Haben Sie sich jemals gefragt, warum das Bild auf einigen Fernseh- und Monitorschirmen besonders tief und „lebendig” wirkt, während es auf anderen eher flach erscheint? Dies ist zum Teil auf die Oberflächenschicht des Bildschirms zurückzuführen, und perforierte (oder mikroperforierte) Bildschirme sind eine der interessantesten Technologien in diesem Bereich.
Im Wesentlichen handelt es sich um Bildschirme mit Tausenden von winzigen, für das Auge unsichtbaren Löchern. Wozu sind sie gut? Ihre Hauptaufgabe besteht darin, die „Hardware“ zu verstecken. Diese Mikroöffnungen ermöglichen es, Komponenten wie die Frontkamera, Lichtsensoren oder den IR-Anschluss für die Fernbedienung hinter dem Bildschirm zu platzieren, ohne dass dafür grobe Ausschnitte oder Aussparungen in der Frontblende erforderlich sind. Auf diese Weise erhalten wir ein fast rahmenloses, einteiliges Display.
Aber hier liegt auch der größte Kompromiss. Diese Öffnungen stellen, obwohl sie mikroskopisch klein sind, ein physisches Hindernis für das vom Bildschirm ausgehende Licht dar. Dies kann die Helligkeit etwas „beeinträchtigen“ und in einigen Fällen die Bildschärfe leicht beeinflussen, indem es bei sehr genauer Betrachtung einen kaum wahrnehmbaren „Gittereffekt“ auf einfarbigen Flächen erzeugt. Der Unterschied zwischen verschiedenen perforierten Bildschirmen liegt gerade in der Größe und Dichte dieser Löcher sowie darin, wie geschickt es den Herstellern gelungen ist, die Ästhetik der Displayintegrität und die makellose Bildqualität in Einklang zu bringen.
Erfahrung und Methodik zur Bewertung von perforierten Bildschirmen
„Was ist besser?“ – das beliebteste Thema in Zeitschriften und Internetartikeln. Wenn auf ihren Seiten Computer oder Autos gegeneinander antreten, ist alles einfacher und eindeutiger. Die Wahrnehmung von Filmen unterscheidet sich jedoch stark.
Dies ist ein Kriterium, das „Geschmackssache” ist und dessen genaue Bewertung von einer Vielzahl unterschiedlicher Indikatoren abhängt. Wie Mathematiker sagen, ist dieser Wert nicht immer determiniert. Was perforierte Bildschirme betrifft, lassen sich nur einige Aspekte festlegen.
Es muss bestimmt und untersucht werden:
— Das Konzept der „Auflösung” des Bildschirms
– Kontrast – lokal und über das gesamte Feld
– Helligkeit und Lichtverluste
– Gleichmäßigkeit der Helligkeit über das gesamte Feld
— Farbsättigung des Bildschirmbildes
— Einfluss von Streulicht
— Begriff der akustischen Transparenz perforierter Bildschirme.
Diese Faktoren wirken nicht nur einfach aufeinander ein: Es müssen die optimalen Werte gefunden werden, die genau die Kombination aus „gutem Bild und klarem Ton“ ergeben – was ja eigentlich unser Ziel ist.
Die Frage ist: Wozu braucht man überhaupt perforierte Leinwände und was bringen sie? In öffentlichen Kinos arbeiten sie zusammen mit Lautsprechern, die hinter der Leinwandoberfläche installiert sind. Das Ziel ist es, Sprache und andere Geräusche in den entsprechenden Bildbereichen zu lokalisieren, um das Gefühl der Immersion und Realitätsnähe zu verstärken. In den letzten Jahren versuchen alle, das Erlebnis aus öffentlichen Kinos in Heimkinos zu übertragen. Angeblich ist das Erlebnis im Heimkino intensiver als im öffentlichen Kino, da die Zuschauer näher am Bildschirm sitzen.
Angesichts der steigenden Nachfrage nach perforierten Bildschirmen ist die Frage, wie Bildschirme mit „Löchern” hergestellt werden, sehr aktuell. Selbst für Laien ist klar, dass es einen Mittelweg zwischen akustischer Transparenz, reflektiertem Lichtverlust und Art der Perforation geben muss. Die ganze Magie liegt im Kompromiss zwischen widersprüchlichen Elementen und dem Erreichen eines nachhaltigen Sehvergnügens aus viel geringerer Entfernung als in einem traditionellen Kinosaal.
Der optimale Betrachtungsabstand für eine akustisch transparente Leinwand hängt von der Art der Perforation und in geringerem Maße von der Beleuchtung der Oberfläche ab, die vom Projektor erzeugt wird. In einem normalen Kino mit einer Nennhelligkeit von 12 fL auf einer Standard-Steuerungsleinwand von Stewart Cinema Screen ist die Perforation beispielsweise aus einer Entfernung von 15 Fuß nicht sichtbar, während diese Entfernung bei Stewart MicroPerf weniger als 12 Fuß beträgt.
Der Standard SMPTE 196M verlangt für einen abgedunkelten Raum eine Spitzenhelligkeit des Bildes von 12–22 fL. Moderne Zuschauer haben jedoch die Lehren der Brüder Lumière vergessen und folgen aus irgendeinem Grund nicht dem Konzept eines vollständig abgedunkelten Raums, sondern bevorzugen einen teilweise abgedunkelten Raum, den sie durch eine Helligkeit von 25–50 fL auf der Leinwand kompensieren. Mit zunehmender Helligkeit wird die Perforation besser sichtbar, insbesondere aus der Nähe, weshalb hier die Analyse der Betrachtungsentfernung wichtig ist: Der Betrachtungsbereich muss so angepasst werden, dass die Perforation nicht sichtbar ist, ohne dabei den Betrachtungswinkel zu beeinträchtigen.
