Полотна для экранов
от компании Draper


Содержание

Введение

Мы продолжаем серию статей про материалы, используемые при изготовлении рабочих поверхностей проекционных экранов. В предыдущих статьях мы рассмотрели материалы компаний Projecta [1] и Stewart Filmscreen [2]. Героями данной статьи стали пять материалов от компании Draper [3].

Обзор литературы

Приведем заявляемые производителем характеристики материалов [4, 5, 6, 7] (с минимальной редакцией):

Fiberglass Matt White, AT1200, High Contrast Grey — отражающая поверхность на тканной текстильной основе. Материал удобно подвешивается, его поверхность выглядит абсолютно плоской благодаря жесткой, прочной и утяжеленной основе.

HiDef Grey и Cineflex — эти экранные материалы состоят из винила без основы, которую требуется натянуть, чтобы обеспечить необходимую плоскость.

Подробнее про каждый материал в отдельности (в скобках приведены используемые в дальнейшем сокращения):

Gain Fiberglass Matt White (FMW) — виниловая матово-белая поверхность с основой из переплетенного стекловолокна. Рассеивает свет от проектора по всем направлениям, поэтому допускает просмотр под любым углом. Рекомендуется использовать с любыми яркими проекторами. Не рекомендуется использовать в условиях внешней засветки. Коэффициент усиления равен 1.

AT1200 (AT) — инновационный универсальный акустически прозрачный материал. Он плетеный, а не перфорированный, за счет чего уменьшаются потери света и четкости изображения. Это революционное достижение позволяет зрителю (и слушателю) располагать центральный громкоговоритель прямо за экраном, что является оптимальным местом для наиболее адекватного воспроизведения звука. Имея более 76 тысяч микропор на квадратный фут, этот материал обладает теми же характеристиками звуковой прозрачности, что и высококачественный материал, применяемый в грилях акустических систем. Отражающие свойства аналогичны материалу Fiberglass Matt White. Возможные размеры — до 6 на 8 футов или 10 футов по диагонали. Не рекомендуется для экранов шириной менее 80 дюймов (203 см), если используется LCD- или DLP-проектор (видимо, чтобы не было интерференции с пиксельной структурой — комментарий наш).

Gain HiDef Grey (HDG) — материал серого цвета для фронтальной проекции, который обеспечивает более высокую контрастность и глубину черного, чем обычные материалы. Пониженный коэффициент усиления позволяет использовать совместно с современными яркими проекторами. Серый цвет поверхности допускает больший уровень внешней освещенности в аудитории, чем обычные покрытия.

Gain High Contrast Grey (HCG) — материал с серой поверхностью обеспечивает высокую четкость, улучшает глубину черного без ущерба для отображения белого и светлых оттенков изображения. Серый цвет поверхности допускает больший уровень внешней освещенности в аудитории, чем обычные покрытия. Имеет коэффициент усиления 0,8, что позволяет использовать его совместно с современными яркими проекторами.

Gain Cineflex (CF) — виниловый материал для обратной проекции нейтрально-серого цвета. Обеспечивает высокое разрешение и отличную контрастность изображения даже в освещенном помещении. Совместим с любыми типами проекторов.

Для очистки всех перечисленных материалов производитель рекомендует использовать мягкую жидкость для мытья посуды, разбавленную теплой водой. В завершении необходимо промыть поверхность чистой водой и тщательно вытереть насухо, удалив все следы моющего средства.

Экспериментальная часть

Образцы материалов были предоставлены в виде кусков полотен размером примерно 20 на 25 см. Образец материала AT1200 был вклеен в черную картонную рамку. К сожалению, из-за разницы в размерах образцы полотен от Draper не удалось корректно сравнить с образцами от Projecta и Stewart Filmscreen, но в некоторых тестах для сравнения присутствует образец High Contrast S (HCS) [1] и просто листок офисной бумаги формата А4 (A4). В ходе тестирования образцы полотен попеременно закреплялись на плоской поверхности, после чего проводилась визуальная и аппаратная оценка характеристик.

