福建31选7:數字影院銀幕亮度及其保持探析論文

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福建31选7 www.pkddp.com   近年來,數字多廳影院如雨后春筍般在我國大中城市建設發展,預計到今年年底達到30000塊銀幕的規模。數字電影放映飛速發展的同時,放映質量的提高成為業內外普遍關心的問題。今年,國家新聞出版廣電總局多次通過下發文件、召開會議形式,要求各院線和影院重視放映質量,維護廣大電影觀眾的利益。電影放映質量主要有聲光兩個方面,如聲音的響度、頻譜、失真度;畫面的亮度、均勻度、對比度、色度、清晰度等等,當前影院最為突出的是銀幕亮度問題。

  亮度標準

  銀幕亮度是指放映機投射到銀幕上的光線經反射而形成的反射光的明亮程度,過亮會感覺刺眼,過暗會使眼睛感覺疲勞。所以亮度指標是電影放映質量的一個非常重要的指標。目前我國國家標準規定,數字影院2D放映銀幕中心亮度為48±10.2cd /m2(14±3fl ); 3D 放映銀幕中心亮度為13~22cd /m2 ,中心參考值為16cd/ m2(與好萊塢標準4.5fl接近)。本人認為其中3D 放映亮度指標是基于目前設備的技術條件而制定的,指標值相對還是較低的,從觀眾觀看3D 電影的舒適度要求來看,隨著放映設備條件的改善,特別是激光光源的使用,這個指標值還會做相應提高。目前 DCI 組織已經對這一指標提出了新的標準要求,推薦標準為采用普通光源單機 3D放映的中心峰值亮度為7fl±2fl ,采用激光光源放映或雙機放映 3D的銀幕中心峰值亮度為 14fl±2fl 。所以如何提高和保持符合規范的銀幕亮度是影院普遍關心的問題。

  跟電影放映有關的幾個光度學概念在弄清銀幕亮度的影響因素之前,我們先來了解一下幾個概念:

  1.光強 .用符號I表示,定義為光源在給定方向的單位立體角內所輻射的光通量的大小稱為光源在這個方向的發光強度,單位為坎德拉,符號cd 。這里需要注意的是發光強度概念是針對點光源而言的,或者是發光體的大小相對于照射距離比較小的場合。(我們目前普遍使用的4KW 氙燈的發光強度大約在14000cd左右。)

  2.光通量 .用符號 Φ 表示,某一光源表面在單位時間內向各個方向輻射出所有波長光的能量稱為輻射通量,光源對不同波長光的輻射通量不同,我們把光源在可見光范圍內各波長光的輻射通量總和稱為光源的光通量,單位是流明,符號lm 。對于一個均勻發光、光強為I的點光源來說,它向四周輻射的總光通量 Φ=4πI ;(一個4KW 氙燈的光通量大約是 Φ=4×3.14×14000=175840lm ,在我們數字電影放映中,實際能夠投射到銀幕上被利用的大約在18000lm ,稱有效光通量。)3.光照度和光亮度 .光照度符號E是光線照射在某個表面的強度,定義為1lm 光通量均勻照射在1m2的表面的光照度為1Lx ,照度E=Φ / S (S為被照表面面積)。所以照度跟被照物體表面無關,只是相對于被照地點而言的一個概念 (電影放映銀幕照度一般要求為80~250lx );光亮度符號 L ,是單位面積在某個方向上單位立體角內所輻射的光強,從定義就可以知道這個亮度是針對面光源而言,可以是主動發光和被動發光的面光源,亮度表示一塊小的面積明亮程度,它不僅取決于發光光源光通量,而且與等價發光面積和反射的會聚程度有關。對于一個被動發光表面來說,如果它在各個方向的亮度是相同的,那么稱這個面為全擴散面,全擴散面的亮度和照度值關系為即亮度公式為 L=K*E / π=K*Φ / S*π ,式中 K為全擴散面的反射系數, π 為圓周率。電影院銀幕就是一個被動發光表面,其有關各量關系遵循這個規律。