Das Problem der Helligkeitsverschlechterung auf einer perforierten Leinwand in Verbindung mit dem Wunsch, Filme in einem leicht beleuchteten Kinosaal und nicht in völliger Dunkelheit zu sehen, lässt sich durch eine geschickte Kombination von Projektor und Leinwand lösen. Manchmal mussten wir in unseren Tests für einige Leinwände den Lichtstrom des Projektors verdoppeln, um den Zuschauern gerecht zu werden! Darüber hinaus verfügten einige Leinwände überhaupt nicht über die Eigenschaft, seitliches Streulicht (ALR) – beispielsweise von Wänden und Decken – zu absorbieren, was das Bild noch stärker verschlechterte.
Moiré – nein!
Aber wir haben bisher nur über Perforation und die Eigenschaften von Leinwänden gesprochen, aber noch kein Wort über Moiré verloren. Zu Unrecht… Moiré ist, in eine für Physiker verständliche Sprache übersetzt, ein Interferenzmuster zwischen periodischen Helligkeitsstrukturen. Und nun für Laien erklärt.
Das Bild des Pixelgitters eines Projektors ist eine Reihe weißer Quadrate mit dunklen Pixelrändern, und die Leinwand ist ebenfalls eine periodische Struktur aus Mikrorauheiten (denn das Muster ist „mechanisch“, da die Leinwand nach bestimmten Regeln von einer Maschine hergestellt wird). Hinzu kommt das periodische Muster der Perforation oder die Textur des Gewebes selbst.
All dies überlagert sich wie zwei oder mehr Sinuskurven und erzeugt entweder lokale Helligkeitspeaks oder dunkle Bereiche. Es gibt „schachbrettartige” Muster, abwechselnde Linien oder komplexere geometrische Strukturen. Das ist Moiré. Aber wir haben es nicht bestellt.
Stewart Filmscreen ist wahrscheinlich das einzige Unternehmen, das den Verbraucher von „Marketing-Müll” befreit und sich tatsächlich mit dem Problem der Moiré-Beseitigung befasst hat. Stewarts Ruf in der Bildschirmindustrie ist sehr hoch und unter Fachleuten manchmal unumstritten: Auf der Grundlage eines wissenschaftlichen Ansatzes verstehen es die „Stewarts“, brillante Seherlebnisse zu bieten und dabei geschickt die aktuellen technischen Einschränkungen zu umgehen.
Darüber hinaus führt Stewart ernsthafte Untersuchungen zu aktuellen Projektionstechnologien durch und entwickelt Kompatibilitätsmethoden, um eine kompetente Koexistenz seiner perforierten Leinwände mit einer breiten Palette von Projektoren zu gewährleisten. Die Ingenieure von Stewart haben herausgefunden, dass fast alle Projektoren über eine „goldene Mitte” an Einstellungen verfügen, um sie erfolgreich mit ihren patentierten MicroPerf-Leinwänden zu kombinieren – innerhalb eines einzigen DK.
Moiré ist ein Kind der digitalen Bildgebung. Von CRT, „Film“ und glatten analogen Bildern sind wir zu Matrizen, Pixeln und neuen Projektionsbildern übergegangen, deren Informationsmenge anhand dieser Pixel genau berechnet werden kann. Das beobachtete Moiré-Muster nimmt mit zunehmender Pixeldichte und abnehmender Dicke der Grenzen zwischen den Pixeln ab.
Die effektive Auflösung von 35-mm-Kinofilm beträgt etwa 3.000 Linien oder, genauer gesagt, 80 Linien pro Millimeter – direkt auf dem Film. Das entspricht etwa 4096 x 2987 für eine Matrix (wow – 4K!). Projektoren mit festem Sensor (d. h. ohne zusätzliche Algorithmen zur Verbesserung der Auflösung, wie z. B. Pixel-Rendering-Technologien) neigen dazu, die Pixeldichte zu erhöhen und Moiré-Effekte erfolgreich zu überwinden. Ältere XGA- oder SXGA-LCD-Projektoren mit Kontrastverstärkung durch Maskierung der Pixelgitter hingegen zeigen Moiré-Effekte deutlich.
Heute gibt es eine Vielzahl von LCD-Projektoren mit optischen Blöcken, die zusätzliche Filter verwenden, die das Pixelraster effektiv „verbergen”, damit es nicht mit der Perforation in Konflikt gerät und Moiré-Effekte erzeugt. Darüber hinaus verfügen Projektoren der LCoS-Familie über einen ausgezeichneten Pixelausfüllungsgrad (Verhältnis zwischen nutzbarer Pixelfläche und Randfläche) und verursachen praktisch keinen Moiré-Effekt. Je näher die Auflösung an 1080p liegt (je höher, desto besser), desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit eines Moiré-Effekts.
Im breiten Segment der preisgünstigen DLP-Projektoren gibt es jedoch genügend Modelle, die auf perforierten Leinwänden Moiré-Effekte erzeugen. Dies ist eine Folge des oben erwähnten Füllfaktors (Wirkungsgrad der Matrix) und der Funktion des Farbrads in Ein-Chip-Projektoren. Bei Drei-Chip-DLP-Projektoren tritt der Moiré-Effekt äußerst selten auf.
