黑色很好!但并不是所有的黑色都是一样的!

 

我们最近在重新装修影音室。专业人士肯定知道，一个好的投影机的头号大敌是杂光。因此，要再现投影机的最高画面质量影音室必须优化杂光，换而言之，要尽可能多地吸收光线。

 

完整的对比度

房间里的杂光会降低画面的对比度

并使画面看起来有些褪色

低对比度

 

大家都知道：黑色能吸收光线。颜色越黑，吸收的光量就越多，画面就越暗。但是，不仅是颜色，物体表面的纹理对反射也有很大影响。例如，一个黑色的、有光泽的钢琴漆表面会直接反射大量的光线（因为它就像镜子一样），而黑色的毛毡就会吸收大量的光线。但是，即使是黑色的毛毡，也达不到最深的黑色。

 

完美的家庭影院房间的目标是完全吸收光线，因为任何形式的反射都会反到屏幕上，并大大降低画面对比度。只有完美的小黑屋才能让投影机充分地利用动态。为了寻找完美的黑位，许多家庭影院发烧友对许多材料进行了对比。有一张图得到大多数人的认可，那就是曼弗雷德-克拉策的对比照片，因为它提供了关于织物不同吸收程度的更清晰的信息。

 

 

有些人可能想知道为什么这种最黑的物质会以美国连环画中的一种虚构金属物质来命名（"金刚砂"）。这是一个厂家为家庭影院专门生产的黑色织物起的名字，现在有些人可能会问，为什么一个光学优化的织物要用音频和声学来宣传。原因很简单：合理的影音室不仅在视觉上是需要控制的，而且在声学上也要控制反射/回声。出于这个原因，特别是第一声学反射的区域要用吸音材料进行处理。

 

 

这些算不上美观的立方体，应当隐藏在装饰性的织物后面，这些织物被拉伸到框架上。这又要求织物允许声音完全通过，而不是像盾牌一样在吸收层前面反射。在这种情况下，人们 想到了 "声学透明 "织物。

 

在建立我们的影音室时，我们还对比了各种织物，所有的侧墙和天花板都做了处理，房间里现在应该已经没有杂光了。

 

完工后的影音室

 

 

 

这次装修我们了解到，即使是黑色面料，技术也在更迭，厂家发来了很多小样，包括不少于五种黑色面料，这些面料都有其各自的优势和劣势，我们要在这个比较测试中研究这些优势。

 

不同的1米×1米织物小样

 

摆放在我们的影音室前厅里

 

乍一看，你认为你可以看到 "最黑 "的织物在最左边，这种感觉并没有错，但还有其他方面需要考虑，我们在下面进行详细对比。不同的材料对光线的吸收有多强，它们在图中的对比度如何等等......现在开始进行正式对比!

 

1.      测试标准

 

1.1   吸收/参考值/参考

 

为了能够进行客观的测试比较，我们需要一个参考值，可以用来直观的对比吸收效果。对我们来说，使用 "最差效果 "作为参考是有意义的，也就是说，不做任何控光，并且有白墙壁的房间。

 

 

白墙很好看，但对于影音室来说是大忌

 

在这样的房间里，每一面墙以及天花板和地板都像一块画布。光线像 "背景噪音 "一样扩散到整个房间，有一部分会返到幕布上，在那里它使暗部区域变亮，从而降低了画面的对比度。我们把参照用的 "浅色墙面的客厅 "作为吸收水平为 "0 "或 "0%"。 反之，完美的吸收将是 "1 "或 "100%"。

 

1.2   测量方法

 

然而，为了能够将吸收值与我们的参考 "房间 "完全关联起来，我们必须使用一种统一的测量方法。由于优化是关于画面中的对比度改进，我们将最终结果评估为最大可能的对比度测量。画面内对比度测量的经典方法是著名的ANSI棋盘法，其中50%的屏幕区域由白块组成，另外50%是黑块。

 

许多评测人员抱怨说，ANSI对比度图案不是很实用，因为许多视频内容（特别是剧情片）没有如此 "强 "的对比度，画面上有很多明亮的部分。然而，这不是这个测试模式的目的。ANSI对比度图案更应该被看作是 "最极端 "的画面测试图案之一，它的确会在投影中出现（包括剧情片，甚至越来越多的电视节目和视频游戏也会涉及）。为了与 "困难程度 "保持一致，这里的最大可能测量值也相应较低：良好的家庭影院数值会达到500:1，只有极少数设备超过800:1。 换句话说。ANSI对比度反映了最低的画面对比度（"最差情况"）。如果你把它放在控光的房间中，你画面的所有场景也会有尽可能高的对比度。对于我们的目的而言，ANSI对比度也是首选，因为它能产生最大的、均匀的杂光，而我们的吸收测量需要这种散射的杂光。出于这些原因，我们根据常见的程序，将我们的测量结果与ANSI棋盘进行比较。所有的黑块都是单独测量，然后取平均值，白块也是如此。由此产生的黑与白之间的系数，可以量化我们的对比度。

