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1、第一部分 屏幕的基本概念一、屏幕的参数1、增益屏幕反射入射光的能力。在入射光角度一定、入射光通量不变的情况下，屏幕某一方向上亮度与理想状态下的亮度之比，叫做该方向上的亮度系数，把其中最大值称为屏幕的增益。通常把无光泽白墙的增益定为 1，如果屏幕增益小于 1，将 削弱入射光；如果屏幕增益大于 1，将反射或折射更多的入射光。2、视角屏幕在所有方向上的反射是不同的，在水平方向离屏幕中心越远，亮度越低；当亮度降到 50%时的观看角度，定义为视角。在视角之内观看图像，亮度令人满意；在视角之外观看图像，亮度显得不够。一般来说屏幕的增益越大，视角越小（金属幕）；增益越小，视角越大（白塑幕），对于人数较多的场
2、合 ，可采用白塑幕扩大视角。3、尺寸屏幕的尺寸是以其对角线的大小来定义的。一般视频图像的宽高比为 4:3，16:9,16:10如一个100 英寸4:3的屏幕，根据勾股定理，很快就能得出屏幕的宽为 2.032m,高为 1.524m。屏幕的宽高比率投影屏幕的宽高比率直接影响着画面的质量，只有投影屏幕的宽高比率和投影机的自然分辨率、信号源的分辨率（解析度）完全适合的时候，才会使显示画面更加精彩。投影屏幕的宽高比率主要有以下几种：1、4:3/1.33:1，主要为视频/PC图像，对角线x0.8=宽度2、16:9/1.78:1，主要为高清电视图像（HDTV）3、1.85:1，主要为宽银幕电视信号图像4、2
3、.35:1，主要应用在宽银幕立体声影像显示 目前4：3、16：9的视频画面居家常用，用户可以根据自己机器的显示比例选择用何种比例的屏幕。投影机用屏幕（4：3）规格尺寸对应表通用的屏幕尺寸一般单位为： 英寸（以对角线长度计量）屏幕（英寸）对应屏幕尺寸（米） 宽高50英寸1.00.7560英寸1.20.972英寸1.51.184英寸1.71.2100英寸2.01.5120英寸2.41.8150英寸3.02.2200英寸4.03.04、光能利用率对于背投影屏幕，是透光率；对于正投影屏幕，是反射率，自然是越高越好。就背投影屏幕而言，结构化屏幕要比散射幕好很多。举例来说，要取得同样的亮度效果，散射幕用户
4、买 8 万元的投影机，结构化屏幕的用户只要 5 万元的投影机就够了。5、屏幕的解析度（分辨率）：针对目前国际不同投影机类型，图像的解析度主要根据投影机的类型：CRT 技术和LCD、DLP、D-ILA、LCOS 技术分为带宽和像素。像素：像素指分辨率的高宽像素数相乘的结果，主要衡量LCD/DLP/D-ILA/LCOS 技术的投影机。同时指投影机的真正分辨率。带宽：衡量CRT 投影机每秒钟扫描的水平频率。菲涅尔光学背投（投影机放在屏幕的后面，即投影机和观众分别在屏幕的两侧方向的投影方式）影屏幕因为菲涅尔透镜槽距和表面双凸（柱状）透镜的节距纹路关系，直接影响着屏幕的分辨率。6、屏幕的对比度：对比度：
5、对比度对于画面的均匀性和解析度非常重要，主要指高电平和低电平的比率，通俗的讲就是画面亮区和暗区的比。高对比度的屏幕对于画面的层次显示至关重要，为此，国际上著名的屏幕公司Stewart（视图尔特）屏幕公司推出不同颜色的软质、硬质屏幕，使画面显示更加丰富多彩。7、屏幕的均匀度：屏幕的均匀性：屏幕的均匀性不但表现在画面的质量上面，而且和投影机的投影技术息息相关。好的均匀性能够保证屏幕水平方向、垂直方向从0-180 度观看时，画面亮度和色彩的一致性。屏幕表面材料的均匀性对投影机的画面均匀性起到了良好的补充作用。最后，屏幕的遮幅系统，将对画面同样起到良好的补充作用，投影屏幕的遮幅，将是对屏幕宽高比的补充
