抗光幕背后,哪些隐秘的神技

那山那水 2017-08-31

    一个好的激光电视系统,离不开一张好的抗光幕——那些所谓的“无屏”概念、所谓的“墙壁上的300英寸巨幕”,在专业玩家眼里都是“耍流氓”。那么抗光幕到底有何神奇之处呢?

    为何我们需要抗光幕

    抗光幕真的很重要!原因非常简单,那就是我们的激光电视需要在光照条件下使用。而光照环境,会显著影响画面对比度的“生成”。

    首先,很多消费者对投影机显示系统的第一关注点是亮度。笔者不认为这个理解有何问题。因为投影机的亮度,不仅事关产品应用效果,也与价格成正比关系。但是,对于大多数在3000-4000流明的家用投影和激光电视而言,亮度其实是“不变量”。

抗光幕背后,哪些隐秘的神技

    更为重要的是,一个好的画面,关键元素是什么呢?是色彩和对比度——而不是亮度。即投影机不是电灯,他的核心不是照明。投影机之所以在乎亮度,主要是因为“亮度包含了对比度所需要的最核心能量”。

    不过,对比度却又不完全取决于亮度。因为对比度是“亮和不亮”的比之。在黑暗环境中,这个“不亮”的水平由投影机决定。在有照明的环境中,这个“不亮”的水平则主要受到环境光亮度的影响。

    正常情况下,室内亮度,包括天然照明和人工照明的情况,不会低于100流明。更多时候可以达到200流明,乃至更高。这就相当于,在投影屏幕上,时刻有一个至少100流明的亮度(无论是大画面投影,还是小画面投影,这个亮度值不变)。对于只有3000流明亮度的投影机,即便投射60英寸的“小屏幕”,这也意味着最终对比度难以达到30:1。

    以上案例是很多投影应用,在光照环境中,画面呈现整体“灰白”效果,没有层次感,更没有色彩艳丽感的原因。但是,如果使用的投影屏幕是“抗光幕”,那么环境光中的亮度,就会大部分被吸收掉——100流明,可能只有30流明或者5流明被反射出来。再加上人眼自身的瞳孔调节作用和光强敏感度的变化,投影画面就能显示“纯纯”的黑色。

    所以,用最简单语言描述选择抗光幕的原因就是:好的投影系统看的就是对比度、好对比度由环境光和对环境光的处理决定。而抗光幕的工作就是“处理环境光”。

    高科技的抗光幕,门道只有两个

    抗光幕几乎是激光投影机实现电视化显示效果的“关键”所在。那么抗光幕是如何工作的呢?

    首先,“吸收”是最基本的抗光手段。现在市场所有的抗光幕都是“深色系”的。更深的颜色意味着对光线更多的吸收能力。更强大的吸收,也意味着更少的反射,也就形成了更为鲜明的对比度效果。

    从这个角度看,所有的深色幕都可以成为抗光幕。但是吸收技术有一个悖谬:即100%吸收的技术,同时导致画面亮度为零。而投影幕是靠反射光线成像的。这决定了不是没有更好的吸收材料和技术,而是抗光设计中的吸收效果不能“太高”。——不能为了黑色的美,而彻底牺牲白色的美。要给画面留出足够的亮度。

    这一悖谬也就决定了单纯靠吸收手段的屏幕,抗光效果要大打折扣。

    第二,光学反射是重要的抗光手段。在激光电视中,投影机使用反射式短焦镜头。投影机的投射光线与屏幕的夹角很小。另一方面,环境光或者来自于屋顶的照明、或者是窗户的阳光,以及屋内的漫反射。这些光线,大部分与投影屏幕呈现很大的夹角,甚至有三分之一的能量与屏幕几乎垂直。

    利用投影的光线与环境光线对于投影屏幕的不同夹角,投影幕可以设计独特的光学结构——这个结构主要将与投影光线方向相反的环境光完全反射到成像视角之外,同时把与屏幕角度接近垂直的大部分环境光也反射到成像视角之外。进而,为成像视角留下高对比度的清晰画面。

抗光幕背后,哪些隐秘的神技

    利用反射技术对抗环境光,有几个先决条件:第一,投影光线必须和环境光线的方向、角度差距大一些,这样才能设计出高效率的反射镜面。这一点决定了,反射式抗环境光在长焦投影工程中应用的意义不大。第二,屏幕反射镜的结构和投影机的投射角度拥有匹配性,即安装过程中需要严格按照设计规范摆放屏幕和投影机相对位置。第三,对于更大的投影画面,短焦镜头很难保持“足够小的投影光线与屏幕夹角”。即这种靠反射技术的光学抗光幕,在大尺寸投影方面有应用障碍——虽然这个障碍不是投影幕造成的,而是投影镜头的设计造成的。

    第三,菲涅耳仿生结构的抗光幕。一款抗光幕同时应用了吸收和光学反射之后,它对抗环境光的效果已经不错。不过,这并不意味着抗光幕不可以做的更为精细。

    一般的反射式抗光技术,整个屏幕采用单一形状的反射结构。而高档菲涅耳仿生结构,采用更多的、按照屏幕与投影机不同角度位置变化而重新设计的抗光结构。这种设计的屏幕,画面效果会更好。不过其也有缺点:一方面,这种幕布的制造成本更高;另一方面,一旦投影机位置或者画面尺寸变化,都意味着抗光幕可能要重新设计光学结构。

    第四,抗光幕如果采用了光学反射技术,那么他就会有更为明确的“分辨率”概念。尤其是对于4K画面的显示,要求抗光幕的每个反射结构更为小巧精致,以保证每一个像素的显示效果。

    第五,如果抗光幕采用了光学反射技术,那么这种幕布一般是硬幕,而不是软幕。硬幕在显示上还有“画面平整度”更好的特点。但是,硬幕的移动、搬运的便捷性也要打折扣。

    综上所述,抗光幕的核心抗光技术无外乎吸收涂层和光学反射结构两种。一般激光电视用抗光幕要求同时采用这两大技术。且最好光学结构的设计具有依据入射画面光线角度的多种独立设计。

    抗光幕如此重要,市场中难免有乱象

    对于一个激光电视系统,抗光幕是重要的组成成份。仅从成本看,一张好的100英寸抗光幕亦需要5000-7000元。且随着尺寸的增加,产品售价上涨明显。

    正因为,抗光幕售价不菲,一些商人也打起了歪主意。市场常见的抗光幕问题主要有:以单纯深色幕布抵充抗光幕;或者以单纯的只有吸收涂层的幕布抵充高品质抗光幕。对此,消费者需要认准“光学抗光幕”的概念,在选购上,也不能单纯贪图便宜。且购买激光电视最好选择那些标配了抗光幕的品牌产品。后者有助于消费者得到销售商的更好的服务:在安装时悉心调教屏幕和投影机的位置与画面。

    总之,激光电视应用和传统投影显示的一大关键差别就在抗光幕的“标配”上。从这个角度讲,激光电视绝不是简单的“无屏”概念——它真的需要一张高水平的屏幕,才能配得上电视二字,才能在光照条件下依然画面清晰、色彩美丽。

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