投影机作为一种显示设备,在发烧家庭影院中越来越普及。它可以解决电视难以实现的大画面,而现在投影机的画质也做的越来越好。然而,HDR(高动态范围)技术的应用,在投影机这个领域面临很多问题。
首要的难点就是解决所需的光强度(亮度)和对比度水平。这需要通过更强大和性能更好的光源实现的:如单色激光、三色激光或混合激光(要注意其实很多品牌,都有自家的技术名词以及商标)。如今的投影机,亮度轻松做到2000流明以上,对比度能接近无限大,超过20000:1。但说实话,它还是达不到OLED电视的那种黑位水平,但经过校准加上一些环境黑化处理,投影机的性能还是很出色的。
JVC 80投影机的DCI P3颜色空间覆盖
使用激光光源也带来了色彩上的提升,但仍然有改进的空间。以JVC N80为例,这是一款高端的8K投影仪,它的颜色覆盖表现如下:,100%的REC 709色彩空间; 80%的DCI P3;对于的BT 2020,能达到55%(这些都是大概的数字,都是在校准后测量的)。
如果将这种颜色体积(在特定颜色空间内的亮度)与像Sony AK95这样的新款电视相比,差距还是很明显的:AK95 DCI P3覆盖率达到了100%,BT 2020则高达85%(这也是大概的数字,校正后进行测试的)。这些性能其实还是挺重要的,因为当前影视工业的制作标准是将HDR的起点设置为DCI P3的1000尼特亮度和6500K白平衡。然而,目前影视界的一大趋势是,在颜色校正和母带制作工作流程中不断拉高尼特亮度(比如4000尼特)和更宽的色域使用(BT 2020)。
因此,这里有一个关于购买投影机的重要提示:一定注意下它的P3和BT 2020的覆盖率是多少?这会对你未来的观看体验产生很大影响。实际上,在电视机上也是如此。举个例子,比如,如果你想完美演绎2018年的影片《古墓丽影》(4K蓝光)包含的每一种色调,要知道这部电影是在BT 2020色域下制作的,它的最高亮度超过2200尼特。
杜比视界:投影机不可能完成的任务
目前,应该还没有投影机能够支持Dolby Vision。Dolby Vision能根据每一帧的元数据调整电视的HDR元素。这些元数据会不断变化(而在HDR10中这些数据是静态的),而它这里是动态的,可以提供导演和调色师所设想的模式去发挥最佳性能。对于电视来说,这个技术实现没有太大问题,因为电视本身是能准确知道它自己的最大亮度,而且它是自发光显示设备。
但是投影机却无法做到这一点,因为它们不了解它们处在一个什么样的环境中,最终可以达到多大的亮度,它们也自动无法检测与其搭配的幕布类型,比如屏幕增益多少?是1还是1.25,还有幕布到底是白幕、灰幕、还是打孔幕,还要考虑到投射距离有多远,房间环境光亮度是多少。此外,投影机还无法确定它们正在投射的画面有多大,是100寸还是150寸?
因此,投影机无法预测在播放Dolby Vision内容时可以达到多大的亮度,也无法精确调整色调映射(它的机制比HDR10更复杂)。更要命的是,与OLED电视不同,投影机无法实现同样的黑位,原因很多,比如你看到其实屏幕的反射光,投影机也无法像OLED - QLED电视使用分区控光技术,这些能够达到极致黑位的技术在投影机上都难以应用。当然,一些投影机也增加了动态光圈,可以帮助它在一些场景中提高图像的对比度,但毫无疑问,它们没有通过Dolby认证或具有Dolby Vision HDR的技术。
每个场景使用不同的元数据的高动态范围格式HDR10+
虽然投影机不支持Dolby Vision,但支持HDR10+的投影仪却有很多,因为HDR10+是由影音行业主导开发的,它对其高动态范围系统没有那么严格和封闭,开发者认为高亮度、高对比度和动态光圈的组合对于投影机用户已经足够了。
技术也在不断进步,尽管高端的投影机价格昂贵,但它确实能更出色的HDR效果,我们也希望这些技术,能下放到市面的中端产品。比如,JVC N98投影机就有一个非常有意思的HDR影院优化配置:它允许用户手动添加你所使用屏幕的尺寸、材质和增益等细节的信息。处理器将用户输入的信息与每个场景和房间的最大亮度和纯黑度相结合,从而调整HDR图像。
此外,随着激光电视的技术进步,市场出现了一些支持Dolby Vision模式的型号,比如峰米的某些产品,特别是使用最新一代三色激光系统的峰米影院系列。它宣称具有约2800流明的亮度和约107%的BT 2020色域覆盖率。
至于海信,他们销售的PX-1 Pro型号,在今年夏天的新固件更新中支持了Dolby Vision。然而,在实际应用中,根据用户反馈,该型号在接收动态元数据时的并不稳定,这引发了用户了对其实际能力的质疑。
购买HDR投影机时应注意什么?