При визуальном сравнении образцов определялось насколько бликует материал, а также заметность микроскопической неравномерности отражения (в отличие от материалов Stewart Filmscreen [2] в этих материалах не было яркоотражающих микровключений). Обе характеристики определяют минимальную дистанцию, на которой может располагаться зритель и проектор. В случае материалов с выраженным бликом проектор и зритель при заданном размере экрана должны располагаться достаточно далеко от экрана и в определенном секторе, чтобы с места просмотра блик (т.е. зона хорошего отражения) занимал всю или большую часть области проекции. В случае материалов с заметной микроскопической неравномерностью отражения зрителю желательно размещаться на таком расстоянии, с которого неравномерность не будет заметна.

Аппаратные тесты проводились с использованием узконаправленного датчика, измеряющего относительную яркость. Цель первого теста состояла в том, чтобы определить коэффициент отражения, а также full on/full off контрастность при

  1. условии хорошего затемнения и
  2. наличии посторонней засветки.

Материал размещался вертикально, а с расстояния примерно 1,2 м на него проецировалось поочередно белое и черное поле, для которых замерялась яркость. Использовался проектор Sanyo PLV-Z3 [8]. Центр проекции совмещался с центром экрана, экран был установлен перпендикулярно оси проекции. При выводе белого поля освещенность на плоскости материала составляла примерно 1600 люкс. Датчик направлялся в центр экрана примерно перпендикулярно его поверхности. Помещение, где проводилось тестирование, имело черные, не пропускающие свет шторы, вдоль одной стены, одну черную стену и две серых (одна — за проектором), черный пол и серый потолок. В первом тесте (хорошее затемнение) посторонний свет на образец мог попадать только из-за переотражения от стен и окружающих предметов. Во втором тесте (наличие посторонней засветки, примерно 16,5 люкс на плоскости материала) была включена половина люминесцентных светильников, расположенных на потолке.

В третьем тесте стенд с закрепленным датчиком и образцом материала поворачивали вокруг вертикальной оси так, что направление проекции составляло угол от 10 до 60 градусов с шагом 10 градусов от перпендикуляра к экрану, при этом датчик располагался на том же расстоянии, что и в двух предыдущих тестах и так же перпендикулярно поверхности экрана. Целью этого теста была задача определить, как материал подавляет боковую засветку.

Кроме того, каждый образец фотографировался при освещении вспышкой с фиксированной мощностью импульса с расстояния примерно 750 мм. Из центра фотографии вырезался сначала фрагмент 2500 на 2500 пикселей, а из его центра — фрагмент 300 на 300 пикселей. Для второго фрагмента рассчитывалась средняя яркость и стандартное отклонение. Первый параметр использовался для альтернативной оценки коэффициента отражения, второй — для оценки разброса яркости, возникающего при отражении света от мелких неравномерностей (микроблик). Кроме того, для оценки степени бликования рассчитывалось стандартное отклонение по площади первого фрагмента после его уменьшения до 300 на 300 пикселей. Разумеется, в рассчитываемом таким образом стандартном отклонении присутствует вклад неравномерности пропускания объектива и освещения вспышкой. Все измерения проводились с трехкратной повторностью. Приведенные ниже данные получены в результате усреднения.

Обсуждение результатов

Образец FMW представляет собой относительно толстый, плотный, жесткий и не тянущийся материал. С обратной стороны он черного цвета с проступающей фактурой переплетенной основы. Фронтальная сторона молочно белая с фактурой, напоминающей хаотично разбросанный волокна длиной 2-3 мм покрытые белым составом (может так оно и есть). Само покрытие не является матовым и имеет выраженный блик, видимая матовость формируется за счет микрорельефа поверхности.

AT — материал тоньше, чем FMW, но плотный, относительно жесткий и слабо тянущийся. Он сформирован переплетением крест-накрест по две нитки с промежутками примерно в нитку. Промежутки собственно и формируют акустическую прозрачность, это отличает данный материал от тех, в которых акустическая прозрачность достигается с помощью микроперфорации. Основа покрыта молочно-белым составом с обеих сторон. Видимых отличий между сторонами не выявлено.

