探秘透声幕

探秘透声幕 印度海娜花 透声幕的体 验 “谁是最好的”这个争论在社会中永远都没有停息。比如PC与MAC哪个更好的争论，福特与雪佛兰的争论等等。在我们以复制影院体验为目标的讨论中，关于透声幕，也许我们针对一些特征提出“谁是最好的”的讨论，会帮助我们了解的更多。 我们必须从以下几个方面来探讨: 分辨率的表现 对比度(局部和总体) 亮度和光损失 均匀度 色彩饱和度 交叉反射 透声幕的声学穿透率 所有这些因素都必须与另外的因素互相配合才能在屏幕画面和音频给我们最好的体 验。 首先让我们来看看在透声幕的主要表现。在传统的影院环境中，在屏幕的背面安装扬声器一起使用，主要目的是将声音从一个适当的区域传送出去，以提高观众的参与感和音频的可信度。 近年来，越来越多的消费者已经安装了家庭影院，现在蓬勃发展的愿望是在家里可以完全复制影院体验。并且许多人认为因为家庭影院的观影距离更近，在家里观影的体院甚至好于影院的大屏幕。 随着透声幕的崛起，如何制造带“孔”的幕布变得极为重要。很容易理解的是，必须有一个折中的解决办法在打孔的同时兼顾声学穿透率和屏幕反射光的损失率。屏幕的亮度取决于幕布的种类和照明的亮度。举个例子，在传统的影院中，使用12英尺朗伯的亮度水平下，使用孔的Stewart幕布会在15英尺(约4.5米)的地方不再看到孔，而使用Stewart微孔的幕布，会在12英尺(约3.6米)的地方看不到孔。SMPTE标准196M认为在光亮度为12,22英尺朗伯的房间观影是标准。但是现在很多观众并不满意在一个完全黑暗的房间里观影，接下来的目标是在一个类似25,50英尺朗伯的环境里观影。随着环境流明的增加，穿孔或者编织幕的材料就更容易在近距离被观测到，所以观影距离和范围就应该重新计算来使在这个环境中不再看到孔或者幕料。考虑到观众希望在灯光昏暗的房间而不是在完全黑暗的房间中观看的需求，因为屏幕表面会接受环境光亮，就必须考虑投影机与屏幕的完美组合。在我们的测试中有些画面需要投影机的亮度增加一倍才能满足顾客的需求。同时也必须指出的是有些屏幕没有交叉反射的回潮，不能控制光线溢出在墙上和天花板上，而这进一步降低了观看体验。 TIPS 从同一方向看，在给定方向上的任何表面的每单位投影面积上的光照强度(光度)，单位为英尺朗伯。 对比度揭秘 接下来将要讨论我个人最喜爱的标准:对比度。 在关于显示的任何话题讨论中，如果关于对比度的数据写错了的话，那将是十分不可思议的。继续讨论之前，我们定义对比度是根据一种被称为“开/关”的总是以较大数字表现的和一种在整体的系统中用较小的数字表现的设备规范。对比度是一台显示设备的规范，表现了一台投影机在没有光线的地方，应该会显示黑色的能力。当测量完整的投影系统的对比度时，其中包括 房间条件，屏幕，投影机等，我们将利用ANSI棋盘(是一个包括 50%的白色和 50%黑色的正方形)来测量对比度。 在对比透声幕时，我们决定进行一系列的科学试验可以一锤定音地得出各种不同材质和类型的透声幕布的效果。我们选择了对比编织幕和非编织增益幕。我们从问一个关键问题开始，为什么从编织幕到没有打孔的白色无纺布，到微孔增益幕，到对比度增强的微孔幕，视频效果会有大幅提高，而反过来却视频效果会大打折扣呢, 我们发现很多答案都可以在一系列对比度的测试中找到。人类的眼睛可以比较容易的看出来视频的效果，但是客观量化我们看到的视频质量还是需要一系列客观的测量方法。 我们用Sim2 C3X DLP投影机在84英寸的屏幕上测量了不同情况下的ANSI对比度。