Предыдущие статьи об использовании проектора в домашнем кинотеатре:
В предыдущей части мы рассмотрели вопрос о том, какие бывают проекторы и, чтобы не ошибиться при покупке, разделили их на типы по разным критериям. Напомню, что по технологии формирования изображения бывают 3LCD, DLP и LCoS - проекторы, при этом каждая технология имеет свои достоинства и недостатки, также проанализированные в предыдущей части. По типу источника светового потока проекторы разделяются на традиционные «ламповые», светодиодные и лазерные. В зависимости от сферы применения - мультимедийные проекторы для презентаций, профессиональные проекторы для публичных кинотеатров и, наконец, проекторы, предназначенные для просмотра кино в домашних условиях. В данной статье мы сосредоточимся только на последних, т.к. целью этого исследования является формулирование практических рекомендаций по выбору исходя из определенных качественных характеристик.
Однако, прежде чем переходить к основной части, я вынужден еще раз напомнить, что, в отличие от телевизора, использование проектора для просмотра кино предполагает соблюдение ряда условий и возможностей - если Ваше помещение и условия просмотра не позволяют их обеспечить, то покупка даже самого дорогого и технически совершенного проектора с большой вероятностью принесет лишь разочарование - его возможности просто не раскроются в должной мере, а деньги будут потрачены зря.
Итак, что первым делом нужно уяснить перед выбором конкретной модели проектора? Ответ прост - проекционное расстояние, то есть расстояние от передней линзы проектора до экрана. Именно от него придется «плясать», чтобы понять, с одной стороны, максимальный размер экрана, который можно инсталлировать в данное помещение (а именно к этому нужно стремиться, иначе зачем нужен проектор?), а с другой - какой проектор сможет этот размер «засветить» с данного расстояния. Для начала нужно измерить расстояние от стены, на которой планируется размещать экран до противоположной - это будет отправной точкой для понимания диапазона возможностей, т.к. в этот момент Вы еще не знаете габаритов (глубины) будущего проектора и необходимого для вентиляции зазора, которое нужно будет оставить от его задней стенки до стены.
Далее я рекомендую воспользоваться проекционным калькулятором на сайте projectorcentral.com. Там можно, выбрав любую модель проектора понять какой размер экрана он может обеспечить с указанного проекционного расстояния.
При этом следует понимать, что с точки зрения используемой оптики проекторы бывают стандартные (длиннофокусные), короткофокусные (т.е. с широкоугольным объективом) и ультракороткофокусные (УКФ), рассчитанные на установку прямо перед экраном. Понять к какому классу относится проектор можно по указанному в техническим характеристиках параметру throw ratio («коэффициент броска») - это отношение расстояния от передней линзы объектива проектора до экрана к ширине получаемого изображения.
Для примера, возьмем уже архивный бюджетный проектор BenQ W1080ST с разрешением FullHD (1920 х 1080). Его объектив относится к широкоугольным, т.к. указанный диапазон значений throw ratio равен 0.69 – 0.83 - т.е. в диапазоне зумирования объектива от минимального к максимальному ширина экрана может быть даже больше, чем проекционное расстояние. То есть с довольно близкого расстояния, скажем, 2.3 м, можно будет получить изображение шириной 3,3 м (то есть 150 дюймов для экрана с соотношением сторон 16:9)!
В случае же со стандартным (длиннофокусным) проектором ситуация иная. К примеру, современный лазерный проектор Sony VPL-XW5000ES с разрешением 4К имеет диапазон throw ratio 1.38 – 2.21, это значит, что для экрана того же размера придется отодвинуть проектор гораздо дальше - на 5.4 м. либо ограничиться значительно меньшим его размером.
Подавляющее большинство моделей проекторов, предназначенных для использования в домашнем кинотеатре имеют средне - и длиннофокусные объективы. Причиной тому является более высокая сложность, а значит и стоимость, изготовления качественной широкоугольной оптики. Бывает и так, что к наиболее продвинутым и дорогим моделям опционально доступны для покупки широкоугольные объективы, но это скорее исключение, чем правило.