Das Moiré-Problem lässt sich überraschenderweise durch eine geringfügige Drehung des Perforationsmusters lösen – abhängig von der Bildbreite. Bei kleinen Bildern – von 72 bis 80 Zoll – beträgt die Korrektur etwa 8° bis 26°. Die Winkelkorrektur nimmt mit zunehmender Bildbreite ab.
In der Regel ist das Bild fast aller DLP-Projektoren ab einer Bildbreite von 107 Zoll und mehr aus jedem Blickwinkel völlig frei von Moiré-Effekten. Einige DLP-Projektoren mit anamorphotischen Linsen müssen jedoch korrigiert werden, um die Breite zu vergrößern, da die anamorphotische Optik sowohl das Pixelraster als auch den Inhalt selbst in der Breite streckt.
Wie bereits erwähnt, stellen neue Projektoren mit hoher Auflösung kein Problem dar, aber selbst für vermeintlich „hoffnungslose“ Matrizen älterer Generationen kann durch einfaches Drehen des Projektors relativ zum Perforationsmuster ein „goldener Mittelweg“ gefunden werden. Bei Bildern mit einer Diagonale von mehr als 123 Zoll ist keine Korrektur erforderlich. Mit abnehmender Breite (und Diagonale) des Bildes eignet sich eine Korrektur von 8° bis maximal 26°. Diese Werte hängen sowohl vom Typ des optischen Blocks als auch von der Bildgröße ab.
Diese Daten wurden von Stewart Filmscreen erhoben. Wenn die Ingenieure des Unternehmens Lücken in ihren Daten feststellen, bestellen sie den erforderlichen Projektor oder fahren zum Hersteller, um das Bild auf Bildschirmen unterschiedlicher Größe zu untersuchen. In diesem Unternehmen sind besonders komplexe Aufgaben immer willkommen.
Kontrast ohne Maske
Nun kommen wir zu unserer Lieblingsspezifikation – dem Kontrast. Die Menge an Fehlinformationen zu diesem Thema für Displays und Projektoren aller Art ist unglaublich. Bevor wir fortfahren, möchten wir daran erinnern, dass der Kontrast ein unveränderlicher Teil der Spezifikationen ist. Er wird in der Regel als beliebtes Verhältnis „Ein/Aus“ dargestellt – und dieses Verhältnis wird im Vergleich zu allen anderen Bewertungen des tatsächlichen Kontrasts immer stark überbewertet sein.
Warum? Weil es für den Hersteller von Vorteil ist. Eine der Aufgaben eines Kinoprojektors oder Fernsehers ist es, sicherzustellen, dass Bereiche des Bildes, die schwarz erscheinen sollen, auch wirklich dunkel sind. Die Bestimmung des tatsächlichen (effektiven) Kontrasts eines Projektionssystems umfasst die Berücksichtigung der Raumbedingungen, der Eigenschaften der Leinwand und des Projektors. Deshalb messen wir den tatsächlichen Kontrast mit dem Testmodell „ANSI-Schachbrett“, das zu 50 % aus weißen und zu 50 % aus schwarzen Quadraten besteht.
Bei der Untersuchung von perforierten Bildschirmen haben wir uns entschlossen, eine Reihe wissenschaftlicher Experimente durchzuführen, die die Unterschiede in den Eigenschaften der Bildschirme – ihrer Materialien und Typen – deutlich zeigen. Wir haben uns für einen Vergleich zwischen traditionellen Vliesstoffen und gewebten (gewebten) Materialien entschieden.
Wir begannen mit einer zentralen Frage: Warum kann ein Video jeder Auflösung auf gewebten Stoffen im Vergleich zu Bildern auf durchgehend weißen, mikroperforierten Lamberto-Stoffen mit Verstärkung oder kontrastreichen, mikroperforierten gewebten Stoffen verschwommen, matt und ungesättigt wirken?
Wir haben festgestellt, dass viele Antworten in den Kriterien der hardwaremäßigen Kontrastmessung zu finden sind. Das menschliche Auge kann den Unterschied leicht erkennen, aber Messungen und quantitative Bewertungen bieten mehr – nämlich ein Verständnis dafür, was wir sehen.
Unter Verwendung eines Sim2 C3x DLP-Projektors und Bildschirmen mit einer Diagonale von 84 Zoll als Arbeitsbündel haben wir den ANSI-Kontrast unter verschiedenen Bedingungen gemessen. Die Wand hinter dem Bildschirm war komplett schwarz und nicht reflektierend. Zur Messung des Kontrasts wurde ein „schachbrettartiges” ANSI-Testmuster mit schwarzen und weißen Quadraten auf den Projektor projiziert.
In einem vollständig abgedunkelten Raum haben wir mit einem Minolta LS-100-Sensor, der auf Messungen im Winkel von 1° (Standard-Farbmessbeobachter) eingestellt war, festgestellt, dass der Projektor über einen ausreichenden On/Off-Kontrast verfügt, um einen Schwarzwert von 0,5 fL oder weniger zu gewährleisten. Dies wurde durch einen zertifizierten Lambert-Standard bestätigt.
Anschließend haben wir das ANSI-Checkerboard-Testmodell unter verschiedenen Bedingungen verwendet, um die tatsächlichen Eigenschaften des Gewebes zu messen. In einem vollständig abgedunkelten optischen Labor mit flachen schwarzen Wänden, Decke und Boden betrug die Anzeige des dunklen Feldes des ANSI-Schachbretts auf dem Reflexionsstandard <0,5 fL.
