"ТРЕТИЙ ЭЛЕМЕНТ"

"ТРЕТИЙ ЭЛЕМЕНТ"

ВОТ ИСТИНА ПРОПИСНАЯ, ОДНАКО НЕ ВСЕМИ ОСОЗНАВАЕМАЯ: ЛЮБАЯ ПРОЕКЦИОННАЯ СИСТЕМА СОСТОИТ ИЗ ТРЕХ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ — ПУБЛИКИ, ПРОЕКТОРА И ЭКРАНА. ПРИЧЕМ ПОСЛЕДНИЙ ЧАСТО НЕДООЦЕНИВАЕТСЯ, А ЗРЯ.

ЭЛЕМЕНТ ПЕРВЫЙ НЕ ВЫБИРАЮТ — домашний кинотеатр обычно создается уже после семьи или вместо семьи, и даже самый крутой инсталлятор не возьмется изменить ее состав (для этого существуют другие специалисты). Элемент второй, проектор, мы выбираем исходя из финансовых возможностей, руководствуясь советами экспертов, результатами журнальных тестов, а то и поддавшись сиюминутному порыву души. И уже после приобретения проекционного аппарата иногда обнаруживаем, что изображение на обоях или даже побеленной стене далеко от мыслимого идеала и как-то не радует. И лишь тогда вспоминаем про экран. И даже иногда пытаемся исправить с его помощью ошибки, сделанные при выборе проектора. На самом деле и это возможно, если только не отчаиваться и не клясть себя почем зря за то, что выбрал именно проектор, а не какую-нибудь плазму. Потом следует критический момент — знакомство с прайс-листом какой-нибудь фирмы, торгующей проекционными экранами, и тут всплывает горькая истина: те деньги, что старались выгадать на приобретении скромного бюджетного проектора, придется все же отдать...

А что делать? Ведь ни проектор, ни экран не могут функционировать по отдельности, они становятся дисплеем только вместе. А наилучшее качество изображения достижимо только в том случае, если эта пара подходит друг к другу. Некоторые специалисты придают экранам такое же значение, какое меломаны — громкоговорителям в аудиосистемах.

Так что лучше по мере возможности следовать примеру профессиональных инсталляторов, то есть проявлять комплексный подход и проектировать свой маленький домашний кинотеатрик как единую систему, а потому заранее побеспокоиться о третьем элементе его визуальной части. В этом мы постараемся вам помочь.

Но прежде убьем напрасные надежды.

Идеальных экранов нет. Равно как и универсальных, которые подойдут на все случаи жизни — утром, будучи свернутым в трубочку, отправятся с вами на бизнес-презентацию, а вечером дома покажут кино. Но зато точно есть те, что могут почти идеально подойти к вашей конкретной системе. Правда, из этого вытекает не очень приятное следствие: перенос кинотеатра в другое помещение, обновление проектора и даже простое его перемещение иногда чреваты и заменой экрана. Это надо понимать и принимать заранее.

ЛЮБИМЫЙ РАЗМЕР

Чем больше размер изображения, тем выше вовлеченность зрителей в происходящее на экране — на этом простом психологическом феномене и основана растущая популярность проекционных дисплеев, способных обеспечить размер картинки, пока еще недоступный для других устройств отображения визуальной информации. Однако, как резонно заметил один американский кинотеатральный гуру, экран ни при каких обстоятельствах не может быть больше помещения, в котором он установлен. Поэтому будем плясать от печки, то есть от размеров комнаты.

Существуют разные методики расчета оптимальных размеров экрана. Возьмем ту, что, по мнению специалистов, больше всего подходит для домашнего кино (для презентационных систем используется несколько иная).

Горизонтальный угол человеческого зрения равен 30 градусам, и если нам приходится длительное время смотреть на изображение, требующее большего угла зрения, мы начинаем испытывать дискомфорт. Исходя из этого и рассчитывается минимальное оптимальное расстояние. На практике надо взять дистанцию от экрана до зрительского кресла или диванчика и разделить на 3,3, в итоге получаем высоту экрана. Определить его ширину уже не составляет труда, если мы знаем, какой формат нам нужен — 4:3 или 16:9. Естественно, для домашнего кино больше подойдет 16:9, то есть 1,77:1. К примеру, если расстояние до зрительского места равно 3,3 м, высота экрана будет 1 м, а его ширина — 1,77 м. Теперь остается найти площадь — она нам понадобится для дальнейших расчетов — 1,77 м². С размерами все ясно, переходим к следующей формуле, будем искать коэффициент усиления экрана.