Что же касается ультракороткофокусных моделей, на производстве которых сосредоточились преимущественно китайские производители, то рассматривать их всерьез в качестве конкурентов моделям традиционным пока не приходится. Создать за адекватную цену сверхширокоугольный объектив без серьезных компромиссов по качеству практически невозможно - даже в самых «продвинутых» УКФ-моделях можно увидеть значительные оптические аберрации, особенно по краям изображения. Помимо всего прочего для них характерны низкий контраст, отсутствие нативной (на уровня DLP - чипа) поддержки «киношных» 24 кадров в секунду и отсутствие серьёзных возможностей для калибровки. Такие проекторы - скорее альтернатива большому телевизору для гостиной, чем серьезный вариант для просмотра кино.
Помимо проекционного расстояния нужно иметь в виду, что установка проектора предполагает, что нужно учитывать наличие в нем функции сдвига линз (shift) - такой сдвиг бывает как по одной из осей, так и по двум - по горизонтали и по вертикали. И диапазон сдвига очень сильно разнится от модели к модели. У бюджетных аппаратов его может не быть вовсе и тогда нужно будет устанавливать проектор относительно экрана, максимально точно просчитав место установки (при потолочной установке обычно линия, проведенная от центра объектива должна совпадать с верхней границей полотна экрана). Естественно, что в этом случае в горизонтальной плоскости проектор (точнее его объектив) должен располагаться строго по центру верхней границы экрана. У моделей средней ценовой категории уже появляется возможность небольшого сдвига объектива, обычно в пределах 10-20 градусов, что позволяет в разумных пределах скорректировать просчеты, допущенные при установке. Что же касается моделей высшего уровня, то для них характерная максимальная гибкость возможностей для инсталляции. К примеру, у модели JVC DLA-NZ9 диапазон сдвига линз составляет +/-43% в горизонтальной плоскости и +/-100% в вертикальной!
Итак, мы выяснили какие возможности инсталляции дает нам помещение и какими характеристиками в этой части должен обладать проектор, чтобы обеспечить желаемый размер экрана. Какие еще характеристики проектора важны в качестве критериев выбора конкретной модели?
Для просмотра кино критически важными параметрами качества изображения являются:
- контрастность;
- качество цветопередачи;
- равномерность;
- оптическая четкость и равномерность фокусировки;
- качество передачи движения в динамичных сценах;
- яркость.
Итак, начнем с контрастности, то есть максимального соотношения между минимальной и максимальной яркостью изображения, которое может продемонстрировать проектор.
Измеряется контрастность двумя основными методами – на полностью черной и полностью белой заливке, которые выводятся попеременно (on/off контрастность) и на заливке, напоминающей шахматную доску с 50% белых и 50% черных прямоугольников (метод ANSI). В случае с телевизорами и мониторами обычно используется метод ANSI, для проекторов чаще используют метод on/off по той причине, что при замере контрастности по технологии ANSI огромное влияние на результаты будут оказывать условия просмотра - а именно уровень паразитных отражений от пола, стен и потолка обратно на экран. Тем не менее, для целей серьезного домашнего кинозала, где помещение подготовлено соответствующим образом, сбрасывать со счетов показатели контрастности, измеренные по методу ANSI, нельзя - нужно анализировать результаты измерений по обоим методам, так как их соотношение даст представление о том, как меняется контрастность на всей яркостной кривой - от самых темных сцен к самым светлым.
Изображение с высокой контрастностью выглядит наиболее реалистичным и объемным - оно кажется живым и даже более четким и насыщенным, чем низкоконтрастное – блеклое, «вымытое» и безжизненное. Контрастность определяет также степень различимости деталей в самых светлых и самых темных участках изображения и глубину черного цвета, которую в состоянии продемонстрировать проектор, что особенно важно для «космической» кинофантастики, хотя и в других темных сценах серый цвет вместо черного лишит изображение искомой объемности.