Die Stromversorgung der Projektorlichtquelle erfolgte ohne Filterung, und die Schwankungen des Lichtstroms waren minimal. Anschließend haben wir die Helligkeitswerte in fL für maximales Weiß und minimales Schwarz an ähnlichen Stellen auf jeder getesteten Leinwand überprüft. Die Messungen wurden durch ein Fenster in einem Winkel von 45° durchgeführt. Nachfolgend finden Sie eine Tabelle mit den Messergebnissen.
Bezeichnungen:
Black Level – Schwarzpegel;
Screen Brightness – Helligkeit auf dem Bildschirm;
Contrast Ratio – Kontrast entlang der Messachse;
Dunkle Umgebung – dunkler Raum;
MGC03 Reflectance Standard – Reflexionsstandard auf Magnesiumverbindungbasis
Vergleichen wir den Kontrast für diese Testbedingungen. Im „schwarzen Raum“ – der vermutlich besten Umgebung für gewebte akustisch transparente Stoffe – liegt er um 28,2 % in Bezug auf die Helligkeit und um 14 % in Bezug auf den Kontrast unter den Branchenstandards für die Reflektionsfähigkeit. Gewebte Leinwände (selbst wenn sie weiß sind) erreichen niemals die Helligkeit des Reflexionsstandards – unabhängig davon, wie weit der Betrachter von der Normale zur Leinwand abweicht.
Gewebte Leinwände liegen in Bezug auf Helligkeit um 38 % und in Bezug auf Kontrast um 12 % hinter den perforierten Stewart Studiotek 130 zurück. Studiotek bleibt bei einer Abweichung von 45° von der Achse heller – also außerhalb des Sichtbereichs für DK.
Das gewebte Tuch ist auch dem perforierten Stewart Firehawk um 28 % in Sachen Kontrast und um 36 % in Sachen Helligkeit unterlegen. Um die gleiche Helligkeit wie beim Firehawk zu erreichen, braucht der Projektor zusätzlich 56 % Lichtstrom. Der Zuschauer muss sich um mehr als 30° von der Achse abwenden, bevor die Helligkeit auf dem Stoff der Helligkeit von Firehawk entspricht. Selbst in einem vollständig abgedunkelten Raum ist der Schwarzwert von Firehawk um 7 % niedriger.
Warum bieten Lambert-Leinwände einen geringeren Kontrast? Der dynamische Bereich der verfügbaren Helligkeit in Richtung der Achse ist bei „Lambert” verringert: Aufgrund des gleichmäßigen Streudiagramms wird ein Großteil des Lichts seitlich außerhalb des Sichtbereichs abgestrahlt.
Außerdem kehrt dieses Licht häufig – bereits in Form von parasitärem Streulicht – auf die Oberfläche des Bildschirms zurück und verschlechtert den ohnehin nicht rekordverdächtigen Schwarzpegel der Projektion. Gewebte Leinwände haben einen zusätzlichen Nachteil, da sie das reflektierte Licht aus dem Lautsprecherbereich nicht blockieren können: Hier ist eine schwarze Unterlage (ebenfalls aus Stoff) zwischen Leinwand und Lautsprechern erforderlich.
Natürlich ist dies eine weitere Barriere für die Akustik, aber wie man so schön sagt: zwischen zwei Übeln… Und ohne Unterlage ist die parasitäre Beleuchtung von der Wand wie ein Schuss in den Rücken: Sie sättigt die Arbeitsschicht des Gewebes mit unnötigen Lumen und „tötet“ natürlich den Schwarzwert.
Über parasitäre Beleuchtung
Was passiert, wenn ein Designer, der nur oberflächliche Kenntnisse über die Prinzipien der DK hat, beschließt, den Innenraum fröhlicher, d. h. heller zu gestalten? Leider wird ein solches „Upgrade” dem Besitzer des Heimkinos und den Zuschauern keine Freude bereiten.
In diesem Test gab es eine parasitäre Beleuchtung – in einem angemessenen Maß. Wir begannen mit bescheidenen 1,3 fL, gemessen anhand eines Referenzwerts bei ausgeschaltetem Projektor. Die Beleuchtung wurde mit Hilfe von präzise gesteuerten Glühlampen unter Berücksichtigung der Streuung erzeugt. Das Labor war vollständig abgedunkelt, sodass insgesamt nur wenig Streulicht vorhanden war. Der eigene Kontrast des Projektors trug natürlich zum Schwarzwert auf dem ANSI-Schachbrett bei.
Die Daten zeigen, dass die Eigenschaften von Lambert-Stoffen nicht ganz geeignet sind für Bedingungen, bei denen Wände und Decken das Licht nicht ideal absorbieren. Dafür sind sie jedoch ein gutes Medium für den Einsatz von grauen Stoffen mit neutraler Dichte.
Hier sind die Messergebnisse:
– Der Kontrast der grauen Leinwand Stewart Firehawk ist um 77 % höher als bei einer gewebten Leinwand.
– Die graue Leinwand Stewart Firehawk ist um 21 % kontrastreicher als Studiotek.
— Das graue Gewebe Stewart Firehawk weist einen um 36 % höheren Kontrast als das Referenzmaterial auf.