屏幕后面保证是完全黑的并且无反射的环境。一个 ANSI对比度测试模板包括黑白两色的棋盘将会被投影机播放出来。 在一个完全黑暗的房间中，使用一个校准过的美能达LS-1001度点亮度计，我们保证了投影机有足够的ON-OFF对比度去达到等于或低于0.5英尺朗伯的黑度。朗伯反射标准中证实了这一点。然后，我们在各种条件下利用ANSI 棋盘模板来测量实际的幕布性能。 在完全黑暗的光学实验室里，平面黑色的墙，天花板，地板，ANSI 棋盘模板黑度的标准应该小于0.5英尺朗伯。投影机灯泡的照明条件良好并且基本没有波动。 然后我们在每一种幕布上测量了最大白色和最小黑色时英尺朗伯的度数。测量是在一个45度的窗口中进行。下面是试验的结果。 结果说明了什么? 我们可以对比在这些测试条件下各种幕布的对比度表现。 在“完全黑洞”这种对编织透声幕最有利的条件下，编织幕比行业反射标准低了28.3%的亮度和14%的对比度。编织幕尽管是全白的，但无论从哪个观影角度和观影距离，都不能达到行业反射标准。 编织幕比起Stewart打孔幕Studiotek 130低了38%的亮度和12%的对比度。Studiotek在45度的观影角度仍然保持了较高的亮度，尽管这已经超过了家庭影院的有效观影角度。 编织幕比Stewart Firehawk打孔幕低了28%的对比度和36%的亮度。为了达到和Firehawk相同的亮度，编织幕需要多56%的投影机流明。而要达到和Firehawk 相同亮度编织幕必须多靠近轴心30度。即使是在完全黑暗的房间，Firehawk仍有7%的更低的黑度。 为什么编织幕会提供更低的对比度,动态范围内可提供的亮度是衰减的。相当一大部分的亮度被从可视区域漫射和乱反射了。这些亮度被反射回屏幕表面造成了更大的问题，会毁灭原来的黑度。编织幕有天生的缺陷，它不能阻挡任何从音响部分反射回来的光线，必须配合使用黑色的遮光衬里，夹在屏幕和音响之间，去阻挡从音响部分反射回来的光线，而这却成了一个声音吸收障碍。 如果不使用这个遮光衬里，漫反射回来的光线就会照亮屏幕，极大的损失了黑色的表现力。 环境光效应 如果周围环境允许有部分的交叉反射光时幕布会有怎样的表现呢,在下面的测试中，交叉反射光允许在不同的短时间内出现。我们根据反射标准从一个适当的1.3英尺朗伯水平开始测量在周围有环境光的情况下不同的幕布对比度表现。在光学实验室中一束强烈并且受控制的光束，由于有漫反射也会形成交叉反射光。光学实验室是完全黑暗的，所以只有很少一点光线会产生交叉反射光。在这个测试中，播放ANSI棋盘模板时投影机内部的对比度增强系统会起作用。 这些数据说明了不同幕布在墙或各种表面吸收黑色光时不是完美的。 环境中的对比度的朗伯表现力。这是使用做工精良，稠密度均匀的灰色幕布的自然应用环境。 Stewart Firehawk灰幕比编织幕对比度提高了77个百分点。 Stewart Firehawk灰幕比Studiotek对比度提高了21个百分点。 Stewart Firehawk灰幕比反射比标准提高了36个百分点的对比度。 另外一个评价透声幕的重要的标准是:幕布对那些穿过幕布的光线，从某些表面反射回来的光线(例如背墙)和那些会反射到幕布后面的光线会如何处理,市面上销售的大量不同的幕布对这个问题的处理有非常大的不同，而我们认为是一个有趣的现象，我们决定去测量。 在这个案例中，我们使用一台Sony VPL-VW50投影机投影在84英寸的屏幕上。