Leinwand, GAIN und Kontrast

[Klaus]

Für beinahe jeden Beamereinsteiger stellt sich die Frage nach der passenden Leinwand. Natürlich haben wir zu Hause im Wohnzimmerkino nur selten den Idealfall, dass alle Wände schwarz sind. Wer möchte auch in solch einer finsteren Höhle wohnen?

Vermutlich wirst auch du dein Kino im Wohnzimmer einrichten wollen. Dann gelangst du zwangsläufig irgendwann zu dem Wissen, dass der ideale Schwarzwert, nach dem wir im Forum alle streben, dort nicht wirklich erreicht werden kann, da das Restlicht im Raum auf einer normalen weißen Leinwand ja reflektiert wird.

Restlicht kann zum einen Tageslicht sein, wenn du den Raum nicht vollständig abdunkeln kannst. Im hellen Raum entsteht Restlicht aber auch zwangsläufig bei der Projektion, wenn du eine "normale" Leinwand benutzt. Sie wirft das Licht ja in alle Richtungen zurück. Die Betrachter können das Bild ja aus den verschiedensten Winkeln noch sehen. Diese Reflexion sorgt dafür, dass das Licht auch an die Decke, Wände und auf den Fußboden reflektiert wird. Da in unserem Fall die Böden, Wände und die Decke hell sind, sorgt das wiederum für Restlicht, das auf die Leinwand zurückfällt.

Das bedeutet, dass die Leinwand nur dann ein tiefes Schwarz darstellen kann, wenn die Szene insgesamt fast Schwarz ist. Haben wir ein Bild, in dem dunkle und helle Bildteile gemischt sind, sorgen die hellen Bildteile für das oben erläuterte Restlicht im Raum. Dieses hellt gleichzeitig die Leinwand auf, so dass auch die schwarzen Bildberichte wieder heller werden. Schwarz wird also eher zu einen dunklen grau.

Die Frage ist nun, wie man diesen Zustand verbessern kann. Dazu gibt es zwei grundsätzlich verschiedene Lösungsansätze.

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High-Contrast Leinwand
Ist man in der Wahl des Beamers schon fix und kann der Beamer ideal zur Leinwandmitte positioniert werden, dann kann eine High Kontrast Leinwand Erfolg bringen. Sie reflektiert vorzugsweise das Licht, das senkrecht auftrifft. Seitlich, in kleinerem Winkel auftreffendes Licht wird weniger stark reflektiert.
Das ergibt in der Folge eine Verminderung der Raumlichtproblematik und erfordert auch keinen helleren Beamer.

Unser Mitglied Audius hat das in seinem Vorführraum in einem Video veranschaulicht.




Ideale Voraussetzungen:
- Projektor sollte möglichst mittig (horizontal und vertikal) installiert sein
- Der Zuschauer sollte möglichst mittig (horizontal wie vertikal) platziert sein
- Das Projektionsverhältnis sollte möglichst über 2,0:1 sein (je nach Gainverstärkung)
- Der Betrachtungsabstand sollte möglichst gross sein (2:1 oder mehr)

Vor- und Nachteile:
+ Kontrastgewinn bei gleichbleibender Helligkeit
+ weniger Lichtleistung (ANSI Lumen) beim Beamer notwendig
+ Projektorbetrieb i.d.R. im ECO Mode (leiser und lampenschonender Betrieb möglich)

- Silberbeschichtungen können glitzern (je nach Anteil, Sitzabstand und Helligkeit sichtbar)
- im höheren Preissegment angesiedelt

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Low-Gain Leinwand i.V.m. lichtstärkerem Projektor
Die Alternative dazu ist die Lösung des Problemen mit Hilfe einer Low-Gain Leinwand. So bezeichnet man eine Leinwand, die das Licht nicht zu 100% streut, sondern einen Teil des Lichtes vernichtet. Solche Leinwände reflektieren in der Regel zwischen 80% und 50% des Lichtes vom Beamer bzw. vom Raumlicht.
Der Gain beträgt dann (Prozentrechnen) zwischen 0,8 und 0.5 Gain. Natürlich gibt es weitere Zwischenwerte. Hier sollen nur die üblichsten Werte mal erwähnt werden.

Wir haben damit das Raumlicht also auch vermindert, bei der 0,8 Gain Leinwand um 20%. Aber, das ist nur die halbe Lösung.
Leinwand_GAIN.pdfLeinwand_GAIN.pngIn den Tabellen habe ich unterstellt, dass die Projektoren einen Schwarzwert i.H.v. 0,5 bzw. 1 Lumen erreichen. Das ist nur eine Annahme und für die Beispiele völlig egal, da das Restlicht wesentlich heller ist.

Wie wir aus den angehängten Tabellen ersehen können (Linke Spalte), ändert sich am Kontrast nichts. Er bleibt immer gleich. Es verschiebt sich lediglich die Helligkeit nach unten. Schwarz wird besser (dunkler), weiß wird schlechter (auch dunkler). Der Kontrast an sich bleibt gleich.

Also noch keine wirkliche Lösung des Problems - oder doch!

Wenn wir einen helleren Projektor einsetzen können, dann bleibt Schwarz in der verbesserten Form erhalten (der Beamer sendet bei Schwarz ja nahezu kein Licht), bei Weiß dagegen ist das alternative Beamermodell heller, was den Weißwert wieder erhöht. Obwohl für Heimkino im Idealfall weniger Licht mehr Qualität bedeutet, ist bei der Low-Gain Leinwand ein hellerer Beamer von Vorteil bzw. sogar notwendig.