Eine zusätzliche Frage, die sich bei der Bewertung perforierter Membranen stellt: Welche Rolle spielt das Licht, das in die Membran eindringt, von der Rückwand reflektiert wird und auf die Rückseite der Membran zurückkehrt? Das ist ein mathematisches Problem – und die Lösung ist nicht offensichtlich. Wir haben beschlossen, dies zu messen.
Wir begannen mit einem Sony VPL-VW50-Projektor und einer Bildschirmdiagonale von 84 Zoll. Auf der Achse lieferte der Projektor 13,72 lm auf dem Reflexionsstandard. Nachdem wir den Standard in einem Abstand von einem Meter hinter jeder zu testenden Leinwand platziert hatten, stellten wir fest, dass die gewebte Leinwand eine Helligkeit von 0,87 fL auf dem Standard erreicht, gemessen mit unserem 1-Grad-Punktsensor.
Nach dem gleichen Messprotokoll wurde festgestellt, dass das perforierte MicroPerf-Muster gegenüber dem Lambert-Tuch um 0,72 fL schlechter abschnitt. Da wir wissen wollten, wohin das Licht gelangt, wenn es nicht direkt in den Sichtbereich fällt, führten wir zusätzliche Messungen durch.
Eine direkte Messung entlang der Achse ist aufgrund des frontalen Lichts des Projektors problematisch, sodass wir um einige Grad von der Normalen abweichen mussten. Bei weißem Licht ergab die direkte Messung (die Sensorachse ist um 2° von der Normalen versetzt, der Sensor selbst befindet sich in einem Abstand von 1 m hinter der Leinwand) 0,33 fL auf der perforierten MicroPerf-Leinwand und 4,11 fL auf der gewebten Leinwand. Offensichtlich gibt es auf der Rückseite des gewebten Stoffes ziemlich viel parasitäres Licht, das durchgedrungen ist.
Dynamikbereich des Systems
Der erste Vergleich fand zwischen gewebten (aber mit Lambert-Streuung) und nicht gewebten Leinwänden mit Verstärkung statt. Da Stewart Filmscreen einer der weltweit größten Hersteller sowohl von Lamberts- als auch von verstärkten Leinwänden ist, haben wir beschlossen, ihre Meinung zu diesem Thema einzuholen und unabhängige umfassende Tests durchzuführen. Schließlich bietet Stewart einzigartige perforierte Leinwände mit einem Verstärkungsfaktor von 0,7 bis 3 an – darunter auch für gewebte Leinwände.
Im Laufe der Tests haben wir festgestellt, dass verschiedene gewebte Leinwände, die derzeit auf dem Markt erhältlich sind, einen Verstärkungsfaktor von weniger als eins haben – und keine von ihnen ist in der Lage, Streulicht wirksam zu blockieren. Die Verkäufer dieser Leinwände versuchen mit aller Kraft zu überzeugen, dass alle nicht gewebten Modelle veraltete Technologie sind. Sie behaupten, dass die Lambert-Oberfläche für jede Art von Betrachtung geeignet ist. Das ist eine offensichtliche Lüge.
Lambert-Stoff ist nicht immer die beste Wahl für … die meisten Situationen. In unseren Tests haben wir festgestellt, dass gewebte Stoffe für helle Szenen (HDR) nicht besonders gut geeignet sind und natürlich sehr anfällig für Streulicht sind, was sich negativ auf den Gesamtkontrast des Bildes auswirkt.
Stewart Filmscreen bietet seine Leinwände auf der Grundlage des Kriteriums der „optimalen Spezifikationen” an. Sie haben festgestellt, dass bei einer Verstärkung von 1,3 eine gewisse angenehme „Synergie” der Wahrnehmung beim Betrachten zu beobachten ist, dank der Mikrostruktur aus winkelförmigen reflektierenden Partikeln des verstärkten Gewebes.
Obwohl eine solche Leinwand insgesamt, mit einigen Einschränkungen, den Eigenschaften einer Lambert-Oberfläche recht gut entspricht. Das Wichtigste ist, dass eine Leinwand mit mittlerer Verstärkung deutlich empfindlicher auf Licht reagiert, das senkrecht einfällt, im Gegensatz zu einer Lambert-Leinwand, die einfach auf Licht reagiert, das von allen Seiten kommt. Das Ergebnis für Leinwände mit einer Verstärkung von 1,3 ist der beste „reine” ANSI-Kontrast in unserem Kino.
Die Verstärkung erhöht den Gesamtdynamikbereich des Kinobildes. In unseren Tests liefern solche Leinwände ein realistisches und helles Bild im oberen IRE-Bereich (damit sind helle Szenen gemeint, also HDR) und gleichzeitig Details in den Schatten bei niedrigen IRE-Werten zu erhalten (der Begriff „erhalten” ist hier bedingt, da die Verstärkung den gesamten Helligkeitsbereich nutzt – vom Schwarz bis zum Spitzenweiß).
Denken Sie daran, dass die Abschwächung des Einflusses von parasitärem Streulicht eine notwendige Voraussetzung für einen guten Dynamikbereich ist. Und der Dynamikbereich – der wichtigste Parameter eines Kinobildes – ist das, was den Charme eines realistischen Films von nutzlosen Manipulationen mit Farbumfang und Auflösung ohne einen angemessenen realen Bildkontrast unterscheidet.
Ein weiterer wichtiger Vorteil der Verstärkung ist die Möglichkeit, die durchschnittliche Leistung der Lampe (des Lasers) des Projektors einzuschalten (dies eignet sich besser für Voreinstellungen vom Typ „Kino”). Nicht jeder weiß es, aber gerade die durchschnittliche Leistung der Lichtquelle sorgt für das beste Bild des Projektors, auch hinsichtlich des Bildkontrasts.