НЕОБХОДИМАЯ ЯРКОСТЬ

Чтобы подсчитать, какая яркость экрана нам необходима, воспользуемся простой формулой*:

LUX = (световой поток/площадь экрана) • коэфф. усиления

* На сайте компании Projectia, одного из ведущих производителей экранов, есть калькулятор, который облегчает расчеты, правда, в итоге выдает перечень экранов лишь этой фирмы. Http://cgi-bin/web-msql2/prodsel2/screen.ws

В числителе здесь паспортная яркость проектора в ANSI-лм, в знаменателе — площадь экрана в м². Результат от деления умножается на коэффициент усиления (gain). Его-то нам и надо найти, поэтому преобразуем формулу под наши нужды: освещенность в люксах делим на частное от деления яркости проектора на площадь поверхности экрана.

При полном затемнении значение освещенности в люксах, достаточное для создания качественной картинки, равно 100. В условиях освещенного помещения — 400*. При этом не следует забывать, что внешняя засветка в любом случае снижает качество изображения — делает его малоконтрастным и блеклым, ухудшается передача черного цвета — он становится серым. Поэтому для домашнего кино лучше все же затемненный зал.

* Экспериментально установлено, что контрастность (соотношение яркостей) между изображением на экране и стеной за ним должна быть не менее 5:1. Если это соотношение меньше, изображение, создаваемое проектором, будет казаться темным. Если количество внешнего освещения равно 80 люксам, значит, освещенность экрана должна равняться 400.

В презентационных системах учитывается обязательное наличие внешнего освещения в помещении: оно необходимо для работы — чтобы делать заметки, читать документы и т.д. Наконец, чтобы участники мероприятия не заснули от скуки. В домашнем кино — чисто теоретически — возможно и необходимо полное затемнение. Это усиливает эффект вовлеченности, и следовательно — эмоциональное воздействие изображения.

Допустим, что у нашего проектора в паспорте указана яркость 600 ANSI-лм — величина по нынешним временам совсем ерундовая. Итак, 100 делим на частное от деления 600 на 1,77 м². Получаем примерно 0,3 — таков коэффициент усиления экрана, который нам необходим в условиях хорошего затемнения. Для освещенного помещения понадобится примерно 1,18.

Много это или мало?

Поразительно мало. Простейшая рассеивающая белая поверхность имеет коэффициент усиления 1 (подробности позже). Исходя из нашей формулы светового потока проектора в 600 ANSI-лм в сочетании с самой простой матовой поверхностью хватит в затемненном помещении для создания достаточно яркого изображения площадью 6 м²!

Всего лишь несколько лет назад, когда яркие проекторы стоили безумных денег, приходилось использовать экраны с высоким коэффициентом усиления, чтобы компенсировать недостаток освещенности. Здесь самое время объяснить, что же это за коэффициент усиления. По-английски этот параметр обозначается как gain. Параметр относительный — за единицу, как уже было сказано выше, производители договорились взять яркость в люксах матового белого экрана Matt White — примерно такой же коэффициент имеет свежая стена с качественной побелкой. Если при том же световом потоке проектора на экране получалась яркость вдвое больше, это значило, что коэффициент усиления этого экрана равен 2. И так далее. Каким образом достигается большее усиление — об этом говорится в разделе о видах экранных материалов и поверхностей.

Естественно, за gain выше единицы приходится платить. Во-первых, существует прямая связь между усилением и направленностью экрана — чем выше усиление, тем уже оптимальная зона просмотра. Если зритель окажется за ее пределами, экран будет виден ему более темным, чем для тех, кто сидит в центре. Во-вторых, за технологические ухищрения, с помощью которых поднимается яркость экрана, приходится платить и деньгами — такие экраны стоят дороже обычных.

Однако в нашем конкретном примере даже экран с усилением в единицу будет иметь солидный запас яркости, и мы сможем, к примеру, снизить мощность лампы, если, конечно, конструкция проектора это позволяет.

