【科普】投影机亮度多少才够?分享计算流明的方法指南

2021-03-11 11:45发布

无论是在灯光可控的黑暗房间里,还是在窗户上的光线全天都在变化的家庭房间或会议室里,您需要多亮的投影机才能照亮屏幕,至少在原理上很容易确定。从您所需要的屏幕尺寸和图像亮度开始,然后计算出需要多少流明才能给您带来理想的图像亮度。

遗憾的是,它在实践中并不是那么简单,需要考虑到各种“如果、和、但是”。然后还有数学计算部分要协商。对于这些复杂的问题,大部分您都无能为力,但在这篇文章中,我将特别介绍其中一个问题。在计算所需的流明时,您可以用一个简单的查找表来代替大部分算法,您可以在本文结尾处看到。

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计算特定屏幕尺寸和照明所需的流明并不困难……

如果您已经知道您想要的屏幕尺寸和图像亮度,则可以跳到计算流明的部分。如果没有,您可能会发现至少先进行这两个步骤会很有帮助。


屏幕尺寸和座位距离

确定屏幕尺寸是值得写一篇文章的。事实上,ProjectorCentral的Paul Vail在一个问答专栏中讨论了这个问题,回答了“我如何计算家庭影院的屏幕尺寸和座位距离?” 这一问题。除此之外,如果您在网络上搜索,您会找到一些经验法则,确定任何给定屏幕尺寸下的理想座位距离。

其中最常见的建议是将屏幕的对角线测量值乘以1.6、1.5或1.2倍以获得最佳的座位距离,或将对角线测量值除以0.6或0.84。不管是乘法还是除法,图像的左右视角大约都在30到40度之间,这是通常推荐的范围。其他网站根据屏幕的高度或宽度方面给出了经验法则,例如,告诉您坐的距离不小于宽度的两倍,并且不大于宽度的五倍,虽然5倍对我来说有点远。

这些公式给出的范围对于在一个有多排座位的房间里选择屏幕尺寸是非常有用的,因为它们会告诉您前排和后排应该在哪里。但如果您想找一款适合坐在家里沙发上看电视的屏幕尺寸,个人喜好就更为重要。如果您去看电影时喜欢坐在影院的后排,那就在推荐的范围内选择一个能呈现较小的屏幕的座位距离与屏幕尺寸的比例。更喜欢前排?选择能提供更大屏幕的比例。坚持要坐在中间一排?那就使用范围中间的比例。

另外,请记住,如果您要为已经有沙发或其他座位的房间找到合适的尺寸屏幕,那么您已经知道距离了,您需要把方程式反过来求解屏幕尺寸。例如,如果从“距离=屏幕对角线/0.84”的规则开始,则“屏幕对角线=距离x 0.84”。


图像亮度

您也可以找到不同光线条件下最佳图像亮度的经验法则。但与屏幕尺寸一样,最佳亮度部分也取决于个人喜好。例如,对于黑暗的房间,最常见的亮度建议是16英尺朗伯(ft-L),尽管我看到的建议有的高达30到40 ft-L。16 ft-L的建议来自于电影电视工程师协会(SMPTE),该协会指定的目标是16 ft-L,但实际上允许的范围是12到22 ft-L。我发现,当我在较暗的房间中使用一台投影机进行测试,通过主观判断它是否具有良好的对比度和舒适的观看亮度时,我通常会在这个允许的范围内设置较高的亮度。

对于观看的环境光的建议更是千差万别。部分原因是您的家庭房间可能比房间更明亮,部分原因是因为在图像足够亮,可以为您提供鲜艳的色彩和良好的对比度,而图像足够明亮,使得图像不会被冲淡。这里再次强调,个人喜好决定一切。但是,对于家庭房间来说,通常的建议是50 ft-L,同时也提醒您可能需要进行一些调整,因为家庭照明水平不同。