Wir haben eine Art Tunnel gebaut, um den reflektierten nutzbaren Lichtstrom, der in den für den Betrachter nutzbaren Blickwinkel fällt, zuverlässig zu messen. Wir haben das direkte Frontlicht des Projektors herausgefiltert und konnten nur das sekundäre Licht messen, d. h. hinter der Leinwand – reflektiert von der weißen Oberfläche der Rückwand.
Dieses Licht durchdrang zunächst die Vorderseite des Bildschirms, wurde dann von der Wand reflektiert und drang erneut von der Rückseite durch die Rückseite, wo es sich mit dem Hauptlicht summierte, das ursprünglich von der Vorderseite des Bildschirms reflektiert worden war. Das Ergebnis: eine Verschlechterung des Kontrasts gemäß ANSI. Wir konnten die Komponenten dieses Prozesses messen. Das Stewart MicroPerf-Tuch strahlt 0,08 fL sekundär ab, das geflochtene Material hingegen ganze 0,33 fL unter identischen Testbedingungen.
Die Rolle der Bildschirmauflösung
Wir haben viel über Kontrast gesprochen. Der Unterschied in den erhaltenen Werten beeinflusst die Kino-Realitätsnähe des Bildes – nicht umsonst beginnt die Kalibrierung mit der Einstellung der Schwarz- und Weißwerte. Wenn der Lichtstrom nicht zum Zuschauer gelangt, wird er entweder absorbiert oder geht verloren. Wir können den Einfluss des Bildschirms auf die visuelle Schärfe bewerten, indem wir die relative Auflösung der beiden Bildschirmtypen analysieren.
Wir erinnern daran, dass die visuelle Schärfe, also die Detailgenauigkeit, eine Funktion des Kontrasts und eigentlich der Auflösung des Bildes ist. Daher gehen dort, wo Licht verloren geht, auch Details verloren. Dort, wo Licht deutlich absorbiert wird, können Details verschwinden. Dies ist ein qualitativer Ansatz, genauere Begründungen wird eine weitere objektive Bewertung liefern. Schauen wir uns diese Bilder an und überlegen wir: Welche Leinwände sind optimal, um dem Zuschauer die Auflösung der neuen Projektorgeneration – ab 1080P und mehr – zu vermitteln?
Zuvor haben wir den durch den Bildschirm hindurchtretenden Lichtstrom bestimmt und gemessen. Jetzt verstehen wir das Wesen des Phänomens. Auf diesem Makrofoto ist deutlich zu sehen, dass die Lichtverwirrung durch etwa 20 größere Hohlräume und unzählige wellige Oberflächen des „Garns” verursacht wird, die das Licht chaotisch verteilen – mal lassen sie es durch, mal streuen sie es.
Betrachten wir nun ein weiteres Makrofoto: Das perforierte Muster weist bei gleicher Vergrößerung nur Hohlräume auf – Löcher, die genau 10,2 % der Oberfläche ausmachen und einen weitaus geringeren Einfluss auf das nutzbare reflektierte Licht haben.
Perforierte Bildschirme sind Displays mit einer Reihe kleiner Löcher im oberen Bereich, durch die man den Bildschirm sehen kann, während die Kamera und die Sensoren darunter versteckt sind. Diese Lösung ermöglicht es, die „Ponyfrisur” oder den runden Ausschnitt zu entfernen und den Bildschirm so einheitlich wie möglich zu gestalten. Der Hauptunterschied zu anderen Typen liegt im Design und in der Benutzerfreundlichkeit: Das Bild reicht fast bis zu den Rändern, ohne durch Ausschnitte unterbrochen zu werden, aber die Löcher selbst können bei bestimmten Lichtverhältnissen oder auf hellem Hintergrund sichtbar sein. Dies ist ein Schritt zu einem schöneren und moderneren Aussehen des Smartphones, obwohl die Technologie noch in der Entwicklung ist und nicht bei allen gleich gut funktioniert.
Endlich Ton
Kommen wir nun zum audiophilen Teil. Eine unserer Lieblingsbeobachtungen zur Wechselbeziehung zwischen Ton und Bild ist, dass man ein hervorragendes Bild ohne guten Ton nie vollständig genießen kann (obwohl viele Videoexperten anderer Meinung sind und es vorziehen, sich nur auf das Bild zu konzentrieren und alles Überflüssige auszublenden).
Im Rahmen umfangreicher Tests, die über viele Jahre hinweg durchgeführt wurden, wurden den Zuschauern hervorragende Bilder mit mittelmäßigem Ton und umgekehrt mittelmäßige Videos mit hervorragendem Ton gezeigt. In den anschließenden Umfragen bewerteten die Befragten die Vorführungen mit hervorragendem Ton höher und kritisierten sogar die Bildqualität in den Clips mit mittelmäßigem Ton! Auge, Ohr und Gehirn sind untrennbar miteinander verbunden, und nirgendwo zeigt sich dies so deutlich wie bei perforierten Bildschirmen.
Bei der Auswahl einer perforierten Oberfläche sollten einige wichtige Eigenschaften des Klangs berücksichtigt werden. Das Problem besteht darin, dass Schallwellen durch das Medium (das Material des Bildschirms) übertragen werden. Im Gegensatz zum fast transparenten Gewebe des Lautsprechergrills, das den Klang nur minimal verfälscht, kommt es je nach Art des perforierten Bildschirms bei einigen Geweben zu einer merklichen Dämpfung von -2 dB.