HDG — тонкий, гибкий тянущийся материал с обоих сторон и на разрезе светло-серого цвета. Фронтальная поверхность гладкая, но не зеркально гладкая — сглаженный микрорельеф присутствует.

HCG — по механическим свойствам и строению материал напоминает FMW, только чуть тоньше и менее жесткий. С обратной стороны также черного цвета. Фронтальная сторона матовая светло-серая с неопределенным хаотичным микрорельефом дополненным диагональными микроканавками.

CF — тонкий гибкий тянущийся полупрозрачный материал светло-серого оттенка. Фронтальная сторона (обращенная к зрителю) матовая с едва выраженным микрорельефом. Обращенная к проектору сторона чуть менее матовая и на ней проступают блестящие микровключения.

В порядке увеличения степени бликования материалы можно расположить в следующий ряд:

AT < HCG < CF < FMW < HDG

То есть самым матовым материалом является AT, материалы HCG и CF с практической точки зрения можно назвать матовыми, FMW немного бликует, а HDG имеет выраженный блик. Мелкомасштабная неравномерность отражения (микроблик) сильнее всего выражена у FMW, слабее — у HCG. В первом случае ее не видно уже метров с двух, во втором — с 1,5 метра. Остальные материалы не имеют выраженного микроблика.

Фотографии образцов полотен. Слева — уменьшенный большой фрагмент фотографии, по которому проводилась оценка выраженности блика. Справа — фрагмент фотографии в масштабе 100%, по которому проводилась оценка степени искрения.

FMWFMW
FMW

ATAT
AT

HDGHDG
HDG

HCGHCG
HCG

CFCF
CF

Микроблик и блик
Рассчитанные по фотографиям стандартные отклонения яркости, используемые как оценки выраженности мелкомасштабной неравномерности отражения (микроблика) и блика.

Из-за наличия отверстий в материале AT, рассчитывать для него характеристику микроблика не имело смысла. Для сравнения на графики также представлены характеристики материала HCS (High Contrast S) [1] и листа офисной бумаги формата А4 (A4). Результаты оценок по фотографиям немного расходятся с визуальной оценкой, возможно из-за неудачно выбранного масштаба съемки. Тем не менее, можно с уверенностью сказать, что самым бликующим материалом является HDG.

Яркость
Относительная яркость (в % от яркости FMW), определенная с использованием датчика и по фотографиям.

Самый высокий коэффициент отражения, а значит и самая яркая картинка при прочих равных условия, у материала FMW. Наименьший коэффициент отражения — у HCG.

Яркость от угла
Относительная яркость (в % от яркости при отклонении в 10 градусов) в зависимости от отклонения угла падения света от перпендикуляра к экрану.

Наилучшую защиту от боковой засветки обеспечивает материал HDG. Наименьшую — AT. Материалы FMW и HCG работают примерно одинаково. При этом зависимость яркости от угла падения света резко падает в интервале 10-20 градусов для материала HDG, что говорит о большей выраженности блика.

Контрастность
Контрастность в присутствии внешней засветки.

В условиях затемнения все три материала обеспечивают практически одинаковую контрастность (в нашем случае порядка 700:1). В присутствии внешней засветки контрастность менее всего падает в случае HDG, и в наибольшей степени — в случае AT.

Для материала CF тест на контрастность был несколько изменен. Этот материал был ровно натянут перпендикулярно оси проекции и датчик был расположен за плоскостью материала. В темноте контрастность составила те же 700:1, тогда как в условиях внешней засветки она упала всего до 280:1. При этом освещенность со стороны проектора при выводе белого поля составляла примерно 1400 люкс, а яркость со стороны зрителя — 480 кд/м². Можно сделать вывод, что в условиях внешней засветки обратная проекция с использованием материала CF позволит получить более контрастное изображение, чем фронтальная проекция. Кроме того, для материала CF мы получили зависимость яркости изображения со стороны зрителя от отклонения угла зрения от перпендикуляра к экрану.

