Полотна для экранов компании Projecta

часть первая, полотна для фронтального проецирования


Впервые мы тестировали полотна для экранов от компании Projecta почти три года назад. С тех пор у компании появились новые типы полотен, например, сохраняющие поляризацию, да и свойства полотен со старым названием могли претерпеть некоторые изменения. Статью мы решили разбить на две части, в этой, первой, мы рассмотрим полотна для фронтального проецирования, не обладающие специфическими свойствами. Вторая часть будет посвящена полотнам для обратного проецирования, а также полотнам, сохраняющим поляризацию и предназначенным для использования в проекционных системах 3D.

Описание полотен

В экранах Projecta фронтальной проекции могут использоваться несколько видов полотна, которые можно разделить на три группы: рассеивающие (матовые), отражающие и световозвращающие.

Матовые

Матовые или (диффузные) полотна распределяют свет равномерно и имеют широкий угол обзора.

Отражающие

Отражающие полотна отражают большую часть света согласно правилу, что угол падения равен углу отражения, и, соответственно, имеют уменьшенный угол обзора.

Световозвращающие

Световозвращающие полотна (ретро-отражающие) преимущественно отражают свет обратно на источник.

В случае матовых полотен проектор можно устанавливать как на потолке, так и на столе. В случае отражающих и световозвращающих полотен проектор и зрителей нужно размещать с учетом свойств этих полотен, так, чтобы зрители находились в секторе с максимумом отражения.

По механическим свойствам материалы делятся на две группы: жесткие и тянущиеся. Первые имеют основу из переплетенного стекловолокна и используются в рулонных экранах без системы натяжения. Вторые представляют собой тянущуюся виниловую пленку (однослойную или двухслойную в случае полотен с обратной стороной черного цвета), поэтому используются в рулонных экранах с боковыми растяжками и в натяжных экранах с рамной конструкцией. Часть материалов имеют вариант с перфорацией, которая повышает акустическую прозрачность полотна. Все протестированные полотна Projecta можно мыть, они огнестойкие и устойчивы к образованию плесени.

Образцы полотен были предоставлены в виде кусков формата примерно соответствующему формату А4, кроме полотна Pearlescent, которое нам досталось в виде двух кусков 125 на 125 мм, в связи с чем в ряде тестов оно не участвовало.

Характеристики полотен (в качестве коэффициента отражения, угла обзора и типа рассеяния приведены паспортные характеристики):

Марка Сокращение¹ Коэфф. отражения² Угол обзора, градусы³ Тип рассеяния Жесткая основа Толщина, мм Примечание
Matte White MW 1,0 120 Диффузное Нет 0,5 Оборотная сторона черного цвета
High Contrast Cinema Vision HCCV 1,1 100 Диффузное Нет 0,5 Оборотная сторона черного цвета
High Contrast Cinema Vision Sound HCCVS 1,1 100 Диффузное Нет 0,5 Перфо- рированное, оборотная сторона черного цвета
Pearlescent P 1,5 80 Отражающее Нет 0,6 Оборотная сторона черного цвета
Dual Vision DV 1,0 100 Диффузно-отражающее Нет 0,35 Применимо для обратной проекции
Matte White MW(S) 1,0 120 Диффузное Есть 0,5 Оборотная сторона черного цвета
High Contrast HC 1,1 100 Диффузное Есть 0,5 Оборотная сторона черного цвета
Datalux D 1,5 70 Отражающее Есть 0,5 Оборотная сторона черного цвета
High Power HP 2,4 60 Свето- возвращающее Есть 0,3 Оборотная сторона черного цвета

¹ — принятое в данной статье
² — максимальная яркость относительно полотна Matte White
³ — граница падения яркости на 50%

Описание тестов

В ходе тестирования каждое полотно с помощью узкой липкой ленты было закреплено на гладкой стеклянной пластине, под которую была подложена матовая черная бумага. При этом для тянущихся полотен было обеспечено равномерное натяжение в сторону четырех углов. 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.

