投影机光学参数全解析

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一、焦距、投射比例和变焦范围
    很多朋友都经常会问：“我用xx投影机，可不可以在3米的投射距离上获得150"的大画面？”下面我们就来详细了解投射距离和画面尺寸间的关系，来搞清楚到底是什么因素决定了可不可以在3米的距离上获得150"的画面。
/ k- a8 a; T  r/ N9 f    1、投射比例和变焦
    严格来说：投射比例=投射距离/图像宽度
' I3 @" E5 Y. E7 k/ f' `    但是我们通常习惯说图像的对角线尺寸，而不是图像宽度。因此本文中我们做了小小的修改：
    投射比例=投射距离/图像尺寸，图像尺寸就是指图像的对角线尺寸。
2 M2 \' g* f9 k& l" ~3 C1 a' W% u    如果投影机不具有变焦功能，那么投射比例是固定的。也就是说，图像的尺寸完全有投射距离决定。
    如果投影机具有变焦功能，则投射比例是可变的。也就是说，你在同一距离上，可以投射出不同大小的图像。或者说，相同的图像大小，可以是不同的投射距离。
& D/ L+ R* ?+ a2 S    变焦范围=最大焦距/最小焦距=最大投射比例/最小投射比例
: @1 ]1 ^2 h2 L1 C6 {    2、投射比例与焦距
    投射比例可以通过投影机的焦距和显示面板(LCD/LCoS/DLP)的尺寸来计算。
7 Q7 D# P) N) W: H2 K    如果投射画面和显示板是相同的形状，比如都是16：9或者4：3的话，计算公式：
( l: b/ V/ i' I8 G& I4 p& `    投射比例=焦距/显示面板对角线长度(焦距和显示面板对角线长度必须使用同一单位。)
    如果是16：9的显示板投射4：3的画面或者4：3的显示板投射16：9的画面，计算公式稍为复杂。
    3、最大/最小投射距离
4 S& S1 h. W" W) U/ [    投影机镜头组的最小聚焦范围决定最小投射距离。而最大的投射距离通常则由屏幕亮度决定，如果投射距离过大，投射的图像很大，而图像的亮度下降，整体的视觉效果变差。下面我们还会专门介绍如何计算亮度。
( M) {$ r4 {/ ~5 K8 v% ?    投射距离=投射比例x屏幕对角线尺寸(英寸)=焦距x屏幕对角线/显示面板对角线
二、屏幕亮度
    亮度的表示单位是流明。
" |9 G7 c8 q5 S! t1 o    在同样的全屏幕亮度下，越小尺寸的画面越“亮”。同样是700流明，当然在100"的画面上比150"的画面上“亮”。这个名词虽然可以表示投影机输出光强，但是由于不知道投射画面尺寸，你还是不知道你实际看到的画面到底有多“亮”。因此，我们也经常使用一些其他的术语来表示实际的图像亮度。
) B0 G1 l* O/ `, Z5 w0 x    尺烛光：
    尺烛光=投影机输出的光强/屏幕面积
: P( V/ r5 \; G$ ]  m9 h3 p    这也是表示投影机的性能。由于投影屏幕的增益不同，你看到的亮度还是与尺烛光的大小不完全相同。
4 B. u0 l: C' X1 ?    实际屏幕亮度=投影机输出光强x屏幕增益
' A8 Y$ m+ p# k1 }6 }; O4 Y    平均亮度(英尺-朗伯)
    平均亮度(英尺-朗伯)=实际屏幕总亮度/屏幕面积(英尺2)
    因为我们通常使用屏幕对角线尺寸(英寸)来表示画面大小，因此：
    16：9画面：平均亮度=337x投影机输出光强x屏幕增益/屏幕对角线的平方(英寸)
* f, P/ a' T5 I' ?& u# h    4：3画面：平均亮度=300x投影机输出光强x屏幕增益/屏幕对角线的平方(英寸)
    这才是你实际看到的图像到底有多“亮”！在电视机领域，我们也通常使用cd/m2=坎德拉/平方米=footlamberts*3.43来表示图像的实际亮度。
( W. _3 d. A! v) [) R) s. f! m    足够的亮度