 

1.3   加工性能

 

最后，我们看一下与影音室安装有关的性能：一种织物在框架上有多大的延展性，有多大的伸缩性，有多大的稳定性，当安装在天花板或更大的表面时，是否有下垂的迹象？

 

 

 

2.      作为起点的参考测量

 

2.1   白色参考空间的画面对比度

 

说了这么多理论，让我们进行第一次测量。我们选择了一台特别的高对比度的家庭影院投影机，其原始ANSI对比度为500:1，这只有在理想的房间里才能实现。

 

在我们2.5m²的幕布上，我们的2500流明的机器产生了1000 lux的照度。在黑色区域，投影机产生2 lux，这样ANSI对比度为1000 / 2 = 500:1。

 

 

我们投影仪在理想房间的最大对比度

 

我们现在把投影仪放在一个有白墙的房间里，但要完全变暗，以便没有外在的光线可以干扰测量，并确定ANSI/棋盘式对比度。结果是可怕的：500:1的对比度只剩下34:1，这相当于损失了93%!  为了进一步分析，我们需要房间实际产生的杂光量，它可以用最简单的数学计算得出。

 

在白色墙壁的房间里，对比度极小

 

在我们的白色房间里，我们在白场测量到1028 lux，在暗场测量到约30 lux。因此，减去光线偏移，我们的图像被照度为28 lux的杂光 "雾化 "了。必须尽量减少这种杂光。

 

 

一个题外话：投影机是否影响画面的对比度？

 

实际上，这与我们的话题无关，但在这一点上很有意思的是，投影仪对非优化的房间画面对比度可能会有影响。让我们来看看两个备选方案：一台具有1000:1 ANSI对比度的投影机和一台具有250:1 ANSI对比度的投影机。它们是如何影响屏幕的对比度？

 

投影机的原生屏幕对比度越高，它产生的杂散光就越少。然而，几乎不变的是房间的杂散光量。因此，在我们的1000:1投影仪中，在白色房间仍然可以可以得到35:1，这是一个几乎没有变化的数值。而一台原生ANSI对比度为250:1的投影机在同一个房间里只剩下31:1。

 

很容易看出：投影机的ANSI对比度在客厅里几乎变得无足轻重，因为杂光成分以百分比形式盖过了一切。因此，具有特别高的画面对比度的投影机在非优化的房间中是 "赢在起跑线的"。只有在一个优化的房间里，高对比度的家庭影院投影机才能发挥其全部潜力。因此作为一个有追求的发烧友，务必要做光处理。

2.2 几种样品的直接吸收测量

 

如果时间和精力足够，我们会在一个影音室中依次铺上所有的织物（即所有的墙壁、天花板和地板），并重新测量ANSI对比度。可惜的是，这些对我们来说不是很现实，所以我们要寻找更简便的方法，提前考虑一下房间里哪里的杂光最多？


 从图中可以看出，我们的屏幕将光线均匀地散射到各个方向，甚至与两侧、向上和向下非常小的角度上也是如此。从那里，它快速地到达墙壁、天花板和地板，如同音频上的 "第一反射 "一样，它们是最大的问题。



 从某种意义上讲，反射到房间里的那部分光比直接投射到屏幕上的那部分光要少得多（墙壁也会向各个方向均匀地辐射）。下面的照片清楚地表明了这一点。



 在一个优化过的黑色房间里，我们在紧靠测试图案的右边放置一堵白墙。从白墙直接投射到屏幕上的光线足以将棋盘的对比度降低到40:1以下，你可以看到暗场中的增亮。剩余的杂光在我们的黑屋里被吸收了。在一个优化过的房间里，杂光从第二次反射开始就几乎被 "消除 "了（例如，0.05 x 0.05 = 0.0025 = 0.25%的反射）。

 因此，作为 "无吸收 "的标准，我们将白色的客厅作为参考，或者更准确地说，白色的屏幕，一个在所有方向均匀反射的表面，增益约为1。我们用我们的参考投影机进行投影，并测量大约1m²的表面的反射。由于白色反射均匀，织物的方向并不重要。

 回到我们最开始的计算：在我们的投影仪的1000lux中，有28lux作为杂光返回，这相当于2.8%的比例。我们能进一步缩小这个比例，我们得到的ANSI对比度就越高。



 现在我们回到白色房间，更准确地说，是白色壁纸：在我们的测量设置中，我们测量从我们的样品直接反射回来的光量，即从壁纸返回来的光（屏幕->壁纸->屏幕）。我们把这个结果等同于吸收率为0%，如前一章所解释的。