颜色校准和色彩管理
我们需要尽可能精确的颜色再现。因此,我们应寻找可以提供精细校准的投影机,校准选项越多越好。具有Imaging Science Foundation(ISF)和THX认证的投影仪通常提供大量的校准或颜色调整选项。或者至少它有预设的电影模式,不需要校准就能提供不错的观看效果。如果你愿意花时间研究或进行付费的专业校准,当然更好。
用于HDR的亮度
大多数人在购买投影机时首先考虑的是亮度。然而,高亮输出并不总是像大多数用户认为的那样重要。当校准好投影机后,极少有机会还保持那么高的亮度。具体的亮度要取决于投影机所在的房间环境(窗户、阳台等),通常在屏幕的边缘能达到约1500流明就足够了。
颜色体积:DCI P3和REC 2020
投影机应该覆盖大约90-100%的P3色域。这可以确保我们观看流媒体、碟片或视频游戏的HDR效果。如果投影仪的BT 2020色域达到75-80%左右,则更好,为将来使用预留更多的性能。如果将宽色域与高亮度结合起来,我们将获得令人印象深刻的色调再现。
原生分辨率:4K UHD
成像芯片当然最好是原生4K芯片,以避免从原始分辨率进行缩放。其他的机器也可以,但效果就要弱一些。
动态光圈
动态光圈功能是HDR投影仪必备的重要功能之一。动态光圈的工作原理类似于Dolby Vision或HDR10+,与人眼的虹膜工作原理相似。它可以打开或关闭虹膜,从而通过光学系统传递更多或更少的光。这意味着当投影仪需要显示暗画面时,它就可以做到这一点,而不是降低屏幕上的光强度。它就像照相机的光圈一样工作,可以打开和关闭组成镜头光圈的金属片。
再说说电视机
我们知道OLED电视面板,它的亮度比不过液晶面板?但对于我们观影,亮度真的重要吗?
要知道亮度的确是一个需要考虑的因素,但要获得最佳画质,秘诀其实在于电视的对比度。
为什么电视的对比度比亮度更重要
正如Displaydaily所解释的,现代电视能够产生300到1000尼特的亮度,甚至有一些型号达到2000尼特的亮度。当然,对于开放客厅用户来说,亮度的确很重要,毕竟大多数人都习惯开灯或者在明亮的环境看电视。
但一些技术专家指出,其实更重要的是关注对比度,特别是屏幕图像与反射在观看区域的环境光之间的对比度比率。
根据他们的计算,为获得最佳观看效果,需要做到以下要求:
对于被动观看(如阅读书籍或杂志):至少7:1
用于课堂演示或会议室:至少15:1
用于分析决策:至少50:1
用于观看电影和其他内容:至少80:1
需要注意的是,这些不是标准,而是一些建议,因为要实现超过50:1的对比度比率并不容易。
如何进行计算
首先,需要测量房间的黑暗程度,这将由环境光决定。因此,为了进行这个计算,需要达到的目标亮度是房间的黑暗水平,乘以你需要的对比度比率(例如,阅读书籍需要7:1,在最佳条件下观看电影需要80:1)。
你需要使用一个照度计,它以勒克斯(luxes)为单位。因此,当你测度量值时,你需要将luxes乘以屏幕的面积(平方米)。通过这种方式,你可以得到每平方米的尼特或坎德拉(cd/m²)数值。
让我们看一个会议室计算的案例:
测量环境光,结果是100勒克斯。
使用的屏幕是16:10,尺寸为120寸,因此面积为4.175平方米。
所以计算是100勒克斯乘以4.175(屏幕面积),以确定环境黑暗水平为417.5尼特。
现在,我们知道在教室中推荐的对比度比率是15:1,所以将417.5尼特乘以15,得到总共6262.5尼特。因此,具有6000尼特的投影仪和一个哑光屏幕将提供完美的结果。如果使用亮度较低的投影仪,不久之后会出现视觉疲劳。
在上面的示例中,Displaydaily展示了有全照明、中等照明和无照明的房间。很明显,投影仪的性能得到了改善。
显然,这些计算取决于房间的照明程度,因为随着房间变得更暗,勒克斯的水平会降低。经过相应的计算后,已经证明这种对比度关系比亮度更重要。
为了证明这一点,他们又换了一个更强大的投影机,因为前边使用的机器最多只能提供300尼特的亮度。为此,他们选择了一台1300尼特亮度的BenQ W1500投影仪,尽管由于墙壁的反射,它的极限对比度比率为51:1。
经过多次测试,结果表明,在一个具有200 cd/m²(17米-兰bert)白色的大剧院中,具有3.3毫米间距的LED墙壁,坐在屏幕后排的观众注意到屏幕过亮,无法正常观看。
智能电视也存在同样的问题。例如,经校准的OLED电视能够在黑暗房间中提供65:1的对比度比率。这是非常好的对比度,但在观看电影时无法做到80:1比率的完美效果。
另一方面,他们测试了一台能够达到1600尼特亮度的三星电视。结果如何?在完全黑暗的房间里,许多观众还是抱怨亮度过高,在长时间观看后也会感到疲劳。
因此,尽管亮度重要,但最好不要过分追求,因为对比度其实更重要。因此,要改善图像,不总是需要增加亮度,而更重要的是根据对比度比例工作,并努力接近建议的值,因为要实现80:1的对比度比率,在电视上真的很难。