在轴心处投影机可以提供13.72流明的亮度。我们在每种幕布后面1米处放置了反射比测量仪，我们观察到编织幕布透过了0.87英尺朗伯，微孔透声幕透过了0.72英尺朗伯。为了更好的弄清楚如果光线不直接投射在可视区域到底会带来怎样的影响，我们做了更进一步的测量。 为了直达目的，我们将投影机偏离了一些角度避免投影机的灯泡直接照射在幕布上。在白光下，使用点亮度计，偏离轴心2度，在幕布背后1米远的地方微孔透声幕读出了0.33英尺朗伯而编织幕读出了4.11英尺朗伯的透光度数。这证明了编织幕会透过相当一大部分的光线。 我们接着在要测试的幕布上面组建了一个“通道”以便于我们可以测量到底有多少光线被通过不断的反射返回到了幕布的可视区域内。这个通道可以阻塞消除掉投影机本身的光线，然后我们可以只测量到幕布后面那些通常情况下被背墙不断反射的光线。这些光线首先穿过幕布的可视区域照射到墙面，然后从墙面反射回来又穿透幕布，再次返回到幕布可视区域内。这些光线配合着投影机本身的光线，就会削弱 ANSI 对比度。我们做到了隔离这些光线并且测量 他们。在相同的测试环境下Stewart 微孔透声幕会造成0.08英尺朗伯的再次对比度，编织幕则会造成0.13的再次对比度。 系统动态范围 编织幕和非编织幕之争由来已久。既然Stewart Filmscreen是世界上最大的制造编织幕也制造增益打孔幕布的厂家之一，我们决定关于澄清此事做一些独立的有助于理解的调查。我们发现Stewart是唯一一家有能力提供从0.7到3.0增益的不同幕面材料的透声幕的厂家。 在我们的调查中我们发现目前市场上的编织幕都是负增益的，并且都不能有效的阻止交叉反射光。这些编织幕的市场营销人员都会想法设法不去承认编织幕已经是老技术了。他们说编织漫反射幕布对所有的观影都适用，而这是公然的欺骗，编织幕绝对不会是聚会场所例如体育中心的选择。在我们的调查中，我们发现编织幕面的光效果不好，也就是说很容易被环境光线干扰，而这会大大的降低对比度。 说到Stewart Filmscreen，他们喜欢从光学标准方面宣传他们的幕布。他们发现1.3增益之所以可以带来增益的可视效果是因为在幕面上合理的利用了适当的可反射光的材质。这也就是说有增益的幕面可以更加合适的反射从不同角度得到的光线，而编织幕面只是不加选择的进行漫反射。这些结果也从侧面证实了 ANSI对比度表现的标准。 这些增加了显示的总体动态范围。在我们的测试中，Stewart的幕面在高位IRE 区域可以提供真色彩，鲜艳的画面，同时在低位IRE区域可以保持阴影细节完整。记住零散光线的衰减是构成总体动态范围必不可缺的元素，而动态范围是区分这是精彩的体验还是平淡的观看的关键。另外一个重要的好处是你可以减少灯泡的亮度，或者可以使用影院模式来增加画面引擎的对比度或者开/关对比度。 屏幕分辨率的表现 我们已经仔细的探讨了对比度。对比度的不同会影响到画面保真的程度。如果一部分亮度没有被观众看到，那么这部分可能是被吸收了或者丢失了。我们可以从这两种幕布的解析过程和能力当中来分析。投影出去的光线丢失，细节就会丢失。 投影出去的光线被吸收，细节就会模糊。这是对质量的客观的评价。让我们看一下下面的图片。 声音完善画面 现在我们来重点关注一下影院体验里面的音频方面。我最喜爱的一句关于音频和视频关系的话是:没有完美的音频你永远不能完美体验到画面。在这些年详尽的试验中，我们给影院会员观众播放高等的视频配合中等的音频，或者播放中等的视频和高等的音频。