В отличие от телевизора, который можно использовать даже при ярком свете, в изолированном же от света помещении (т.е. при условиях, которые позволяют использовать проектор для полноценного просмотра кино), недостаток контрастности будет сразу бросаться в глаза.
Если говорить о цифрах, то плохая контрастность для проектора при измерении по методу on/off - это все, что ниже 1500 - 1700:1, удовлетворительная – 2000:1 - 3000:1, хорошей можно назвать контрастность в диапазоне примерно 4000-6000:1, а высокой - 8000:1 и выше. При измерении контрастности по методу ANSI минимально приемлемой можно считать контрастность хотя бы 150:1 - 200:1, а если помещение позволяет раскрыть все преимущества высококонтрастного проектора, то от 250:1 - 300:1 и выше.
Необходимо иметь в виду, что указанная производителем в технических характеристиках практически любой модели проектора обычно мало имеет отношение к реальности. Во-первых, контрастность может измеряться не реальная (нативная, статическая), а применением всякого рода ухищрений (динамическая диафрагма, лазерное затемнение и т.п.), что дает огромные, но фактически «дутые» цифры. И, во-вторых, контрастность может измеряться при таких параметрах, с которыми в реальности использовать проектор будет практически невозможно - например, при полностью закрытой диафрагме объектива. Руководствоваться можно лишь результатами инструментальных измерений, которые проводят при независимом тестировании проекторов. Например, в роликах, посвященным тестированию проекторов на канале AVnirvana, все тестируемые проекторы подвергаются процедуре тщательного измерения их яркостных характеристик, причем в разных режимах и с разными настройками зума объектива, положения диафрагмы и т.д. Статьи с отчетами о тестировании можно прочитать в разделе «Тесты проекторов» на этом канале.
Второй важнейший параметр, который я назвал, – это качество цветопередачи. Проектор должен уметь передавать цвет максимально корректно, так, как он был задуман создателями фильма. Самый простой тест на качество цветопередачи – это просмотр черно-белого изображения – если оно будет тонировано (окрашено), то с цветопередачей у проектора очевидные проблемы.
Правильно
Неправильно
На примере этого тестового изображения видно, что важна не только точная цветопередача, но и гамма – все квадратики (градации яркости) в «светах» и «тенях» должны быть видны. Далеко не каждый проектор при настройках «из коробки» может выдать идеальную цветопередачу и гамму - главное, чтобы этого можно было достигнуть с помощью настроек, в том числе - путем профессиональной калибровки.
Следующий важный показатель качества проектора – равномерность. Проще всего объяснить, что это такое можно на следующих примерах. Если Вы включили изображение, равномерно залитое каким-либо одним цветом, то никаких раздражающих при просмотре отклонений по площади экрана быть не должно. Проблемы с равномерностью лучше всего заметны на белой, серой и черной заливках, а также на смешанных - где небольшие белые объекты сочетаются с черным фоном. Это могут быть пятна, полосы, «яркие углы» и «призраки» и т.п. яркостные и цветостные отклонения, которые свидетельствуют о проблемах с качеством оптического тракта (отклонения в положении матриц и их деградация, пыль и грязь, а также переотражения в оптическом блоке).
Примеры плохой цветостной и яркостной равномерности
Если подобные отклонения минимальны, то вряд ли Вы будете видеть их в реальном контенте, но лучше подстраховаться и проверить. Скажем цветостная неравномерность (тинт) заметна обычно на сценах со снежными вершинами, а проблемы с равномерностью черного - в самых темных сценах, например, «космических».
К этой же качественной характеристике примыкает и плавность передачи градиентов, то есть наличие и выраженность т.н. бандинга, то есть заметной дискретности тональных и цветостных переходов, которые в кино можно обычно увидеть на вечернем или ночном небе, на подводных съемках или даже на обычных задних планах с плавными тональными переходами. Причиной этого явления может быть низкое качество процессинга (обработки) изображения проектором, в том числе снижение его разрядности (битовой глубины) скажем, с 10 до 8 без применения качественных алгоритмов дизеринга. Главное - при проверке проектора убедиться, что бандинг не записан в самом видео ввиду некачественной компрессии.