  目前我國市場使用較多的巴可氙燈數字放映機簡易放映光路,圖中從燈到鏡頭部分為放映機光路內部結構,要想獲得合適的銀幕亮度,結合亮度公式 L=K*Φ / S*π 可知,首先必須選配相對于銀幕面積具有合適光通量 (Φ )輸出的數字放映機型號,然后是選配合適反射系數 (銀幕增益系數)的銀幕,其次要注意的是采用合格的放映窗 (我們曾經對放映窗的透光率進行過比較測試,一款是沈陽匯博的,另一款無廠家標示,測量結果是沈陽匯博款的透光率 98% 、另款91% ,相差較大)。對于兼映3D影廳而言,當然還要考慮偏光、分色3D設備對光能的損失,所以在選配放映機型號時,要按照3D放映亮度標準要求適當留有余量的原則來選取。

  我們以 DP2K-20C為例,利用亮度公式來推導一下在它支持的2D最大銀幕寬度條件時銀幕的亮度值,本指標計算條件規定銀幕增益是1.8 ,在使用4K氙燈亮度衰減為10%時光通量為18000×(1-10% )=16200lm ,所 以 理 論 亮 度 值 L=1.8×16200÷(3.14×20÷2.39×20 ) ≈55cd / m2 ,當然這是氙燈在滿功率使用的亮度值,實際使用中,通常我們2D放映時會把新氙燈使用功率設置在標稱功率的80~85% ,這樣它的亮度應該在44~46cd / m2 ,這個數值也符合規范48±10.2cd / m2的要求。那么為什么3D放映時該機最大銀幕寬度推薦值為10米呢?我們同樣可以用上述公式來進行初略推算,其實3D放映時無論采用主動式還是被動式設備 (被動式包括分色、偏光),相對以2D 放映而言,其光利用率是很低的,普通3D設備的光利用率只有2D放映時的10%到15%左右 (雖然3D 技術目前有較大提高,雙光路、三光路設備在光利用率方面提高到了20%~30%范圍,這里仍以普遍使用的設備為依據條件計算),假設我們要求銀幕亮度要達到4.5fl即約16cd / m2 ,光利用率取12% ,銀幕增益1.2 ,同樣利用上述公式并進行變量轉換有S=K*Φ / L*π=1.2×16200×12%÷ ( 16×3.14 ) ≈46m2 ,寬銀幕高寬比為1∶2.39 ,所以通過計算可以得到寬度約為10米。一般情況下,我們在確定了銀幕大小和增益后 (需要注意的是,銀幕增益不是越多越好,太大會減少影廳有效觀看區域,降低銀幕亮度均勻度,出現暈光等等,一般小廳選低增益幕,巨幕增益不能大于2.8 ),利用上述方法,通過計算獲得理論光通量值 (3D 影廳應按3D 計算),適當加余量后可輕松選擇放映機型號。銀幕亮度的測量影院經營過程中,為了保證電影放映質量,有時需要對銀幕亮度進行測量,來分析影院放映設備運行狀況,以便對設備開展有針對性的維護、檢修工作。銀幕的測量方法有兩種:直接測量法和間接測量法。直接測量法就是利用電影工業專用的點亮度計進行測量,步驟是開啟放映機銀幕亮度測試信號,待放映機輸出穩定后,在觀眾座席區中心位置用亮度計測量銀幕中心亮度,測量時亮度計應設在離地面1米左右,偏離銀幕法線5°的位置。 (3D 亮度測量,要開啟3D設備,同時將亮度計通過3D眼鏡測量銀幕中心亮度)。專業亮度計如柯尼卡美能達ls-100亮度計,價格比較貴,一般影院配備的可能性不大,所以只能請院線技術部或者其它專業公司幫助來做。間接測量法是開啟放映機銀幕亮度測試信號,待放映機輸出穩定后,用照度計在銀幕上中心位置取點測出銀幕照度 (可以在銀幕中心區域多選幾個點測量,取平均值),然后利用亮度公式計算得出亮度值,雖然有點麻煩,數值也不是很精確,但是照度計市場上品種很多,價格便宜,每個影院都有條件配備,筆者認為這個方法比較可行。