6、，是不同宽高比的屏幕更加广阔的应用在不同的环境，在屏幕比率之间自由转换。8、增益与视角的关系一般说来，投影屏幕的增益与视角是一对矛盾，在某些条件不变的情况下，增益越高视角越小，反之视角越大增益越低。所以在增益不变的情况下增大视角或在视角不变的情况下提高增益是投影屏幕研发专家们不断研究、实验和需要解决的问题。金属软幕的研发专家通过不断调整金属反射涂层的配方和幕基的制作工艺，努力在不降低亮度增益的情况下增大视角。目前金属软幕的视角最大已达到 110。但人们发现在 40外观看，图像已开始变形；在 80外观看时，图象已变形得毫无意义。9、距离与亮度的关系（照度面积亮度）距离光源越近就越亮，越远就越暗，
7、这是人人皆知的基本常识。同理，在投影显示领域，相同的投影机及相同的画面打在相同的屏幕上距离不同,屏幕的亮度就不同。换句话说，相同的投影机及画面要打满不同尺寸的屏幕，因其距离不同，屏幕的亮度也就不同。但相同的投影机及画面打在不同增益的屏幕上情况就完全不同了。专家们测试：用同一品牌、相同型号、出厂时间相同的投影机及同一测试画面打在增益为 2 的普通幕和增益为 4 的美创金属软幕上，两块屏幕因增益不同，其亮度完全不同，增益高的屏幕亮度也高。二投影屏幕的增益及关系增益是用数字表示幕料固有的反射特性(各个角度的明亮程度)。往完全漫散射面(即上下左右180度方向反射率都是一样的反射面)上投射一定的光线，这
8、时的反射亮度设定为1。然后在同一条件下，向屏幕垂直的方向投射同样的光线，测定中心点和同一圆弧上各点的亮度，这个亮度和完全漫散射的亮度的比率就叫屏幕的增益。半增益是衡量屏幕亮度的一项重要指标。指屏幕中心位置垂直屏幕方向观看时为屏幕的最亮点，当观看者偏离屏幕中轴方向观看，屏幕亮度降低为最高亮度一半时的增益。 另外，屏幕的增益降为一半时的观察角度-半增益角，也是衡量屏幕技术的一项重要指标。半增益角度越大，我们所能清晰观看到屏幕上面的内容就越多。屏幕增益对图像的影响没有增益的屏幕所呈现的图像较为平和忠实，但容易受到环境和外部光线的影响。而有增益的屏幕则带来明亮、层次丰富、色彩鲜艳的画面，且环境和外部光
9、线对其影响较小。但屏幕的增益和屏幕的观察角度有着不同的反比关系，即增益越高，观察视角就会越小。增益过高(半增益角过小)会造成画面中间亮、四个角暗的效应及高亮度的部分出现饱和而没有层次感；由于能量过于集中，所以横向只有一两个座位能观看到明、亮的画面。所以，根据不同的应用应适当选择投影屏幕，屏幕并非增益越高越好。三 正投和背投 目前，不论是移动式的小型商业演示、多媒体会议室、教室、体育场馆、教堂、商业场所、大型礼堂的中型和大型投影系统，虚拟显示甚至大到电影院的超大屏幕投影系统，它们要么采用前投方式，要么采用背投方式，除此之外似乎没有第三种投影方式了。前投和背投可以说就是投影技术的全部。所谓 前投
10、，简单地说，就是投影机的安装位置与观众在屏幕的同侧，投影机发出的光线投射到屏幕，在屏幕上形成图像，然后光线再反射到人眼睛。 类似地，所谓 背投 ，就是投影机的安装位置与观众分别位于屏幕的二侧，投影机发出的光线从屏幕的一侧直射到屏幕，光线透过屏幕进入观众眼睛。前投屏幕可做成任意尺寸，但需要控制环境光才能得到很好的观看效果。非常适用于具有很多观众的暗室环境。背投屏幕在尺寸不如前投，但不需要控制环境光。比较适用于观众不多，环境光线和照明很好的环境。 从发展的历史来说，前投的历史很悠久，自从有了电影和幻灯片以来就前投。背投历史却比较短，只是最近20年之间的事情，但是，背投方案却给世界带来了一个全新的概