Далее мною были указаны такие параметры качества изображения как оптическая четкость, разрешение и равномерность фокусировки по всей площади экрана. Надо понимать, что оптическая четкость - это не разрешение матриц, а именно качество оптического тракта проектора, прежде всего, объектива. Разумеется от самых бюджетных моделей требовать безупречной резкости не приходится, но при проверке конкретного экземпляра Вы должны понять - удовлетворяет ли лично Вас данный проектор с этой точки зрения. Для этого используются различные шаблоны с мелким текстом и цветными и черно-белыми линиями, которые позволяют оценить эти характеристики. В идеале текст и линии должны быть безупречно четкими, без ложных контуров и цветных окантовок, причем как по центру, так и по краям изображения. Такой результат можно встретить только в аппаратах высшего класса. В бюджетных проекторах обычно используются объективы не самого лучшего качества, часто изготовленные из пластика и ждать от них чудес в этом отношении не приходится.
Однако, здесь очень многое зависит от качества конкретного экземпляра. В особенности это касается проекторов, основанных на трехматричной технологии (LCoS, 3LCD, 3xDLP), которая для точного сведения матриц трех основных цветов предполагает их идеальную юстировку на производстве, но, увы, на практике это происходит далеко не всегда.
Теперь пару слов о разрешении (речь именно о разрешении, которое проектор может выдать в итоговом изображении, а не о том, какое разрешение сигнала он поддерживает на входе). Эта характеристика, безусловно, важна, но стоит далеко не на первом месте в числе тех качеств, которые позволяют определить проектор, как «кинотеатральный». Для многих это будет удивительно, но до сих пор большинство публичных кинотеатров оснащены проекторами с разрешением 2К, то есть 2048 х 1080 пикселей.
Проекторы, предназначенные для домашнего кино, и имеющие матрицы с нативным (физическим) разрешением UltraHD (3840×2160) или даже «полным» 4K (4096 х 2160), трудно отнести к бюджетным аппаратам. Так, одна из самых доступных современных «лазерных» UltraHD моделей от компании Sony - VPL-XW5000 на момент написания настоящей статьи стоит от 500 т.р. рублей.
Есть и промежуточный вариант - проекторы, использующие матрицы с физическим разрешением меньшим, чем 3840×2160, но за счет оптоэлектронного сверхбыстрого сдвига картинки в различных направлениях добивающиеся итогового UltraHD разрешения, или хотя бы близкого к нему, что позволяет увеличить четкость и уменьшить заметность межпиксельной решетки. К примеру, аппарат уже довольно долгое время «царствующий» на рынке бюджетных решений с поддержкой UltraHD - «ламповый» Epson EH-TW9400 у отдельных продавцов можно купить за 250 - 270 т.р.
Однако, нужно иметь в виду, что далеко не всегда даже современные фильмы издаются с такой реальной детализацией, которая в действительности требует от проектора поддержки разрешения UltraHD. Поэтому вполне можно продолжать смотреть кино и получать удовольствие на качественном проекторе с разрешением FullHD - а порядок цен здесь совсем иной, тем более, что на вторичном рынке можно найти огромное количество очень удачных FullHD - моделей прошлых лет, адекватной замены которым в новых линейках компаний-производителей попросту нет.
Такую характеристику, как качество передачи движения в динамичных сценах можно оценить только «вживую» при просмотре, производители ничего не пишут об этом в технических характеристиках, да и в тестах оценка этих способностей проекторов встречается нечасто. Во многом это связано с тем, что современные проекторы в массе своей уступают аппаратам топовым прошлых лет, основанным на больших (0.95") DLP-чипах. Хуже всего дела с передачей динамики обстоят у 3LCD проекторов из-за инерционности ЖК-матриц, которая приводит к «смазу» в движении, но первые тесты сравнительно новой модели Epson LS12000 дают основание полагать, что производитель предпринял некоторые усилия по совершенствованию технологии в этой части.