Darüber hinaus verwenden einige Hersteller eine schwarze Unterlage auf der Rückseite des Bildschirms, um reflektiertes Licht von der Rückwand zu blockieren, was zu zusätzlichen Verlusten führt. In diesem Zusammenhang hört man ständig viel Marketing-Hype.
Auf der Grundlage der ursprünglichen THX-Tests haben die Ingenieure von Stewart Filmscreen eine elegante, aber einfache Lösung gefunden, um die Gesetze der Physik zu umgehen. Sie berücksichtigten, dass die Frequenzcharakteristik der hinter dem Stoff angeordneten Treiber bei Frequenzen über 10 kHz verzerrt wird. In Zusammenarbeit mit Tomlinson Holman, einer Schlüsselfigur im Bereich der professionellen Akustik, entwickelte und implementierte Stewart den aktiven Cinemasonic Processor, der Verluste im Bereich von 10 bis 20 kHz ausgleicht.
Bedingung: Für eine optimale Leistung sollten die Lautsprecher hinter dem Bildschirm mindestens 30 cm von der Rückwand entfernt sein. Wenn die Lautsprecher näher an der Leinwand stehen, kann es aufgrund der nichtlinearen Wechselwirkung mit der Rückwand zu einer sogenannten kombinierten – kammartigen – Filterung kommen. Bei einer Installation gemäß den Spezifikationen ist die Dämpfung jedoch minimal und der Klang vollkommen klar.
THX hat dem Produkt Stewart Microperf die höchste Zertifizierung – THX Ultra – verliehen. „THX Ultra gewährleistet höchste Qualität bei Zwischenverbindungen, Equalizern, Projektionsleinwänden und DVD-Playern und ergänzt die Kategorie THX Ultra2. Sowohl THX Ultra als auch THX Ultra2 sind für Heimkino-Enthusiasten gedacht, die in ihrem „maßgeschneiderten” Heimkino das Maximum aus ihrer Anlage herausholen wollen, und garantieren das Beste, was THX in einer einzigen Lösung zu bieten hat.”
Akustische Transparenz
Aktuelle Marketingmaterialien eines Anbieters von gewebten Bildschirmen enthalten eine vergleichende Analyse der akustischen Eigenschaften von gewebten und perforierten Geweben. Es wird behauptet, dass „MicroPerf-Gewebe immer einen Kammfilter-Effekt hat“, und als „Beweis“ wird ein Diagramm vorgelegt, in dem der Lautsprecher nur 4 Zoll hinter dem perforierten Gewebe platziert ist.
Es handelt sich also um eine Kammfilterung. Aber aus irgendeinem Grund wurde der „Test“ nicht gemäß den Spezifikationen des Herstellers durchgeführt. Der beschämende Aspekt dieses Experiments ist die apriorische Absicht, das Produkt zu diskreditieren. Im Gespräch mit Stewart geben sie zu, dass „… Stewart von Beginn der Entwicklung des MicroPerf-Produkts an empfohlen hat, die Lautsprecher in einem Abstand von einem Fuß hinter der Bildschirmebene zu platzieren, und dass 4 Zoll ein absolut nicht empfehlenswerter Wert sind“. Wo also liegen Lüge und Heuchelei – und wie lange kann man das noch tolerieren? Es ist Zeit für einen ehrlichen Test.
„Transparenter“ Test
Der Uher 10000 Royal de Luxe wurde nicht nur unter der eigenen Marke, sondern auch mit dem Loewe-Logo (die OEM-Produktion des Modells begann 1966) und anderen Firmennamen hergestellt. Das schicke Aussehen des Modells zu einem nicht allzu hohen Preis begeisterte die Fans – aber es ist anzumerken, dass auch die „Ausstattung” des Uher 10000 Royal de Luxe von sehr hoher Qualität war. So wurden beispielsweise Verstärker mit Germaniumtransistoren verwendet. Die Optionen für Vier-Spur-Aufnahme und die Unterstützung von drei Geschwindigkeiten waren ebenfalls vorhanden – und die technischen Daten waren sehr beeindruckend (Frequenzgang von 20 bis 20.000 Hz, Detonation – 0,1 %). Der Tonabnehmer wog 13 kg. Der Name Dieter Rams ist für immer in die Geschichte des Industriedesigns und des Klangs eingegangen. Der Plattenspieler Braun TG 60 (das Modell kam 1965 auf den Markt) sieht nicht nur edel aus (das Design des Modells war seiner Zeit eindeutig voraus), sondern klingt auch großartig. Obwohl der Braun TG 60 Teil der Braun Audio-Stereokomponentenreihe war, war es niemandem verboten, das Modell separat zu verwenden, zumal die Eigenschaften des Geräts den strengen Hi-Fi-Standards entsprachen und der Klang zwar nicht exquisit, aber dennoch sehr beeindruckend war.
38. Braun TG 60 (1965)
37. Bang&Olufsen BeoCord 2000 Deluxe K (1965)
Wie stehen nun die tatsächlichen Ergebnisse im Verhältnis zu den Marketingaussagen? Marketingfachleute neigen dazu, das Gewünschte für das Tatsächliche auszugeben. Ohne schwarze Unterlage ist das gewebte Gewebe akustisch sehr transparent. Aber manchmal ist es unerlässlich, um das Wertvollste zu erhalten – den Kontrast. Der Hersteller, der sich mit Videoliebhabern auskennt, fügt natürlich eine schwarze Unterlage hinzu, da ein solcher Bildschirm speziell für Kinos hergestellt wird. Aber die akustische Transparenz ist nicht mehr dieselbe, selbst wenn die Unterlage ebenfalls perforiert ist.
