Яркость и контрастность проектора.
Lumen, ANSI, LUX: что это такое и как видеопроекция ведёт себя при свете и в темноте?

Многообразие вариантов измерения яркости проекции делает возможной ситуацию, когда малоизвестные производители указывают завышенные значения яркости (особенно этим славятся продавцы проекторов на AliExpress), указывая 4500, 5000, 7000, 9000 Лм, хотя по факту эти проекторы могут светить слабее, чем бытовые проекторы известных производителей со световым потоком 3000 ANSI Лм. При внимательном изучении характеристик проектора это легко можно определить.

Оптимальные, существующие в природе и подходящие для большинства ситуаций, значения яркости проектора выглядят так:

Для домашнего кинотеатра, если вы затеняете помещение, достаточно проектора яркостью от 500-1000 ANSI-люмен.

Для проекций в залах с естественным освещением — от 1500 ANSI-люмен.

Для демонстрации в светлом и просторном кинотеатре — 4000-7000 ANSI-люмен.

В своих инсталляциях для видеомэппинга мы в POGUMAX часто используем проекторы 3000-3500 ANSI Лм. Обычно этого хватает для проекции на стену шириной 4, 5 или даже 6 метров (если проекция работает в помещении с приглушённым светом. В полной темноте такие проекторы могут создавать яркие проекции шириной от 6 до 8 метров (правда, пиксели проектора будут заметны, если подойти к стене). В более светлых помещениях такой проектор не будет давать яркое изображение на ширину даже 4 метра, эффективно его будет использовать для проекций шириной 2 или 3 метра. Чем меньше площадь – тем ярче.

Зрители воспринимают не сам световой поток, а его отражение от поверхности. Поэтому яркость изображения одного и того же проектора на стене 1м² будет гораздо выше, чем при площади 10м².

Если разделить объем светового потока проектора на площадь стены, на которую мы проецируем картинку, получается результат в люксах (lux). Эти единицы измерения показывают, как меняется яркость при определенной ширине и высоте проекции. Например, бытовой проектор выдает изображение с интенсивностью 3000 ANSI Лм, его луч попадает на стену 10 м², получается 300 lux — освещенность поверхности в 1м².

Соотношение яркости белого к яркости черного создает контрастность изображения. В современны проекторах это значение колеблется в пределах от 2000:1 до 500000:1 (чем больше значение, тем темнее чёрный цвет у проектора). За интенсивность светового потока отвечает сам проектор, а вот глубина черного цвета зависит от количества света в комнате и характеристик экрана.

Иногда, чтобы искусственно увеличить контрастность проекции используют черные экраны. Но и простое затемнение в комнате помогает значительно увеличить контрастность и глубину изображения.

Простой пример, вы включаете проектор 3000 ANSI Лм с контрастностью 10000:1 в комнате, где приглушили свет до степени, когда читать уже неудобно. Площадь проекции 10 м² (4 м шириной и 2,5 м высотой). Фоновый свет на стенах составляет 300lux. Яркость светового потока проектора получается тоже 300lux. Итого яркость фонового освещения + проектора (при условии проекции белого света) получится 600 lux, а фоновая засветка 300lux. Получается 600/300 = 2:1, а не 10 000:1.

Чтобы улучшить эффект, достаточно приглушить свет, фоновая засветка менее 50 люкс, уже даст контрастность в 3,5 раза больше – 7:1. Расчеты: (300+50)/50 = 7:1

Таким образом, контрастность изображения при свете значительно меньше, чем могла бы быть в темноте.

1. У нас в помещении включено основное освещение, фоновая яркость 500lux

Чтобы сделать проекцию на стену хотя бы размером 3х2 метра (6 м²) с контрастностью 5:1, нам нужно чтобы на каждый квадратный метр приходилось дополнительно 2000lux яркости проектора. Для 6м² это 12000 люмен. Такие проекторы стоят от 1-2 млн рублей.

2. В помещении выключено основное освещение, но работают светильники и дают фоновую яркость 50lux

В помещении выключено основное освещение, но работают светильники и дают фоновую яркость 50lux. При таких условиях мы можем использовать проектор 3000 люмен и проецировать на площадь 10 м² вместо 6м². При этом, контрастность будет больше, чем в 1 варианте – 7:1, вместо 5:1, т.к. фоновая засветка в разы меньше ((3000 люмен / 10 м²) + 50 люкс)/50 люкс = 7:1. Такой проектор может стоить в районе 100 тыс. рублей.

Итого, стоимость проектора в 10-20 раз меньше, контрастность изображения выше на 40% (7:1 вместо 5:1) и площадь изображения больше на 60%. Всё это благодаря тому, что мы затемнили помещение.

Иногда не имеет смысла переплачивать за проектор, простое затемнение в помещении может серьезно улучшить качество картинки. Ведь мы помним, что контрастность — это соотношение яркости белого и черного, а окружающий свет просто превращает его в серый.

В темноте проекции выглядят намного лучше, и можно использовать менее мощные проекторы. Наглядный пример из нашей работы, посмотрите, как в полной темноте один стандартный проектор 3500 ANSI lm может качественно проецировать изображение на ширину 5-6 метров. Такие проекторы мы поставляем в наших комплектах оборудования.

В полной темноте один стандартный проектор 3500 ANSI lm может проецировать на ширину 5-6 метров, посмотрите пример нашей работы. Мы органично вписали видеопроекции в интерьер банкетного зала и создали зрелищную картинку благодаря темноте окружающего пространства.

Затемните помещение, и вы получите не только более контрастное изображение, но и сэкономите ресурс работы прибора. Проектору не придется обеспечивать световой поток, намного превосходящий яркость окружающей обстановки, поэтому срок службы лампы увеличится, проектор будет работать тише. А главное — вам удастся добиться десятикратной экономии бюджета при покупке оборудования.

Уровень засветки при уличном видеомэппинге определяется аналогичным образом. Например, вы планируете проецировать изображение на площадь 60 м², если есть возможность делать это в темное время суток, то с задачей вполне справится проектор на 6000 ANSI Лм. Освещенности 100 lux при затемнении будет вполне достаточно.

Посмотрите, насколько красочной получилась проекция, которую сделала наша команда на открытии чемпионата по хоккею. Площадь стадиона 180 м². Здесь важной задачей было одинаково хорошо осветить коробку, чтобы проекция была видна с любой точки стадиона. Уровень освещенности здесь 120 lux.