( l( _- }) ^0 c  V- {/ d" D1 E    美国组织的SMPTE-196M规定了图像足够亮度的标准，标准规定12-22footlamberts(或41-75cd/m2)为电影院的标准亮度范围,我们通常认为16footlamberts(或55cd/m2)为标准亮度。
2 j" Y5 _: U% i. t    可能你还是要问到底16footlamberts(或55cd/m2)有多亮？我们来看几个例子：29”的电视机的平均亮度超过120cd/m2(峰值亮度还有高得多)，而21”电视机的平均亮度通常可以达到200cd/m2(峰值亮度还有高得多)，LCD电视机通常可以达到400cd/m2，等离子电视机则可以达到600cd/m2，户外阴天的亮度通常是30-100cd/m2。
9 l% @' c% A3 Z9 u    你在比较亮度的时候不要忘了，电影院要求全遮光，在没有环境光的影响下，41-75cd/m2就足够了。而电视机是在通常环境下使用，因此亮度高得多。
    撇开环境光来谈亮度是没有意义的。这就是为什么资深玩家告诉你7”显象管投影机足够亮，对图像的暗部表现很好，影院感非常强。而也有朋友告诉你：显象管投影机太暗，千万别买！如果你可以保证全遮光，显象管投影机的亮度就已足够，而LCD、DLP投影机则关键看暗部表现而不是“够不够亮”。如果你的环境受限，无法保证全遮光，最好不要考虑显象管投影机。
8 S% j" I4 Y8 ~" A" R$ `    另一个很相似的撇开环境光来谈亮度问题，很大朋友报怨“显象管背投的画面模糊，很暗”，据我观察，在大多数使用显象管背投的朋友手里，这的确是普遍现象。原因：因为你不会用！显象管投影机的最大亮度的确没有办法跟LCD、DLP投影机比，这不是一个数量级的对手。显象管投影机不管是背投还是正投，都要求控制环境光。
- o. x' _2 A! V( Z# _三、梯形矫正
    1、垂直梯形失真
    投影机要么吊装在天花板上，要么就放在桌面上。不管是哪种方式，投影机都不大可能正对着屏幕，并放在屏幕中心对应的位置上。这种情况下，梯形矫正是获得正确图像的保证。
    梯形矫正量使用百分比来表示。梯形矫正量=投影机与屏幕中心的高度差/屏幕高度。投影机比屏幕中心高，数据为正数；反之，数据为负数。上图中的梯形矫正量为+25%。如果投影机正对屏幕中心，则投影矫正量为0。
) l3 S: V6 [% X  H    通常我们讲投影机的梯形矫正能力的时候实际使用的是角度，即投影机的水平位置相对投影机与屏幕中心连线的角度。
    2、水平梯形矫正
    垂直梯形失真是投影机在偏离屏幕中心的垂直方向而造成的，而水平梯形失真则是因为投影机偏离屏幕中心的水平位置而引起。和垂直梯形矫正相类似，水平梯形矫正也使用角度来表示。
6 z- V0 I3 l+ l7 [; W! Q    3、矫正方法
! E2 A) g( ^! \+ V    光学梯形矫正
    由于梯形失真的产生是因为投射系统中心和屏幕中心偏移，所以如果显示面板(LCD板/DMD板)上的图像是正确的话，那最后的成像就有梯形失真。光学矫正的方法是在显示面板和投射系统之间加入矫正环节，这样最后得到的图像既完成了梯形矫正，又保证了全部清晰度。
: `+ l  Y. t- W2 q5 L1 E" n    数字梯形矫正
% @: W' [; w8 L1 V3 _( g) J( `6 x    数字梯形矫正对要显示的图像进行处理，先把图像处理成具有“上宽下窄”的，然后经过投射系统“上窄下宽”的失真，屏幕上的图像就成了四四方方的正确图像了。由于原始图像经过了“上宽下窄”的处理，因此不能完全利用显示面板，这会造成图像清晰度的损失。梯形矫正量越大，数字梯形失真矫正造成的清晰度下降就越多。

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好！学习了！

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