这里的关键点是,您应该把理想的屏幕尺寸、座位距离和图像亮度的所有指导准则作为大致的经验法则,而不是您必须完全匹配的铁定真理。如果您已经有了一些使用投影机的经验,您应该已经了解了自己的个人喜好以及个人喜好与这些公式蕴含的内容的匹配程度。如果您是从大屏幕电视升级,可以尝试将座位距离公式应用到在电视上看电影,看看您是喜欢这个结果,还是希望对其进行修改。[编者注:以下是安装人员在计算后帮助客户确定首选屏幕尺寸的两个技巧:(1)借用一台投影机(任何一台投影机),在屏幕墙上放大您期望的图像尺寸,以了解从您的座位距离看起来会是什么样子;或(2)用蓝色漆工胶带在屏幕墙上贴出屏幕尺寸,然后退后一步看一看。不过,要小心使用胶带,以免扯掉旧油漆。—R.S.]

在任何情况下,一旦知道了目标屏幕尺寸和亮度,下一步就是发现您的投影机的流明水平。个人喜好与此无关。这是这个过程中的一个步骤,仅涉及计算。


较少算法的计算

那么,您需要多少流明呢?计算公式很简单:

流明 = ft-L X 平方英尺 / 增益(Lumens = ft-L X SquareFeet / Gain)

其中SquareFeet是屏幕面积(以平方英尺为单位),Gain是屏幕的增益。

尽管公式很简单,但计算面积却有点麻烦。如果从所需的对角线屏幕尺寸开始,则必须首先确定高度和宽度,将两个数字相乘得到平方英寸,然后再换算成平方英尺。同样,如果先确定高度或宽度,则必须做几乎相同的事情。 

这需要大量的计算,特别是当您从头开始设置一个房间并考虑多个屏幕尺寸时。为了使这个过程更容易(更快速),您可以使用本文末尾的表格,通过对角线的尺寸、宽度或高度来查找从75英寸到150英寸的任何16:9或16:10宽高比屏幕的面积。选择这个范围是为了涵盖您可能会考虑用于家庭影院和大多数会议室的任何尺寸。如果您还在决定屏幕尺寸,并需要了解哪种对角线尺寸适合您房间的可用高度或宽度,那么这些表格也可以起到双重作用。


顺便说一下,您可能熟悉将ft-L转换为流明的另一个公式,即:

流明 = ft-L X 对角线X 对角线/(337 X 增益)(Lumens = ft-L X Diagonal X Diagonal/(337 X Gain))

其中Diagonal是屏幕的对角线尺寸,Gain是屏幕的增益。这两个公式对于16:9宽高比的屏幕都给出了相同的答案,但第二个公式只适用于16:9的屏幕。(有趣的是:337等于16的2次方加9的2次方。)第一个公式适用于任何宽高比,而且我认为无需做太多的算术运算。如果您使用本文中的表,则肯定会少一些。使用方法如下:

假设您在一个灯光可控的房间里建一个家庭影院,已经决定使用110英寸的屏幕(这是很受欢迎的尺寸),并且还决定继续遵循SMPTE的指导方针,并且将亮度设为16 ft-L。由于它是用于家庭影院的,因此您需要选择16:9宽高比的表,而不是16:10的表。该表的缩略版本如下所示:


16:9宽高比的示例表     

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只需浏览对角线尺寸的那一列,直到找到显示110英寸对角线的那一行,然后在这行找到以平方英尺为单位的面积。另请注意,如果您使用以高度或宽度开始的规则之一来选择尺寸,则该表可以让您使用这两个参数中的任何一个来查找以平方英尺为单位的正确面积。

现在,算法简化为将表中的数字与您已经确定的16 ft-L一起代入公式,在本例中,它给出: 

流明 = 16 ft-L X 35.9平方英尺/增益(Lumens = 16 ft-L X 35.9 Sq Ft / Gain)