在出口处我们采访观众，观众给了高等音频很好的评价，但是却在批评中等音频中的画面效果～眼睛，耳朵，大脑无情的配合却也促使了我们对透声幕的不懈追求。 在评价透声幕的音频效果时有一些合适的音频特征可参考。这些特征包括声波是通过介质来传播，幕布是一种介质。透声幕的透声性能取决于幕布的设计，并不是布料用的越少越好 ，一些市面上的透声幕当声音穿过幕面时会让声音衰减-2db。除此之外，一些幕布厂商用一种黑色遮光布放在透声幕后面用来减少光线的穿透率，而这会让声音衰减的更多。所有这些都是市场在营销中过分吹嘘造成的。 Stewart Filmscreen的工程师在THX工作室中用原始的产品测试找到了一个我们称之为“优雅且简单”的解决来解决这个物理现象。他们测试发现当频率高于10KHz时幕面后面的声音将会被影响到。通过与Tomlinson Holman合作，Stewart设计研发了一款行业内的专业音频标杆—CSP(Cinemasonic Processor 影院音频处理器)，可以简单主动的恢复在10K-20K Hz范围内被衰减的声音。我们知道扬声器需要放置在屏幕背后最少12英寸远的地方才可以得到更好的效果。他们发现如果扬声器靠近幕布太近，相互过滤效应会出现，但是如果按照 12 英寸标准来放置，就会实现最小的衰减和得到最大的声学穿透率。 THX 颁发给了Stewart微孔透声幕产品最高的评级THX Ultra。“THX Ultra 给投影幕和 DVD 播放机的配合使用带来了最高端的表现力，完善了THX Ultra2类别。THX Ultra和 THX Ultra2规范是为了那些在家庭影院领域追求设备顶级效果的音频发烧友们设计的，代表了THX最好的组合 。” 声学穿透率 有一家编织幕的营销资料上描述了透声幕可以达到的音频效果。他们宣称打孔幕永远像一个滤波器，并且作为证据，他们提供了一个扬声器被放置在幕布后面4英寸的照片。这个宣传令人失望的地方在于它就是有目的的来把好东西变坏。在微孔透声幕宣传的初期，Stewart已经不断告诫使用者务必将扬声器放置在幕布后一英尺的地方，而4英寸是绝对不应该的。为了证明此，我认为一个清楚明了的试验是必不可少了。 试验证明一切 我们联系了Harman Internationa，这是一个国际音箱制造业的领先者品牌，他们拥有不计其数的行业，有着极好的测试仪器和标准。Allan Devantier是客观评测组经理， 他在他们的无回音的实验室为我们设计了一系列全面透彻的试验来检验微孔透声幕，普通孔透声幕和编织幕。根据不同等级，不同配置的音响，使用快速傅里叶变化算法(FFT)在MLSSA系统中，声音距离轴心的远近，差别，特性等等都将被分析到。所有的幕布将会在一个公平中立的环境中被测试。 该测试一视同仁无论生产厂家，致力于为每一个产品得到公平公正的结果。 我们发现测试的结果十分有趣。当把音响放置在幕布后面12英寸的地方时，每一种幕布都能得到较好的效果。所有的幕布同时又都会受益于扬声器驱动轻微前倾。当扬声器放置(无论嵌入式或号角)在幕布后2英寸或者6英寸的地方时，无论哪种幕布都会有滤波效应。 这样看来实际上的测试结果和编织幕营销宣传的一致吗,宣传的并不一定是正确的。当编织幕独立使用时声音的穿透率是非常好的，没有黑色遮光布覆盖。但是我们发现黑色遮光布为了保持对比度，哪怕是在非常黑暗的环境中也是必须的。