  銀幕亮度影響因素

  數字放映機使用一段時間以后,通過測量,我們可以發現,銀幕的亮度會比安裝時的亮度明顯降低,甚至會出現亮度達不到標準要求的情況。造成銀幕亮度降低的原因應該有兩個方面因素,一是銀幕的反射系數明顯下降,主要是銀幕表面受粉塵污染造成光反射率降低所致,可以通過定期使用干軟毛刷輕拂銀幕表面辦法來解決。如果銀幕受到嚴重污染或者受潮發黃等特殊情況必須更換新幕。二是投射到銀幕的有效光通量明顯降低,這是造成影院銀幕亮度降低的主要原因。從數字電影放映簡易光路圖中,我們可以清楚的知道,銀幕上的光以由放映機內的燈光源發出的光通過光碗收集反射,進入放映機光引擎,然后通過放映鏡頭聚焦放大,最后通過放映窗口投射而來的,所以光源是我們大家首先會考慮的問題。目前我們普遍采用氙燈做放映光源,各種型號 (不同功率)氙燈的使用壽命不同,超期使用不但可能造成炸燈事故,也是銀幕亮度降低的原因;其次是氙燈質量問題出現??欠⒑?,影響光輸出;再是反光碗與氙燈的光軸調整不到位及反光碗效率降低導致光利用率低。所以正確使用氙燈等光源是保證放映銀幕亮度的一項基本工作。除了燈的問題,我們更應該引起重視的是放映機光路的污染問題,這個問題我們平時可能會忽視,但這正是影響銀幕亮度的一個非常重要的問題。表1為湖州某影城光路清潔前后,銀幕照度測量結果對比,該影城開業3年多,使用巴可20C數字放映機,經營中發現銀幕亮度明顯變暗,在排除了光源、放映窗、銀幕影響的可能性后,懷疑機器內部光路受到了嚴重污染,聯系巴可工程師做了光路深度清洗。從表中數據可以證實,該影城每臺機器的光路都受到不同程度的污染,提升率越大,說明光路受污染越嚴重,而且光路受污染對銀幕亮度的影響遠遠超過了我們的想象 (清潔后照度最少提高47% ,最多提高187% )。由此可見,如何在實際工作中最大限度地減少放映機光路受污染,是一項非常重要的工作。

  氙燈工作時會產生很大的熱量,如果不采取散熱措施,會加速燈損壞及機器內部電子元器件等老化,影響機器正常工作。所以必須采用強排風等措施改善設備工作環境。如巴可數字安裝要求規定,要安裝好排風機,規定在放映機排風口處風速≧8~15m / s (排風口外徑201mm ,具體風速要求根據型號配置)。相當于每分鐘15~28立方米的換氣量,如果這些空氣不做清潔處理,那么大量的粉塵就會進入放映機內各個部位,光路會很快被污染。雖然光引擎是相對密封的,但由于燈箱內風速大,少量的空氣會通過細小的安裝縫隙進入引擎內,經過一段時間以后會使引擎內光學器件表面受污染。所以放映機的進風口都設有過濾網,并在使用規范里對濾網的清潔方法和時間間隔以及使用壽命等做了明確要求,放映員應該嚴格遵照執行。這是從機器本身來減緩污染的一項措施, 過濾網只能阻擋空氣中較大顆粒的塵埃,對微小顆粒的阻止能力有限)。另一方面我們從機器外部大環境來看,一是目前影院的大部分機房設計時沒有考慮引入新風,機器工作時由于排風機的工作,事實上機房處于負壓區,機房外的夾帶大量塵埃的不潔凈空氣進入機房空間,會加速機器受污染,特別是采用上進下出形式設計,觀眾通過機房層進入的影廳,污染相對嚴重些。建議影院機房設計安裝新風裝置,將室外空氣通過過濾后送入機房,以減少機房空氣中的塵埃。二是機房地面、設備表面要做到每天開場前清潔,清潔時要采用帶濕的毛巾、拖把輕擦,防止灰塵散入空氣中?;懇細褡齙澆刮?,吸煙產生的煙霧中含大量的微小顆粒、焦油等會通過過濾網進入機器,加速光路污染。三是要經常性的對自己有能力處理的放映機外部光路進行清潔,如反光碗、紅外紫外濾鏡、鏡頭、放映窗等,使之保持良好的透光率 (反光率)。一旦發現光引擎內部受污染必須聯系生產廠家工程師進行及時處理。

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