先不要担心增益问题,将其视为1.0。计算一下可以得到574流明,该流明在大多数投影机中使用ECO模式都可以得到。而且,如果投影机提供的最低亮度更高一些,它很可能仍在12到22 ft-L的范围内。如果您有投影机的实际流明测量值,则可以使用以下公式计算出ft-L:

ft-L = 流明 X 增益 / 平方英尺(ft-L = Lumens X Gain / SquareFeet)

毋庸置疑,如果您在电子试算表中设置等式,则此示例以及本示例中的所有其他数学计算将更加容易,因此您只需将任意数字的任何变化形式输入到单元格中,即可立即看到答案。

现在,让我们假设投影机不是只在黑暗的房间中观看,而是在您的家庭房间中使用,您可能会偶尔关灯,但通常会开着一些灯看,并且需要60 ft-L(在家庭房间中使用的数字)。

计算一下60 Ft-L图像亮度,您会得到:

60 ft-L X 35.9平方英尺 = 2154流明(60 ft-L X 35.9 Sq. Ft = 2154 lumens)

很容易找到在最佳色彩模式下具有这种亮度水平的投影机,但在许多情况下,您必须使用全功率模式,并且您可能会发现随着灯泡老化和亮度降低,投影机的亮度会降至所需的亮度级别以下。您可以通过考虑使用更亮的投影机、更小的屏幕尺寸,或通过在公式中添加增益来解决这种可能性。在具有1.1增益的屏幕中,流明要求降至1958流明。在1.2的增益下,降至1795流明。而在1.3的增益下,则降至1656流明。


当您需要重新考虑屏幕尺寸时

如果您决定需要重新考虑屏幕尺寸,该表也很有用。例如,如果您打算经常在白天观看,您就需要更高的图像亮度。例如,在家庭房间里,即使是在阴天,观看明亮的场景(如新闻广播或体育节目)时,不使色彩显得暗淡、对比度被冲淡的最低亮度是60 ft-L。对于场景较暗的电影或电视节目,颜色和对比度需要低于95 ft-L。

对于110英寸的屏幕,即使是1.3增益的屏幕(95 X 35.9 / 1.3),也相当于大约2625流明,而在明亮的晴天,所需的亮度甚至更高。与其花更多的钱去买一台更亮、更贵的投影机,不如把这个公式反过来,这样您就可以计算出您能负担得起的流明亮度所能照亮的面积(以平方英尺为单位),然后通过表格,找到转化为多大尺寸的屏幕。求面积(平方英尺)的公式为:

平方英尺=流明X增益/ ft-L(SquareFeet = Lumens X Gain / ft-L)

关于16:10的投影机和2.4:1的内容和屏幕

如果您是在议室要设置一台原生16:10商务投影机和配套的屏幕,则除了16:10表中的实际数字外,所有考虑的因素都是一样的。

然而,在将原生16:10投影机设置为家庭影院投影机以观看16:9内容时,需要记住另一个问题。在大多数情况下,您将只使用投影机一个或多个成像芯片上90%的面积,这意味着您将只使用其亮度的90%(流明)。在计算时一定要对10%的差异进行校正。

如果您使用投影机的全部流明测量值作为起点,请将其与公式给出的流明要求的1.1倍进行比较。或者,如果您从公式给出的流明亮度开始,将其与16:10时投影机亮度的0.9倍进行比较。

此外,请注意,这里讨论的所有内容也适用于使用16:9或16:10投影机,在2.4:1内容的上方和下方有黑边。但是,如果您使用的是2.4:1屏幕的恒定图像高度设置,则需要考虑其他因素。具体细节取决于投影机的本机宽高比,以及您是否使用变形镜头,所有这些加起来的变化足以再写一篇单独的文章来更好地解释。同时,在试图确定16:9或16:10投影机安装时正确的流明亮度时,上面的信息和下面的表格应该会使任务变得容易得多。

表:投影屏幕尺寸和面积,16:9宽高比


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表:投影屏幕尺寸和面积,16:10宽高比


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