Далее поговорим о яркости. В случае с проектором яркость (а точнее обеспечиваемый проектором световой поток), конечно, важна, но она напрямую связана с планируемым размером экрана (в отличие от телевизора, где она - величина постоянная). То есть чем больше планируется использовать экран, тем больший запас по яркости должен иметь проектор. Проекционный калькулятор на указанном выше сайте projectorcentral.com позволяет не только определить возможности по инсталляции проектора в помещении, но и выяснить будет ли заявленная производителем и измеренная специалистами этого ресурса (в случае, если проектор побывал у них на тестировании) яркость достаточной для экрана требуемого размера. Подчеркиваю, что она должна быть именно достаточной, т.к. избыточная яркость при отсутствии в проекторе механизма снижения светового потока (режимы работы источника света с пониженной мощностью и/или диафрагма в объективе) приведет только к ухудшению воспринимаемого качества (глубины) темных тонов изображения иначе говоря, вместо черного цвета на экране вы рискуете увидите серый, даже при высокой паспортной контрастности проектора). Почему? Ответ прост - картинка создается проектором путем освещения белого экрана, а не черного, и чем больше будет световой поток, тем меньше будет глубина черного, что особенно заметно в темных сценах.
Согласно рекомендациям международной экспертной организации SMPTE яркость должна составлять 16 fl (футламберт).
Projectorcentral.com приводит следующую формулу: люмены / площадь экрана (в кв. футах) * усиление экрана (gain) = фут-ламберты
К этому значению (16 fl) в идеале и следует стремиться, если мы говорим о просмотре видео в стандартном динамическом диапазоне (SDR), свою позицию относительно просмотра HDR на проекторе я сформулирую ниже. Возьмем, к примеру, модель JVC DLA-N7 (для американского рынка она именуется DLA-NX7).
Если мы решим использовать в паре с этим проектором экран размером 200 дюймов, то мощности светового потока этого проектора будет явно недостаточно даже для режима работы лампы на полной мощности (high) - на новой оригинальной лампе при таком размере изображения измеренная яркость составит всего лишь 12 fl - это по сути предельное значение, ниже которого даже цвета будут восприниматься некорректно - ведь Вы не сможете полноценно увидеть самого главного - белого цвета.
Соответственно, проекционный калькулятор рекомендует уменьшить размер проекции. Попробуем это сделать и установим размер экрана в 150 дюймов.
Теперь картина совершенно иная - рассчитанная яркость составляет уже целых 21 fl - у нас есть неплохой запас по яркости, а значит можно будет использовать проектор в экономичном режиме, установив мощность лампы на low, существенно продлив тем самым срок ее службы. Обратите внимание, что яркость проектора зависит также и от положения зума объектива - чем более широкоугольным является его положение, тем яркость будет выше и наоборот.
При этом надо иметь в виду, что производители проекторов практически всегда указывают в паспортных характеристиках максимально достижимую мощность светового потока в режимах (пресетах), несовместимых с понятием домашнего кино. Обычно это режим «динамический» с явным смещением цветопередачи в зеленые тона. В режимах же, предназначенных для просмотра кино (обычно обозначаются в меню проектора как «натуральный», «естественный» или «кино») световой поток будет существенно меньше. Поэтому доверять данным производителя относительно яркости (как впрочем, и относительно контрастности) точно не стоит, в отличие от упомянутых выше ресурсов, производящим инструментальные измерения в «рабочих» режимах изображения.
Теперь пару слов о требуемой яркости для просмотра HDR контента. Конечно, отличия форматов SDR и HDR не сводятся только к яркости, речь идет также и о глубине цвета (8 бит против 10 и 12) и более широкой цветовой гамме и некоторых других аспектах, однако именно и прежде всего яркость является условием, позволяющим отобразить с наименьшей степенью компрессии весь динамический диапазон изображения – одновременно самые яркие блики и самые тёмные теневые участки картинки. SDR - сигнал ограничен яркостью в 100 нит, в то время как теоретические возможности стандартов HDR достигают 10 000 нит (обычно реальные значения пиковой яркости к контенте колеблются в диапазоне 1000-4000 нит).