Так в чем же дело? Почему получить хорошую картинку не так просто даже с мощным проектором? Потому, что яркость — далеко не единственный показатель. И, как считают многие эксперты, не самый важный.

ДРУГИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

До самого недавнего времени на вопрос о том, что является первостепенной задачей проекционной дисплейной системы, специалисты не задумываясь отвечали: донести до зрителя максимально возможное количество света, исходящего из проектора.

Однако теперь правильный ответ другой.

Джо Сильвер, президент Imaging Science Foundation, Inc. и известный эксперт в домашнем кино, отвечает на него так: «Наиболее точное воспроизведение электронного сигнала». Соответственно, наиболее важными критериями дисплейной системы являются, кроме яркости, равномерность освещения экрана, разрешение (попросту говоря, четкость), контрастность и (как настаивает г-н Сильвер) правильная цветопередача. Последний пункт касается тонированных экранов — их затемнение должно быть нейтрально-серым, чтобы не влиять на цветовой баланс. Оставим этот параметр на совести производителей и сразу перейдем к другим.

Первые два критерия постепенно теряют свое значение вместе с уходом CRT-проекторов, у которых были определенные проблемы с яркостью. Сейчас в домашнем кино нет никакой необходимости выбирать экраны с большим усилением, жертвуя при этом равномерностью — таково мнение авторитетных американских экспертов, считающих, что экраны с большими коэффициентами усиления в домашнем театре себя изживают, это уходящая натура.

Что касается разрешения, все немного сложнее. Первоначально проекционная техника наиболее широко использовалась в сфере бизнес-презентаций, поэтому одним из важнейших требований к дисплейным системам была наилучшая читаемость текстовых и графических материалов. Огромное множество типов и моделей экранов разрабатывались именно с оглядкой на этот важный параметр. Сейчас в недорогих домашних кинотеатрах нередко используются презентационные проекторы, а вместе с ними — и экраны, разработанные для тех же целей. Но «киношный» экран должен быть иным, ведь у него другие задачи.

Передать аудитории с предельной точностью всю визуальную информацию, обеспечив максимально возможное разрешение — не главное требование, предъявляемое к домашнему кино. Более того, излишняя четкость может подчеркнуть артефакты MPEG-компрессии и цифровой, дискретный характер изображения, свойственные DVD-источникам. Киноэкран — это всегда компромисс.

Что касается контрастности, то ее никогда не бывает слишком много, если она, конечно, не создается искусственно в электронном тракте с неизбежным ущербом для правильной тональной градации.

Чтобы изображение казалось зрителям действительно ярким, контраст между экраном и окружающим пространством должен быть не менее 5:1. Если это соотношение не достигнуто, экран нам покажется сумрачным, каким бы высоким ни был уровень его освещенности.

Таким образом, получается, что яркость — относительное понятие, сравнительный термин. Как и контрастность. Которой придают все большее значение специалисты по проекционным системам.

СТРАНА КОНТРАСТОВ

Здесь самое время уточнить, что контраст контрасту рознь.

Диапазон яркостей изображения в кинотеатре при условии, что показывается свежая, только что отпечатанная копия фильма на пленке, может достигать 500:1. Это та самая контрастность, которая обозначается специалистами как «воспринимаемая». Иное дело — та, что измеряется непосредственно у плоскости изображения — ее называют «контрастностью экрана».

Наконец, третий вид — контрастность самого проектора. Хорошо, если значение этого параметра реально равно тому, что мы называли для свежего фильма на пленке, — 500:1.

Наконец, следует упомянуть и контрастность сюжета, который был запечатлен в фильме: одно дело — туманный пейзаж в пасмурную погоду, другое — залитый солнцем пляж. При этом надо попутно отметить, что в кино важно не просто отображение самых темных и самых светлых участков, но и правильные градации серого тона и световые переходы между ними.

Изображение оценивается нами как «яркое» только по сравнению с окружающей обстановкой. Экран, расположенный на темной стене, будет казаться ярче, чем такой же на светлой. Экран с черной рамкой создаст субъективно более привлекательное изображение, чем просто кусок белой ткани*. Мы говорим здесь о яркости изображения, хотя на самом деле речь идет о контрастности. Даже очень небольшая реальная освещенность экрана будет восприниматься как очень сильная в совершенно темной комнате.