 所有其他图案的测量都是根据相同的实验确定的，并与这个参考值有关。测量值越低，吸收就越高。例如，如果与白布相比，一块布的反射率只有10%，其吸收率就是90%。但这还不是全部：由于角度稳定性的变化，我们还得测量四个方向。逆向、顺向和侧向。这三个值最后会被平均化，得到总的吸收指数。


3. 测试和测量结果

在所有这些准备工作做好以后，我们终于得到了 "实实在在 "的测量结果。我们不仅测试了金刚砂材料样本，还测试了传统的和常见的优化材料，如黑漆、黑木材、地毯和莫利通，有时会有令人惊讶的结果。

3.1 黑漆墙面

使房间变暗的最简单方法是将墙壁涂成黑色。然而，许多实际测试已经表明，这并不能实现绝对吸收。我们测量数据显示，与我们的白墙相比，我们实现了92%的反射减少，这是一个令人惊讶的高数值。

看起来是深灰色但涂成黑色的墙壁仍然吸收了很多光线

 这个结果实际上听起来非常好，我们几乎可以达成我们的目标？让我们简单地把这个结果应用到我们的参考场景中：如果我们把白色房间的散射光（28 lux）减少92%，那么还剩下2.3lux的散射光。加上投影仪的数值，这可能会得到的ANSI对比度为1002.3 / 4.3 = 233:1。


黑墙

 使用黑色，我们已经实现了图像对比度的显著增加，但仍然只达到了投影机对比度的50%（500:1）。

3.2 莫利通

仅仅通过肉眼观察，你就可以看到黑色的莫利通比涂成黑色的墙更黑。



 我们的测量也验证了这一点：与白墙相比，莫利通达到了96%的光吸收率！这是进了一大步。

莫利通

 我们再次进行计算。有了莫利通，我们将杂光从28Lux减少到了1.12 Lux。因此，我们已经能够进一步提高画面中的对比度，但我们离最高的对比度还有一定距离。

3.3 黑色涂层木材

我们还使用了涂有黑色涂层的三聚氰胺木料，这在建材市场可以买到，也很便宜。



 虽然它是黑色的，但在高端用户中却被人诟病，因为光滑的表面往往会产生反射。我们再次测量，在我们的测试中得到了97.5%的吸收水平，也比莫利通的吸收水平高，比哑光黑漆墙的吸收水平高! 所以黑色涂层的木材也许比它的口碑更好？只是在某种程度上：事实上，它反射到屏幕上的光线要少得多；根据 "入射角=反射角 "的原则，它将光线从屏幕上引向房间，所以它在这里表现得更好。


 但问题是之后会发生什么，部分光线是朝向观众的，因此扰乱了图像效果，令人不安的镜像效果。其余的分布在地板、家具、天花板和后墙。如果它们是深色和无光泽的，那么实际上很少会返到屏幕上，ANSI对比度超过300：1是可以实现的。然而，考虑到令人不适的反射，涂层木材仍然不是最好的选择。


3.4 地毯

黑色的地毯似乎是吸收杂光的好选择。颜色深，表面粗糙，纤维深，光线可以被 "吸住"。



我们的测量证实了这一假设，与白墙相比，黑色地毯吸收了 97%。

黑色绒毛地毯

因此，ANSI对比度为350:1是可以实现的；超过这个指数，黑色也会明显变得更暗。

3.      结论

我们的测试揭示了几个有趣的地方，我们在此总结一下。

- 一个没有经过优化的影音室将ANSI图像对比度限制在两位数的低数值。投影机的质量对这一限制几乎没有影响；高对比度的机型会失去90%以上的性能。为了获得最佳性能，必须对房间进行优化。

- 影响图像的大部分杂光是由屏幕临近的明亮墙壁、地板和天花板产生的（第一反射）。在一个黑色的房间里，仅这一区域都是决定性的，因为每增加一次反射，杂光就会再被吸收90%。

- 任何形式的杂光吸收都有很大的帮助（油漆、莫立通等）。黑漆已经将画面中的对比度提高了700%，莫立通提高了1000%。但高质量的投影机仍然达不到最高的性能。

- 成品的高端黑色吸收材料进一步增加了画面中的对比度。然而，正如HighEnd的惯例一样，要实现最后 "几个百分点 "的提升代价非常高。我这里测试的所有影院织物都达到了杂光优化的最高水平。然而，在安装时，要确保各个部分总是以相同的方式对齐，并且 "明亮 "的一面要远离屏幕。

顺便说一句：如果所有的墙壁都用黑色的织物进行优化，即使是家具和个别较轻的装饰物也不会对画面中的对比度产生明显的影响，因为它们的反射也被吸收了