Аппаратные тесты проводились с использованием узконаправленного датчика, измеряющего относительную яркость. Цель первых двух тестов 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 относительная яркость. Использовался проектор Sanyo PLV-Z3. Центр проекции совмещался с центром экрана, экран был установлен перпендикулярно оси проекции. При выводе белого поля освещенность на плоскости материала составляла примерно 2130 лк. 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. При выводе белого поля мы с помощью спектрофотометра X-Rite ColorMunki Design и комплекта программ Argyll CMS (1.1.1) записывали спектр отражения, который использовали для оценки сдвига по цвету. Во втором тесте (наличие посторонней засветки, примерно 21,7 лк на плоскости материала) была включена половина люминесцентных светильников, расположенных на потолке. В третьем тесте также с помощью липкой ленты материал закреплялся на цилиндре диаметром примерно 155 мм. Основа этого цилиндра была изготовлена обертыванием полосы ватмана в несколько слоев вокруг трехлитровой стеклянной банки. Снаружи цилиндр обернут матовой черной бумагой. Также как и в первом тесте на материал проецировалось белое поле, но вместо замера яркости мы фотографировали материал, при этом фотоаппарат размещался на оси, проходящей через центр объектива проектора и ось цилиндра, как представлено на схеме ниже.

Схема

Полученные фотографии подвергались следующей обработке: преобразование из формата RAW в TIFF 48 бит на пиксель, поворот до совмещения оси цилиндра с вертикалью, обрезка ненужных фрагментов (примерно по границе, указанной но фотографии ниже), перевод в шкалу серого 16 бит.

Схема

Затем с помощью специального ПО яркость пикселей усреднялась по вертикали и горизонтальная координата пересчитывалась в отклонение угла падения света в данной точке к касательной в данной точке. В итоге мы получали зависимости яркости от угла отклонения нормали к плоскости полотна от направления на источник света. Заметим, что для получения графиков углов обзора нужно отклонять датчик яркости, а не плоскость полотна как в нашем тесте, однако для диффузных и отражающих полотен разницы по идее быть не должно. Для световозвращающего полотна High Power это утверждение неверно, поэтому его дополнительно фотографировали при отклонении от оси проекции на 30°.

Обсуждение результатов

Фотографии образцов полотен. Слева — уменьшенный большой фрагмент фотографии, по которой проводилась оценка выраженности блика. Справа — фрагмент фотографии в масштабе 100%, по которому проводилась оценка степени искрения (микробликов). Для вторых приведена миллиметровая шкала.

Шкала

Matte White (MW)Matte White (MW)
Matte White (MW)

High Contrast Cinema Vision (HCCV)High Contrast Cinema Vision (HCCV)
High Contrast Cinema Vision (HCCV)

High Contrast Cinema Vision Sound (HCCVS)High Contrast Cinema Vision Sound (HCCVS)
High Contrast Cinema Vision Sound (HCCVS)

Pearlescent (P)Pearlescent (P)
Pearlescent (P)

Dual Vision (DV)Dual Vision (DV)
Dual Vision (DV)

Matte White (MW(S))Matte White (MW(S))
Matte White (MW(S))

High Contrast (HC)High Contrast (HC)
High Contrast (HC)

Datalux (D)Datalux (D)
Datalux (D)

High Power (HP)High Power (HP)
High Power (HP)

Все протестированные материалы не имеют выраженного микроблика. Тянущиеся материалы (Matte White, High Contrast Cinema Vision, High Contrast Cinema Vision Sound, Pearlescent и Dual Vision) имеют рабочую поверхность с хаотичным микрорельефом. Материалы с жестким основанием (Matte White, High Contrast, Datalux, High Power) имеют рабочую поверхность с упорядоченным микрорельефом, обусловленным использованием переплетенного стекловолокна. Заметим, что упорядоченный микрорельеф в случае использования проекторов с выраженной границей между пикселями может приводить к появлению муара. Замечание касается в основном материалов High Contrast и Datalux, так как на Matte White из-за равномерного рассеяния структура проявляется слабо, а структурность High Power очень мелкая. Разумеется, особое внимание проблеме муара стоит уделять в случае материала с упорядоченной перфорацией — High Contrast Cinema Vision Sound.

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

Из-за наличия отверстий в материале High Contrast Cinema Vision Sound (HCCVS), рассчитывать для него характеристику микроблика и блика не имело смысла. Можно выделить три класса:

  • к не имеющим блика относятся Matte White с жесткой основой (MW(S)) и High Power (HP),
  • материалы со средней степенью бликования — это Matte White (MW), High Contrast Cinema Vision (HCCV), Pearlescent (P), High Contrast (HC) и Datalux (D),
  • самым бликующим материалом является Dual Vision (DV).

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

К материалам с высоким коэффициентом отражения относятся Datalux (D) и High Power (HP), с низким — High Contrast (HC), коэффициент отражения других материалов или немного больше, чем у Matte White (MW), или немного меньше.