* Поэтому производители предлагают нам не просто куски белого или серого материала, а еще и черные рамки. Или даже довольно хитрые устройства с изменяемой геометрией, чтобы оперативно менять соотношение сторон. К примеру, для преобразования формата 16:9 в 4:3 в экране Dual Masking Electrol от Da-Lite используются вертикальные черные маскирующие полоски, которые перемещаются электромотором и плотно прижимаются к поверхности экрана. Маскировочные системы выпускают и другие фирмы, например, Draper, продукция которой представлена в России достаточно полно.

Однако в реальности абсолютно затемненных помещений не бывает, некоторая внешняя засветка есть всегда. Ее, к примеру, создает сам проектор, у которого немного светятся вентиляционные отверстия. Или свет, отражающийся от экрана и падающий на стены, а потом снова попадающий на экран. Поэтому в хорошем кинозале стены темные.

Кино — это искусство темноты, сказал один мудрец (лица его не разглядел — темно в зале было).

В проекционных системах труднее всего передать именно темноту, черный цвет, а от него в эмоциональном восприятии кино очень многое зависит.

Как бы то ни было, но проектор излучает свет, а не тьму, поэтому добиться идеально черного цвета, так необходимого для получения впечатляющего изображения, невозможно.

Один из способов обмануть глаз — увеличить яркость светлых частей по отношению к темным и таким образом изменить соотношение между ними. Поэтому экраны с высокими коэффициентом усиления бывают более контрастными.

Как это ни парадоксально, но при наличии определенного запаса яркости можно добиться увеличения контрастности за счет использования не белой, а серой поверхности экрана при фронтальной проекции. Или затемняющих масок и подкрасок — в просветных системах. Нечто подобное используется, например, в серии экранов обратной проекции Polacoat фирмы Projecta.

Действует это так. Допустим, максимальная освещенность экрана равна 100 лк, а минимальная — 5. Контрастность получается 19:1. Теперь добавим немного красителя в материал экрана — всего лишь чтобы увеличить поглощение или отражение света на 2 единицы. В итоге получаем максимальную яркость 98 и минимальную — 3. Получившийся экран всего на 2 процента менее ярок, зато контрастность увеличилась на 72% и достигла 33:1. Если поставить рядом старый и новый экраны, мы вряд ли заметим разницу в их яркости, а вот контрастность будет совсем другой.

Экраны обратной проекции позволяют повысить контрастность изображения еще и за счет того, что действуют по принципу пропускания света, то есть отражают значительно меньше внешнего света к публике.

С ЛЮБОЙ СТОРОНЫ — ПРОБЛЕМЫ

Обратная проекция в домашнем кино — вообще очень хорошая идея. И не только потому, что такие экраны могут иметь более высокий уровень контрастности.

Идея спрятать проектор в другой комнате наверняка понравится жене, если, конечно, это не ее будуар.

Однако и с просветными экранами не все так просто.

Горизонтальный угол обзора расширяется в обратных экранах с помощью лентикулярной передней поверхности — из вертикальных линз-полосок. А равномерность освещенности — с помощью линз Френеля на той стороне просветного экрана, что обращена к проектору. Иногда используются и поверхности с множеством микролинз, которые расширяют угол просмотра во всех плоскостях. В общем, современный экран обратной проекции — очень сложное оптическое устройство.

На рисунке — профиль просветного экрана с линзой Френеля. Его передняя (обращенная к зрителю) поверхность покрыта решеткой тонких темных полосок — попадающий на них внешний свет не отражается, а поглощается. Расположены они между лентикулярными линзами. Общая их площадь составляет порядка 40% от всего экрана, настолько же ослабляется паразитный внешний свет.

Самое интересное — то, что происходит с лучами света от проектора, когда они попадают на эти темные полоски с обратной стороны. Поскольку все лучи от проектора проходят процесс коллимации с помощью линзы Френеля, то есть становятся параллельными, они входят в переднюю, лентикулярную часть экрана под углом 0 градусов. Здесь они преломляются и выходят из поверхности точно между полосками. А потому не снижают яркость излучаемого света. Ясное дело, такой экран обойдется подороже, чем побелка стены.