Voraussetzungen
- Lichstarker Projektor notwendig

Vor- und Nachteile:
+ günstiger im Preis als High-Contrast Leinwände
- Beamer kann u.U. nur im hellsten Betrieb benutzt werden (Lampenlebensdauer wird kürzer, höheres Lüftergeräusch)
- für 3D ungünstig, bzw. noch mehr Licht notwendig

Wir sehen also, dass beide Lösungen jeweils einen Vorteil bringen, jedoch an komplett anderen Stellschrauben drehen, um die ideale Projektionsumgebung herstellen zu können.

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High-Gain oder Hellraumleinwand
Für Heimkino eher weniger konzipiert, gibt es noch eine dritte Kategorie von Leinwänden, die sogenannten High-Gain Leinwände.
Ihr Einsatzzweck ist in erster Linie der helle Büro- bzw. Präsentations-Alltag. Also Orte, an denen Abdunkeln u.U. weder möglich noch sinnvoll ist.
Sie verstärken den Kontrast durch eine starke Bündelung des vom Projektor auf die Leinwand geworfenen Lichtes. Der Sichtwinkel ist stark eingeschränkt, dafür steigt die Helligkeit der hellen Bildanteile. Insgesamt führt das zu einer Kontraststeigerung, bringt aber keine Absenkung des Schwarzwertes. Für Filmgenuss sind diese Leinwände also nur bedingt zu empfehlen.
Hier ein Beispiel einer Hellraumleinwand der Firma Revosoft:

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Wie immer gilt auch beim Thema Leinwand der Grundsatz: Probeschauen beim Heimkinofachhändler ist die einzige Möglichkeit, sich selbst ein reales Bild zu machen. So kann ein Fehlkauf schon beim Kinotest verhindert werden.

Es gibt weder Beamer noch Leinwände, die in jedem Heimkino, Wohnzimmer oder Schulungsraum das gleiche - gute oder auch schlechte - Bild liefern. Die Kombination aus Projektor, Raum, Leinwand und Lichtverhältnissen ist es, was letztlich über die Qualität des Filmgenusses entscheidet.


Anmerkung:
An dieser Stelle ein Dankeschön, an alle, die mich mit Informationen und Videos versorg haben, wie Fritz und Audius.

[bodo.olschewski]

Hallo,

hier noch kurz ein paar Hinweise zu unseren Hellraumleinwänden:

Die Gain 18 Hellraumleinwände (Video oben) haben einen ca. 60° horizontal und 30° vertikal großen Hauptsichtbereich. In Räumen mit einer Kino ähnlichen Struktur (eher lang als breit) kann man daher nahezu von jeder Sitzposition aus alles gut sehen. Lediglich bei einem Kino untypischen Aufbau (breite Bestuhlung mit wenig Raumtiefe) muss man ggf. mit zwei Leinwänden oder ggf. zwei versetzt platzierten Projektoren und einer Bildberechnungseinheit (Erweiterung des Betrachtungswinkels auf 120°) arbeiten.

Die Hellraumleinwände haben eine gewölbte Oberfläche um eine homogene Ausleuchtung ohne Lichtfleckbildung zu gewährleisten. Planliegende High Gain Leinwände neigen hingegen zur Hotspot-Bildung sowie dass wenn man an einer Leinwandaußenseite sitzt, zur anderen Außenseite hin ein deutlicher Intensitätsabfall sichtbar wird. (bei ausreichend großer Bildbreite)

Bei einer Projektion in heller Umgebung, reicht die Leuchtdichte eines zumeist Projektors nicht aus, um einen mehr oder weniger großen Abschnitt des Farbspektrums noch sichtbar auf der Leinwand abbilden zu können, da sich die projizierten Inhalte mangels Intensität nicht von der zumeist weißen Leinwandoberfläche ausreichend abheben können.
Unsere Hellraumleinwände erhöhen die Intensität des aufprojizierten Bildsignals um Faktor 18 bis 26 (je nach Typ), so dass viele zuvor nicht mehr wahrnehmbare Bildinhalte sich wieder auf der Leinwand von der Umgebungshelligkeit absetzen können. Eine Erhöhung des Schwarzwertes ist physikalisch bei diesen Leinwänden daher ausgeschlossen, jedoch kann man mit unseren Hellraumleinwänden in Verbindung mit Projektoren mit hoher Farbhelligkeit sehr einfach kontrastreiche farbenfrohe und plastisch aussehende Projektionsergebnisse in hellen Umgebungen realisieren, vorausgesetzt, das Bildmaterial hat ausreichend helle Bereiche, damit das Gehirn die nicht oder kaum ausgeleuchteten Bereiche noch als schwarz bzw. dunkel bewerten kann.

Sobald man keine bzgl. der Dunkelheit Kino typische Situation hat, ist bei einem Projektor die Farbhelligkeit entscheidender als die immer beworbene (Weiß-)Helligkeit, mit der lediglich die Helligkeit eines Weißbildes angegeben wird, denn wer will sich schon längere Zeit ein Weißbild ansehen ?

Bei vielen 1-Chip-DLP-Projektoren haben die Hersteller einen teil des Farbrades klar belassen um eine möglichst hohen Weißleuchtdichte bewerben zu können, verschweigen jedoch, dass dies erheblich die Farbhelligkeit mindert.

Zum Thema Farbhelligkeit gibt es unter http://www.colorlightoutput.com/de eine Website, die aufzeigt, dass viele 1-Chip-DLP-Geräte eine um bis zu 2/3 reduzierte Farbhelligkeit im Vergleich zu LCD Projektoren aufweisen.
Im Gegensatz zum sehr dunklen Heimkino, wo der hohe Schwarzwert eines DLP-Gerätes oftmals das entscheidende Kriterium darstellt, muss man bei Hellraumprojektion unbedingt das Thema Farbhelligkeit beachten.

Grüße aus Lübeck

Bodo Olschewski, Revosoft

[Klaus]

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