Яркость от угла
Зависимость яркости изображения со стороны зрителя от отклонения угла зрения от перпендикуляра к экрану.

Видно, что при отклонении от перпендикуляра к экрану яркость быстро падает, что свидетельствует об ограниченных углах обзора. Для примера: ЖК-панели на матрицах IPS и *VA в худшем для них вертикальном направлении характеризуются падением яркости на 50% при отклонении градусов на 40. Вряд ли способ обратной проекции и материал CF будут кем-либо использованы в домашнем кинотеатре. Однако при использовании в коммерческих целях (демонстрация рекламы и т.д.) при больших размерах экрана и в условиях внешней засветки обратная проекция на экран с материалом CF может стать экономически оправданной.

Выводы

На основании результатов тестов и визуальной оценки качеств материалов дадим рекомендации относительно использования полотен в ряде типичных случаев:

1.Обратная проекцияCineflex (CF). Позволит сохранить контраст даже в условиях внешней засветки.

Далее, подразумевается только способ фронтальной проекции.

2. Требуется акустическая прозрачность — материал AT1200 (AT).

3. Проведение презентаций и другие виды коммерческого использования — Fiberglass Matt White (FMW). Обеспечивает яркую картинку даже в условиях внешней засветки и без выраженного блика.

4. Домашний кинотеатр. Если нет запаса по яркости (световой поток проектора в используемом режиме и размеры экрана соответствуют первой колонке в таблице, приведенной в статье [9]), то предпочтительно использовать материал Fiberglass Matt White (FMW). Если запас по яркости есть, и особенно в том случае, если проектор не отличается высокой контрастностью, то использование материала High Contrast Grey (HCG) позволит несколько уменьшить яркость черного поля, что благоприятно скажется на качестве изображения. Кроме того, визуально материал High Contrast Grey воспринимается более матовым, чем Fiberglass Matt White, поэтому использование High Contrast Grey уменьшит вероятность возникновения блика на экране («горячего» пятна).

Относительно материала HiDef Grey (HDG): этот материал характеризуется направленным отражением и серым цветом поверхности, что может обеспечить контрастную картинку с глубоким черным цветом при использовании ярких проекторов даже в условиях внешней засветки. Однако к использованию этого материала следует подходить с большой осторожностью. Угол падения света от проектора на любую точку экрана и угол зрения от любой точки экрана должны быть как можно ближе к перпендикуляру к экрану. То есть желательно использовать длиннофокусный проектор, при этом проектор и зрители должны располагаться примерно по центру экрана и достаточно далеко от него. Несоблюдение этих условий приведет к тому, что на экране будет яркое «горячее» пятно, ничуть не добавляющее картинке естественности.

P.S. Не меняя названий, производитель может немного изменять неключевые параметры материалов. Например, мы видели образцы Fiberglass Matt White не такие толстые, более матовые и оттенком теплее, менее бликующий HiDef Grey и менее матовый Cineflex потолще, чем использованные при проведении тестов.

Благодарности

Благодарим компанию CTC CAPITAL [10] за предоставленные образцы материалов Draper.

Список литературы

  1. Экраны Projecta. Часть 2, выбор полотна для экрана, 2008
  2. Полотна для экранов от Stewart Filmscreen, 2009
  3. Сайт компании Draper
  4. Каталог натяжных экранов Draper
  5. Каталог экранов Draper для обратной проекции
  6. Каталог мобильных экранов Draper
  7. Каталог продукции Draper для домашнего кинотеатра
  8. Кинотеатральный LCD-проектор Sanyo PLV-Z3
  9. Выбор кинотеатрального проектора
  10. Компания CTC CAPITAL





Дополнительно

iXBT BRAND 2016

«iXBT Brand 2016» — Выбор читателей в номинации «Процессоры (CPU)»:
Подробнее с условиями участия в розыгрыше можно ознакомиться здесь. Текущие результаты опроса доступны тут.

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.