1 нит равен яркости равномерно светящейся плоской поверхности площадью 1 м2 в перпендикулярном к ней направлении при силе света, равной 1 кд. Соответственно, 1 нт = 1 кд/м². 1 фут-ламберт = 3,426 нит. 1 нит примерно равен 0,292 фут-ламбертов. К примеру, рекомендованные SMPTE 16 фут-ламберт составляют порядка 54,8 нит (кд/м2) (16 * 3,426).
Отсюда всерьез рассуждать о нативной поддержке HDR бытовыми проекторами не приходится. Даже если представить себе проектор, который выдает световой поток, обеспечивающий яркость в 1000 нит, трудно даже предположить ту степень ущерба, которую причинит такая яркость в реальных условиях на темных сценах. Проектор - это не OLED-телевизор, где каждый пиксель, являясь источником света, может быть полностью отключен, он не умеет «затемнять» ни отдельный пиксель, ни даже отдельную зону (группу пикселей), если только это не король цифровой кинопроекции Christie Eclipse - обычным проекторам такое пока не под силу. Поэтому, чем больше будет световой поток, тем хуже будет уровень черного - это физика и ее не обманешь, не говоря уже о некомфортности восприятия в полной темноте столь яркого изображения. Каков же выход из этой ситуации и как комфортно смотреть HDR - контент на проекторе? Ответ очень прост - необходимо адаптировать его под яркостные возможности проектора - это называется тональным отображением или тонмаппингом (tonemapping). Другое дело, что далеко не каждый проектор имеет на борту такие возможности.
На данный момент наиболее качественный тонмаппинг обеспечивают проекторы компании JVC начиная с N-серии (2018 г.). Динамический алгоритм Frame Adapt HDR в отличие от стандартного, т.е. статического, мгновенно анализирует пиковую яркость каждого кадра и настраивает оптимальный тональный диапазон изображения в режиме реального времени одинаково эффективно для кадров и сцен с различной яркостью.
Но даже для этих проекторов (не говоря уже о всех остальных) лучшим решением является внешний тонмаппинг - то есть осуществляемый с помощью плеера, специального процессора или компьютера с мощной видеокартой и использованием бесплатного видеорендера madVR.
Скажем, современный медиаплеер на базе ОС Anrdoid с поддержкой технологии VS10 от Dolby, которая позволяет обеспечить качественную конвертацию видео из самого совершенного HDR формата - Dolby Vision в стандартный HDR10 и даже SDR (опция Dolby Vision Low Latency - LLDV) стоит от 23 т.р.
Однако такое решение не обеспечивает полноценный динамический тонмаппинг с анализом каждого кадра и адаптацией под целевую яркость дисплея, в отличие от компьютера с рендером madVR и специализированных видеопроцессоров.
На практике собрать компьютер в компактном корпусе из купленных на вторичном рынке компонентов будет стоит вполне разумных денег, а возможности такого решения по адаптации сигнала будут вполне сопоставимы с коммерческим решением компании madVR labs - madVR Envy, топовые версии которого стоят свыше 10000$.
Что касается такой качественной характеристик, как углы обзора экрана (что очень важно при выборе телевизора), то в случае с использованием на пару с проектором обычного матового белового полотна они становятся практически бесконечными - даже при просмотре огромного по размеру экрана под острым углом Вы не увидите заметной потери яркости и контрастности и, тем более, искажения цветопередачи, как это происходит во всех без исключения современных телевизорах. Проблема, связанная с узкими углами обзора, характерна лишь для специальных ALR (ambient light rejection) экранов, призванных минимизировать вред от внешней засветки и переотражений внутри помещения. Но это тема для отдельной статьи, посвященной проекционным экранам, которую я планирую написать в будущем.
В следующей части будут даны рекомендации по покупке конкретных моделей проекторов в разных ценовых диапазонах.
Если у Вас остались вопросы, пишите мне в личные сообщения.
© Шамардин А.А., 2023
