中16:9已经成为主流。主要是因为16:9已经成为高清电视以及部分电影的显示规格，更为重要的是绝大部分家庭影院投影机的显示芯片都是采用16:9显示比例的规格。而4:3显示比例的投影幕在家庭影院领域的使用频率远没有在商用、教育等专业领域多，但是由于目前主流的电视广播规格还是停留在4:3的标清水平，对于经常观看电视节目的朋友来说，4:3的投影幕也非常适合。2.35:1的投影幕是一种宽视角的显示比例，常见于电影的制造上，因为2.35:1的投影幕主要是为了满足那些观看2.35:1电影大片的朋友而专门推出的。另外值得一提的是，16:9与2.35:1的投影幕完全可以通过电动遮幅装置或者简单的手动遮幅装置来实现不同比例的投影幕，所以用户可以根据环境的不同去选择合适的投影幕，例如房间属于扁长型，选择2.35:1的投影幕就可以拥有更高的利用率，如果是高窄型，可能选择4:3会更合适。
      按照投影幕结构或安装方式的不同，家庭影院投影幕可以分为框架幕、电动幕、手拉幕和地拉幕。框架幕是家庭影院中使用最为广泛的种类，因为这种类型的投影幕是采用四周拉伸固定幕布的，即使长时间使用都不会出现皱褶的情况，同时四边往往会采用黑色吸光绒布，具备相当强的实用性。但是框架幕也有不足之处，毕竟长时间让幕布暴露在外，存在防尘性较差的问题，建议搭配活动窗帘来遮挡。电动幕和手拉幕属于同一类型的投影幕，采用从上而下的拉伸，不同的是电动幕采用的是电动拉伸的方式，而手拉幕则是采用手动拉伸的方式。电动拉伸能保证幕布在拉伸过程中的平稳性，以避免褶皱等不良现象的出现。电动幕又分为拉线幕和非拉线幕，前者能通过拉线来调整幕布的平整度。地拉幕是一种由下往上拉的幕布，方便用户经常移动使用，但因此也限制了尺寸，通常只能在100英寸以内。这三种类型的投影幕均可卷缩隐藏起来，拥有极高的环境适应性，也非常适合在家庭环境下使用。
      家庭影院投影幕根据投影光线成像的方式不同可以分为正投幕与背投幕两大类。正投幕属于反射型幕布，通过反射投影机光线来成像，由于投影机与观众是在投影幕的同一侧，空间利用率更高，较常用在家庭环境之下。而背投幕属于透射型幕布，投影机和观众是在投影幕的两侧，几乎不会受到周围环境光的干扰，不过要使用的环境空间较大，并不适宜在普通家庭中使用。
      而在正投幕部分再进行细分，也可以分为透声幕与非透声幕，前者能够传递声音，以便于声画一体化。透声幕也是电影院中所使用的投影幕类型。透声幕根据制作工艺的不同，还可以分为编织型与穿孔型两大类。穿孔型的幕料较容易因为光线通过小孔而出现干涉条纹，也就是大家所熟悉的摩尔纹，因此穿孔型透声幕对于制造工艺的要求更高。不过随着制造技术的不断提升，采用编织型与穿孔型透声幕在声音穿透性与画质表现方面的性能已经越来越接近。
      在正投幕之中，按照反射光路的区别又可以分为回归型(Retroreflective)与反射型(Reflective)两种。回归型是指投影幕将入射光线向投影机的方向集中反射，入射光线与反射光线之间并没有夹角。这类型的投影幕只适合用于水平投射方式。反射型则是入射光线投射在投影幕后，会出现一定的折射角。这类投影幕则不能采用水平的投射方式，必须根据折射角的大小，选择吊顶或大角度的投射方式。
      最为复杂的幕料材质分类
      根据幕料来对家庭影院投影幕进行分类是最为复杂的，因为既可以按照幕料本身的颜色来分，包括白幕与灰幕两大类，又可以按照幕料的材质来区分，包括纺织物类、塑料类与金属类等。而白幕又可以分为增益在1.0左右的白塑幕以及增益在1.5以上的波珠幕。另外，灰幕方面也包括低增益的灰幕以及金属类的高能灰幕等等。因此，入门级的家庭影院爱好者面对琳琅满目的家庭影院投影幕种类之时，往往实在是不知道如何是好。
      实际上，针对不同的环境与使用要求，我们可以选择合适的幕料。在遮光完善的情况下，同时搭配使用的是性能较强的全高清家庭影院投影机，白塑幕是不错的选择。因为白塑幕的增益在1.0，不会受到较窄的可视范围的限制，再加上白塑幕本身具备准确的色彩还原能力，能够充分体现出投影机本身的性能，不会改变色彩平衡，不会影响黑白过渡。如果遮光条件不佳，又或者投影机本身的黑位表现一般，此时灰幕是不错的选择。灰幕最初诞生就是为了增加投影机的对比度而设计的，同时也带有一定的环境光抑制能力。不过灰幕最大的问题是带有一定程度的色染现象，用户可以通常对投影机的色彩进行重新校正以获得理想的色彩效果。而高增益的金属幕与波珠幕则是应对对光要求较高的3D家庭影院投影机的好办法，但是高增益会带来较大的视角范围的损失，大家在使用的时候应该按照环境的实际情况来选择合适的增益，通常情况下增益在1.5～3.0之间较为理想。
      以上为关于家庭投影幕的基础性介绍，让各位刚刚踏入家庭影院或者想进入家庭影院的朋友对家庭影院投影幕有一个大概的了解。如果想获得更详细的了解，在以后的特别策划之中，我们将会对家庭影院投影幕进行更加深入的摸索与探讨，特别是在3D家庭影院投影高速发展之际，如何针对主动式快门3D技术以及被动式偏振3D技术的特点，选择合适的投影幕做出深层次的研究。