Контрастность в присутствии внешней засветки
Контрастность в присутствии внешней засветки

В условиях затемнения все полотна обеспечивают практически одинаковую контрастность (в нашем случае порядка 700:1). Благодаря особым световозвращающим свойствам в присутствии внешней засветки контрастность менее всего падает в случае материала High Power (HP). Материалы, имеющие некоторую направленность отражения — High Contrast Cinema Vision (HCCV), Dual Vision (DV), High Contrast (HC) и Datalux (D) несколько уменьшают падение контраста из-за внешней засветки, тогда как самый матовый материал Matte White с жесткой основой (MW(S)) в наименьшей степени противостоит влиянию боковой засветки.

Полученные спектры отражения пересчитывались в цветовые координаты, которые использовали для расчета ΔE точки белого относительно полотна Matte White (MW).

Дельта E точки белого относительно полотна Matte White (MW)
ΔE точки белого относительно полотна Matte White (MW)

Для всех протестированных полотен ΔE оказалось меньше 3, поэтому можно утверждать что эти полотна практически не влияют на баланс белого.

Зависимость относительной яркости изображения от отклонения угла падения света от нормали к плоскости экрана. Для сравнения на графиках приведена функция косинуса (кривая черного цвета):

Matte White (MW)
Matte White (MW)

High Contrast Cinema Vision (HCCV)
High Contrast Cinema Vision (HCCV)

Pearlescent (P)
Pearlescent (P)

Dual Vision (DV)
Dual Vision (DV)

Matte White (MW(S))
Matte White (MW(S))

High Contrast (HC)
High Contrast (HC)

Datalux (D)
Datalux (D)

High Power (HP)
High Power (HP)

Материалы можно разделить на четыре группы:

  1. матовый — Matte White с жесткой основой (MW(S));
  2. не имеющие выраженной направленности — High Contrast (HC) и Matte White (MW);
  3. имеющие выраженную направленность — High Contrast Cinema Vision (HCCV), Pearlescent (P) и Datalux (D);
  4. а также материал Dual Vision (DV), с минимальным рассеянием света.

Материал High Power (HP) выделим в отдельную группу. В диапазоне углов от −60° до 60° этот материал возвращает свет обратно на источник. На графике ниже зеленая кривая соответствует зависимости яркости от отклонения угла падения света от нормали к плоскости экрана при сдвиге наблюдателя на 30° от направления на источник:

High Power

Видно, что в этом случае яркость несколько упала, но пологий характер кривой сохранился.

Выводы

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

  1. Требуется акустическая прозрачность — материал High Contrast Cinema Vision Sound.
  2. Проведение презентаций и другие виды коммерческого использования — Pearlescent, Datalux и High Power. Эти материалы обеспечивают яркую и контрастную картинку даже в условиях внешней засветки и без сильно выраженного блика.
  3. Домашний кинотеатр. Если нет запаса по яркости (световой поток проектора в используемом режиме и размеры экрана соответствуют первой колонке в таблице, приведенной в статье), в помещении отсутствуют посторонние источники света и переотражение от стен, потолка и пола незначительные, то предпочтительно использовать материал Matte White с жесткой основой (MW(S)) или Matte White (MW) для экранов с натяжением. При этом использование первого материала полностью исключает возможность появления бликов на экране при любом расположении проектора, экрана и зрителя, тогда как второй имеет некоторую направленность отражения, поэтому небольшая вероятность появления «горячего» пятна присутствует. Если запас по яркости есть, и особенно в том случае, если присутствуют слабые посторонние источники света, или в помещении светлые стены/потолок/пол, то использование материалов High Contrast (HC) для рулонных экранов или High Contrast Cinema Vision (HCCV) для экранов с натяжением позволит несколько уменьшить падение контрастности изображения, однако в этом случае следует учитывать вероятность появления «горячего» пятна. Заметим, что для уменьшения этой вероятности нужно минимизировать отклонения от нормали к экрану падающего и отраженного на зрителя света: использовать максимально длинный фокус, размещать зрителей и проектор подальше от экрана и желательно по центру экран.
  4. Особый интерес представляет использование в домашнем кинотеатре материала High Power. При небольшом разнесении проектора и зрителя этот материал обеспечит яркую и контрастную картинку даже в условиях внешней засветки или светлых поверхностей в помещении и при этом без «горячего» пятна на экране. Сдерживающим фактором является только относительно высокая стоимость этого материала.
  5. Изображение на материале Dual Vision (DV) при фронтальной проекции почти гарантированно будет иметь локальную область с высокой яркостью (блик). Поэтому применять это полотно следует только при использовании его второго свойства — применимости для обратной проекции, например, если изображение должно быть видно как со стороны проектора, так и с обратной стороны экрана.


Благодарим компанию AUVIX
за предоставленные образцы полотен



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.