К сожалению, обратные экраны со сложным профилем не только дороги, но и могут создавать определенные проблемы при воспроизведении изображений высокого разрешения. Возможны даже оптические артефакты.

Однако производители пытаются решить и эту проблему. Projecta выпускает обратный экран, у которого шаг между лентикуляциями составляет всего 0,5 мм (против обычного шага в 1 мм) — при этом реальное разрешение получается 4 линии на миллиметр, что очень круто. Само собой разумеется, что стоит такой экран еще дороже.

Однако главный недостаток любых просветных экранов даже не высокая цена, а необходимость выделить отдельное помещение для установки проектора. Площадь этой «кинобудки» может быть сведена к минимуму, если установить систему зеркал. Но такие устройства довольно сложны и стоят приличных денег, поскольку должны обеспечивать правильную геометрию изображения.

ЗАНАВЕС

Да, ведь хорошему экрану нужен еще и занавес, если он стационарный. Или устройство сматывания в рулон — ручное или электрическое. Естественно, потребуется и рама или система натяжения, которые обеспечат ровную и гладкую поверхность. Так что экран и вправду вещь совсем не простая. Но у нас уже не осталось места, чтобы подробно описывать всю эту механику. В конце концов, главное — определиться с размером и типом экрана, а с остальным помогут разобраться в фирмах, которые всем этим торгуют. Главное — прийти туда с осмысленным выражением лица. И если вы дочитали статью до этого места, значит, с этим у вас уже полный порядок.

ВИДЫ ЭКРАННЫХ МАТЕРИАЛОВ

На рынке представлены десятки, если не сотни, экранных материалов разных производителей. Однако если говорить о видах, то их значительно меньше. А потому есть возможность их хотя бы кратко охарактеризовать.

ДИФФУЗИОННЫЕ

Говоря по-русски — рассеивающие.

Почему зеркало не может служить экраном, а кусок белой материи может? Потому, что он рассеивает свет.

Самый простой и распространенный материал экрана — белый матовый, по-английски Matte White, относится как раз к этой группе. Делают такие поверхности обычно из карбоната магния (MgCO3) или близких по свойствам веществ, внешне похожих на мел. Они не поглощают свет, а весь его рассеивают — от каждой точки поверхности он излучается равномерно во всех направлениях, то есть изотропно (еще иногда говорят, что у такого излучателя сферическая диаграмма направленности).

Именно такая поверхность используется в качестве точки отсчета при измерении яркости экранов, так что это индустриальный стандарт. Ее коэффициент усиления принят за 1.

Специалисты компании Da-Lite к рассевающим материалам относят именно те, чей коэффициент близок к этому значению, как, например, поверхность Da-Mat (рекомендуемый угол обзора 50 градусов, коэффициент усиления 1,0). Единственное исключение — Da-Tex с усилением 2,3 и рекомендуемым углом обзора 35 градусов, который, тем не менее, также относится к этой группе.

Подобные покрытия выпускаются едва ли не всеми ведущими производителями. К примеру, похожее по характеристикам полотно у Draper — это Fiberglass Matt White, только подложка у него из стекловолокна и усиление чуток побольше — 1,1. Из этого же ряда — Draper M1300.

Draper AT 1200 имеет близкие оптические свойства, но является вдобавок акустически прозрачным — у него на каждом квадратном метре свыше 800 тысяч крохотных отверстий. За таким экраном можно смело прятать громкоговоритель центрального канала и не бояться ухудшения отдачи. Вдобавок материал моющийся, огнестойкий, не требует натяжения, и плесень на нем не растет. Аналогичные есть, конечно, и у других производителей.

Иногда рассеивающие поверхности тонируют в серый цвет, за счет чего увеличивается их контрастность при небольшом снижении усиления. Пример — High Contrast Da-Mat с углом просмотра 40 градусов и коэффициентом 0,8 — для кино такая поверхность очень хороша. Если, конечно, яркость проектора позволяет ее использовать.

В принципе, к этой группе можно отнести и простейшие материалы для обратной проекции — например, Video Vision от той же Da-Lite (угол просмотра 55 градусов, усиление 1,0) — от фронтальных они отличаются лишь тем, что работают не на отражение, а на пропускание, имея при этом схожие параметры рассеивания.