11、念。背投可以投影出一种与电视机图像质量相同的画面，而且尺寸可以扩大到电视机几百倍的。 前投和背投各有不同的适用场合理想的投影环境是基本没有照明灯光并且使用非常明亮的投影机。如果环境光线很亮，那前投就会显得暗些，这时，背投就是最佳选择了。但是，为了优化背投质量，在安装使用背投屏幕时，其要求的空间比前投的更大，而且安装投影机的空间要足够暗。David Hull说：“前投适用于无法为背投提供投射空间的场合。”突发性、没有做准备的房间就是使用前投的一个很好例子，比如在商务展示会或普通会议中，一大群人因为一个特殊的话题突然骤在一个较小的房间。如果人数在50至100之间，那么用较小的屏幕就足够了，没有必要
12、用较大的屏幕。Howard Sinkoff说：“前投屏幕可做成任意尺寸，前投的优点是只用一张前投屏幕，可以做得很大很大，就像电影院的屏幕一样。”但是前投要求关掉投影室的灯泡，才可以得到看起来很舒服的图像，好比电影院，需要控制环境光，非常适用于具有很多观众的暗室环境。背投是一种优先选择和较好的投影方式，但是，由于投射空间的限制，许多环境都没法使用。另外，背投屏幕尺寸有限，但不需要控制环境光。比较适用于观众不多光线照明很好的环境。David Hull说：“背投最佳的应用条件是：观众多于100人，演示者有足够的空间在屏幕背后安装投影机，并且可以安装一块完整的背投屏幕。” 像教室和多媒体会议室这样的地
13、方可能就没有安装背投系统所需的空间了。但是，许多更大型的演示，特别是在很大的礼堂甚至户外，由于有适合的投影要几优质的背投屏幕，也会用到背投。Anjum说：“比如运动场是不可能关灯的，必须开很明亮的灯光才可以看清楚比赛，在运动场上多数人都会选择背投，因为只有背投才能把很清晰、亮丽的图像打出来。”“对电影院来讲前投则是首选，这是想都不用想的，因为电影院的屏幕尺寸太宽太大了，如果要在电影屏幕后面提供一个空间做背投室，那太浪费空间了，也太昂贵了。”Stevie Ng:“在学校里，因为在教堂过程中只需要能看到图像，学生对放映环境，图像质量的要求低些，同时节约空间和设备成本，因而一般不选择背投。”如果用户
14、的预算不多，而且可用的空间很少、很窄，那前投就是唯一的方案了，因为背投使用的空间是比较大一点，如果客户非得要很大、很宽的效果，如电影院的效果的话，那也只有选择前投了，因为只有前投才能用一张屏幕满足他的要求。 投影屏幕的技术分类屏幕从投影方式分为正面投影屏幕（反射式）和背面投影屏幕（透射式）二大类。 正投屏幕不受尺寸的限制（可定制），但会受环境光的影响造成画面对比度的严重下降。背投屏幕画面整体感较强，不受环境光的影响，能正确反映信息质量，所以画面色彩艳丽，形象逼真，目前最大的单张光学背投幕有200英寸，有效图像范围宽4034mm高3018mm。正投屏幕与背投屏幕从光学结构分为以下几种：正投屏幕：
15、弯曲屏幕（金属弧型幕）、平面屏幕（玻珠幕/金属软幕/纯白幕） 背投屏幕：硬质背投幕（透射幕）、软质背投幕（透射幕） 正投影平面幕增益较小，视角较大，环境光必须较弱；弧型幕增益较大，视角 较小环境光可以较强，但屏幕反射的入射光在各方向不等，而且光聚焦产生的高温容易造成画面色彩失真。从质地上分为玻璃幕、金属幕、压纹塑料幕等。 背投影屏幕又有光学背投屏幕、散射型屏幕和软背投幕的分类，这几种成像原理不同的背投幕都克服了许多正投方式存在的缺点：投影机安装在屏幕背后的暗房，对装修不会造成失调，也屏蔽了投影机运行产生的噪音，同时不容易受环境光的干扰等。 散射型屏幕依靠散射微粒来完成投影光线的分布，因此散射型屏幕有如下明显的缺点：光能利用率低，浪费投影机亮度输出 彩色漂移现象严重，对比度很低 可视角度小，不适用于大范围显像散射型屏幕市场应用不大光学背投屏幕依靠微细光学机构来完成投影光能的分布，是目前公认效果最好的显示方式 ，菲涅耳（Fresnel）透镜的技术广泛应用在光学屏幕的制造工艺上，菲涅耳透镜结构可以将入射光汇聚成平行光线，在一定的视角范围内啬屏幕的亮度。柱面透镜的技术也广泛应用在光学屏幕的制造工艺上，通过屏幕正面的柱面透镜结构，可以控制水平方向和垂直方向的光线分布，具有扩大视角