我们通过经销商购买的2块编织幕都没有配备提高对比度必要的遮光布，所以我们通过各种咨询后购买了一种很轻的防火的黑 色亚麻布作为遮光布，这种布配合编织幕使用不会产生摩尔纹。尽管我们在测试的时候认为这块遮光布是十分理想的，当然你也可能会有争执。因为不管在那种情况下，你购买编织幕的时候都不会被告知你需要遮光布，你必须自己搞定它。 当黑色亚麻遮光布与编织幕一起测试时，声学穿透率被大幅度的减弱了。当然，站在公平的角度上来讲，也许选择其他的遮光布效果会稍微好点，但是编织幕的厂家并没有推荐任何遮光布，消费者也不能从任何渠道获得更好的遮光布。 下面的图片显示了当把扬声器放置在编织幕布后 12 英寸时的声学穿透率，分为10 个级别。红色线显示了理想状况下没有遮光布时的声学穿透率。蓝色线显示了同样的编织幕在有遮光布时，同样配合 6英寸音响，12英寸距离远时的声学穿透率。两条线都采用了30个网格显示了频率的响应。关于是否还有更好的遮光布的讨论在这里我们不再讨论，因为Harman International的Alan Devantier和他的团队已经本着尽可能公平公正，严密严谨的态度挑选了适当的遮光布了。布来保持对比度，但是确实会有声音上的损耗，10KHz频率以上会有衰减。但是根据我们了解，Stewart早在数年前跟THX已经发现了这点，并且提供了一个单通道的平衡器，CSP影院声音处理器，在一定程度上弥补了这个损耗。 下面这图片说明了微孔透声幕，在相同的情况下的透声率，6英寸双声道扬声器，放置在幕布后12英寸，微倾斜10英寸。红色线代表了在平均的30个窗格下的微孔透声幕的声学穿透率。蓝色线代表了微孔透声幕配合CSP使用时的声学穿透率。注意到一些高频在最高八度音阶是衰减了。在10~15KHz时会有大概0.5到1db的音频衰减。 “清晰畅通的音频“ 并不是实际应用中他们能传递的。实际上他们必须要一个黑色的遮光布，这是必要的“治疗手段“对付那些透过的光线。但是这个亚麻布作为一个宽带滤波器，会不平衡的衰减高，低音频频率。在我们测试的Stewart的屏幕上，他的表现和广告一致并且我们注意到了他们为了减 少衰减而做的成功的努力。这些测试不会以任何方式从负面的角度成为描绘某一产品的杠杆。所以音频的选择底线是，如果你决定使用减少了对比度和动态范围的没有做遮光处理的编织幕，那么音频是可以接受的。但是如果你想要达到影院的视觉标准，维护来之不易，昂贵，高分辨率的投影机带来的视觉效果，遮光布会大幅影响至少2分贝以上的声学特性，而且你必须自己动手去处理遮光的问题。 总结 其实说到底我们最后发现还是物理法则胜利了，你所看到的内容只会让你更清楚，而不会被大量的误传和吹嘘迷惑。我们探讨了前置投影机画面的核心几点:对比度、亮度和分辨率。我们深入的探讨了环境光线对不同幕布的影响并且由此带来的观影效果。在Harman公司Allan Devantie的协助下，我们测试并测量了我们听到的声学穿透率的细节。能看到你所听到的这是一件非常酷的事情。关键是现在我们有了可以用来下结论的客观数据，而不是简单的只靠猜想或者某些为了营销制造的结论。 作为一个“视界人”我由衷的对这些公司像Stewart Filmscreen和Harman以及那些为了追求完美画面和声音体验而做出孜孜不倦的努力的公司感到高兴。在以前的摄影界有这样一句老话“如果你不了解照相机那么你最好了解一个优秀的照相机厂商”，当然这在家庭影院界也是十分正确的。如果你不够了解投影机、屏幕和音频那么最保险的办法就是信赖那些致力于此的人。 印度海娜花