Hinweis: Eine schwarze Unterlage garantiert keine bessere Lichtreflexion von der vorderen Schicht der Leinwand, sie schützt lediglich vor störenden Reflexionen von der Wand.
Die folgende Grafik zeigt die akustischen Eigenschaften des geflochtenen Materials, wenn ein 6-Zoll-Zweibandlautsprecher in einem Abstand von 12 Zoll von der Oberfläche bei einer Abweichung von der Achse (Konvergenz) von 10° positioniert ist. Die rote Kurve zeigt die durchschnittliche Reaktion für einen Hörwinkel von 30°. Die blaue Kurve entspricht dem gleichen Schema – mit der empfohlenen Unterlage, die hinter der Hauptschicht des Gewebes angebracht ist.
Es stellt sich heraus, dass das MicroPerf-Gewebe keine Unterlage benötigt, um den Kontrast zu erhalten, aber dafür muss man einen akustischen „Preis“ zahlen – die teilweise Absorption von Frequenzen über 10 kHz. Wie wir jedoch bereits wissen, hat Stewart dieses Problem gemeinsam mit THX gelöst und einen erschwinglichen Prozessor entwickelt – den einkanaligen linearen Equalizer Cinemasonic Processor, der die Verluste recht gut ausgleicht.
Die folgende Grafik zeigt die Ergebnisse für MicroPerf unter denselben Testbedingungen: Ein 6-Zoll-Zweiwege-Lautsprecher befindet sich 12 Zoll hinter dem Tuch, die Konvergenz beträgt 10°. Die rote Kurve zeigt die Frequenzcharakteristik, gemittelt für denselben Hörwinkelbereich von 30°. Die blaue Kurve zeigt das Ergebnis für MicroPerf, jedoch mit Cinemasonic-Korrektur. Es ist ersichtlich, dass in der obersten Oktave eine gewisse Abschwächung der hohen Frequenzen zu verzeichnen ist: Zwischen 10 und 15 kHz gibt es Verluste von 0,5 bis 1 dB.
Beachten Sie, dass der „reine, ungedämpfte Klang”, den die Verkäufer von geflochtenen Leinwänden versprechen, nicht dem entspricht, was Sie in Wirklichkeit hören werden. Für „geflochtene“ Schirme ist eine schwarze Unterlage erforderlich, die die parasitäre Hinterleuchtung mildert. Diese wirkt jedoch wie ein Breitbandfilter, der hohe und tiefe Tonfrequenzen ungleichmäßig dämpft.
In den Tests funktionierte der Stewart MicroPerf-Bildschirm wie angegeben, sodass die Bemühungen von Stewart zur Korrektur der Dämpfung als erfolgreich anzusehen sind. Diese Tests wurden in keiner Weise dazu verwendet, um Wettbewerber „schlechtzumachen”. Entscheiden Sie selbst: Sie können sich mit einer gewissen Verringerung des Kontrasts und des Dynamikbereichs des „Gewebes” ohne Unterlage abfinden – und der Klang wird durchaus akzeptabel sein (siehe Grafik).
Anders verhält es sich, wenn Sie eher ein Videoliebhaber sind und das Wertvollste am Bild – den Kontrast – schätzen (und das macht einen nicht unerheblichen Teil des Preises des Projektors aus). In diesem Fall benötigen Sie, wenn Sie eine akustische geflochtene Leinwand haben, auf jeden Fall eine schwarze Unterlage. Natürlich wird die Dynamik Ihres Kino-Surround-Sounds um 2 dB oder mehr abgeschwächt – das müssen Sie selbst korrigieren.
Letztendlich sind die Perforationen in akustischen Leinwänden nicht nur einfache Löcher für Lautsprecher. Sie sind ein sorgfältig kalkulierter Kompromiss. Durch diese Löcher dringt der Ton, aber sie „beeinträchtigen” auch ein wenig die Bildschärfe. Daher hängt die Wahl immer davon ab, was für Sie Priorität hat.
Wenn Sie in erster Linie ein Kinoliebhaber sind und einen tiefen, satten Klang mit vollständigem Eintauchen schätzen, dann ist eine massive Perforation die richtige Wahl für Sie. Sie ermöglicht es, leistungsstarke Lautsprecher direkt hinter dem Leinwandstoff anzubringen. Das Bild bleibt dabei ausgezeichnet, insbesondere wenn man in ausreichender Entfernung sitzt.
Wenn Sie ein Fan von Spielen oder Sportübertragungen sind, bei denen es auf perfekte Details ankommt, oder wenn Ihr Zimmer es nicht zulässt, weit vom Bildschirm entfernt zu sitzen, sollten Sie sich für Mikroperforation entscheiden. Sie ist praktisch nicht von einer glatten Leinwand zu unterscheiden und sorgt für ein kristallklares Bild, wenn auch mit einigen Einschränkungen beim Ton.
Das Wichtigste ist, dass Sie Ihre Balance zwischen „Hören” und „Sehen” finden. Und jetzt, da Sie den Unterschied kennen, können Sie eine bewusste Entscheidung treffen, die perfekt zu Ihrem System und Ihren Gewohnheiten passt.