ОТРАЖАЮЩИЕ

Если диффузионные поверхности можно сравнить с идеально ровным и чистым песчаным пляжем, то отражающие — тот же песок, но с вкраплениями мельчайших осколков перламутровых раковин. В сущности, это гибрид двух поверхностей — отражающей и рассеивающей. Первая увеличивает коэффициент усиления, вторая обеспечивает необходимую равномерность освещения. Такие экраны не являются изотропными, а потому имеют более узкий оптимальный угол просмотра.

У отражающего экрана соблюдается правило равенства угла падения и угла отражения.

Конкретный пример — экраны Projecta Pearlescent и Video Spectra с коэффициентом усиления 1,5. Если посмотреть на них под увеличительным стеклом, то видно, что это обычная белая рассеивающая поверхность, усыпанная круглыми отражающими пластинками из двуокиси титана.

Нечто близкое по сути — Datalux от Da-Lite с усилением 2 и углом просмотра 35 градусов.

Экран Projecta Super Wonder-Lite — мягкий, покрытый алюминием, имеющий ребристую фактуру — 42 вертикальных ребра на дюйм. Примерно половина площади поверхности плоская, а остальная — наклонная. Плоская отражает свет на центральную часть зала, а наклонная — на его периферию. Эта структура позволяет получить усиление 2,5 при оптимальном угле обзора 35 градусов. Такие экраны особенны хороши для демонстрации трехмерных компьютерных изображений.

К той же группе следует отнести и экраны с очень большими коэффициентами усиления — 10 — 20, как, например, MOCOM. Они имеют жесткую, слегка вогнутую конструкцию с покрытием из микрочастиц алюминия.

Добавление отражающих «присадок» может сочетаться с тонированием в серый цвет и другими мерами повышения контрастности. К примеру, M2500 от Draper (усиление — 2,5).

ПРЕЛОМЛЯЮЩИЕ

Прежде всего, это так называемые ретро-рефлективные, или регрессивные экраны (не следует их путать с просветными экранами обратной проекции, некоторые из которых, впрочем, также относятся к этой группе). Главная особенность регрессивных экранов — пренебрежение базовым законом оптики о равенстве угла падения и угла отражения: они посылают луч света в направлении его источника, даже если его оптическая ось не перпендикулярна к поверхности экрана. Иногда такие экраны называют преломляющими, что, в общем-то, верно, поскольку противное закону поведение обеспечивается именно преломлением лучей в мельчайших стеклянных шариках, которыми плотно-плотно усыпана вся поверхность, их часто называют бисерными.

поверхность с микролинзами / линза Френеля / лентикулярные линзы

Такой экран нужен, например, если проектор не подвешен на потолке, а стоит на столе.

Надо сказать, что у бисерных экранов сложилась не самая лучшая репутация.

Они дороги, поскольку очень сложны в производстве — нужно обладать технологией размещения большого количества очень маленьких стеклянных шариков на поверхности, которая многократно сворачивается и разворачивается в процессе эксплуатации. Трудно добиться равномерного и ровного прикрепления шариков к поверхности. Такие экраны осыпаются.

Еще одна проблема связана с размером бисера. Если он велик, может снизиться разрешение и возникнуть артефакты.

Впрочем, производители успешно решают и эти проблемы. В частности, компания Da-Lite разработала материал High Power, который используется и фирмой Projecta. Чтобы зафиксировать бисер, он покрыт тонкой пленкой. Такой экран можно даже мыть, и он не осыпается. При этом размер шариков (достигающих у обычных бисерных экранов величины 65 микрон) уменьшен до 9 мкм (толщина человеческого волоса — 10 мкм). Усиление у него 2,8.

Любопытно, что экраны High Power за пределами узкого зрительного конуса ведут себя как обычные рассеивающие экраны, давая равномерное, хотя и с меньшим усилением, изображение.

Наконец, к категории преломляющих относятся и просветные экраны со сложным профилем, включающим сферические микролинзы или лентикулярные вертикальные линзы с одной стороны и линзы Френеля — с другой.

Бывают они прозрачными или тонированными — для повышения контрастности. Баланс между рассеиванием и пигментацией — вещь деликатная, поэтому ведущие производители (такие, например, как Da-Lite, Projecta или Draper) имеют в своих программах широкий спектр просветных экранов с разными степенями затемнениями.