Проекционные экраны могут быть закреплены на стене, как в кинотеатре, смонтированы на потолке (они могут быть моторизованными или с ручным управлением), нарисованы на стене или даже раскладываться из напольного положения. Чаще всего используются равномерно белые или серые экраны, позволяющие избежать какого-либо изменения цвета изображения, в то время как наиболее желаемая яркость экрана зависит от ряда переменных, таких как уровень окружающего освещения и мощность свечения источника изображения. В зависимости от оптики, используемой для проецирования изображения, и желаемой геометрической точности получения изображения могут использоваться плоские или изогнутые экраны.
Экраны могут быть предназначены для фронтальной или тыловой проекции, причем это касается и проектора, и акустических систем. Фронтальные проекционные экраны работают за счет рассеянного отражения проецируемого на них света, тогда как экраны обратной проекции работают за счет рассеянной передачи света через них. Экран представляет собой отражающую поверхность, которая может быть либо алюминизированной (для высокой контрастности), либо белой поверхностью с мелкими стеклянными шариками (для высокой яркости). Экран также может иметь множество маленьких, равномерно расположенных отверстий для лучшей звукопроницаемости.
Жесткие настенные экраны идеально сохраняют свою геометрию, что делает их подходящими для максимально точного воспроизведения изображения. Экраны с фиксированной рамкой обеспечивают равномерное натяжение поверхности экранов, что обеспечивает оптимальное качество изображения. Их часто используют в домашних кинотеатрах и профессиональных средах, где экран не нужно встраивать в корпус. Выдвижные экраны используются в помещениях, где для постоянно установленного экрана потребовалось бы слишком много места. В них обычно используется окрашенная ткань, которая сворачивается в рулон в корпусе экрана, когда он не используется. Такой экран может быть как свободно висящим, так и с боковыми натяжителями, что усложняет его конструкцию, но практически уравнивает по качеству с фиксированным экраном.
Коэффициент усиления
Одним из наиболее часто упоминаемых свойств экрана домашнего кинотеатра является коэффициент усиления. Это показатель отражательной способности света по сравнению с экраном, покрытым карбонатом магния, диоксидом титана или сульфатом бария, когда измерение проводится для света, направленного и отраженного перпендикулярно экрану. Диоксид титана уже сам по себе имеет ярко-белый цвет, но еще большего эффекта можно добиться с помощью материалов, которые отражают больше света параллельно оси проекции и меньше вне оси.
Часто указываемые уровни усиления различных материалов варьируются от 0,8 для светло-серых матовых экранов до 2,5 для экранов из стеклянных шариков с более высокой отражающей способностью. Очень высокого уровня усиления можно было бы достичь простым использованием зеркальной поверхности, но в этом случае зрители видели бы только отражение проектора, что сводило бы на нет цель использования экрана. Многие экраны с более высоким коэффициентом усиления полуглянцевые и поэтому обладают более зеркальными свойствами, а именно яркой «горячей точкой» на экране — увеличенным (и сильно размытым) отражением объектива проектора. Мнения расходятся относительно того, когда это «горячее пятно» начинает отвлекать, но большинство зрителей не замечают разницы в яркости изображения до 30%, если только им не предъявляют тестовое изображение и не просят посмотреть на изменения яркости. Это возможно, потому что люди обладают большей чувствительностью к контрасту в мелких деталях, но меньшей при вариациях яркости, достигающих половины экрана. Другие экраны с более высоким коэффициентом усиления являются полуотражающими. В отличие от зеркал, световозвращающие поверхности отражают свет обратно к источнику. Со световозвращающими экранами с высоким коэффициентом усиления меньше проблем с выделением горячих точек.
Определенная путаница в отношении усиления возникает для экранов серого цвета. Если материал экрана при осмотре выглядит серым, то его общая отражательная способность намного меньше 1. Однако измеренное усиление серого экрана может составлять 1 или даже намного превышать 1. Геометрическое поведение серого экрана отличается от белого экрана с идентичным усилением. Следовательно, поскольку геометрия важна при применении экранов, материалы экранов должны определяться, по крайней мере, их коэффициентом усиления и общим коэффициентом отражения. Вместо полной отражательной способности второй спецификацией может быть «геометрический коэффициент усиления» (равный коэффициенту усиления, деленному на общую отражательную способность).
Изогнутые экраны могут иметь высокую отражающую способность без появления каких-либо видимых горячих точек, если кривизна экрана, расположение проектора и расположение зрительных мест спроектированы правильно. Суть этого решения состоит в том, чтобы экран отражал проецируемый свет обратно на аудиторию, эффективно превращая весь экран в гигантскую «горячую точку». Если угол отражения по всему экрану примерно одинаков, никаких отвлекающих артефактов образовываться не будет.
Полузеркальные материалы экрана с высоким коэффициентом усиления подходят для потолочных проекторов, поскольку наибольшая интенсивность света будет отражаться вниз, в сторону аудитории, под углом, равным и противоположным углу падения. Однако для зрителя, сидящего с одной стороны аудитории, противоположная сторона экрана сильно затемнена по той же причине. Некоторые структурированные экранные материалы полузеркально отражают в вертикальной плоскости и более рассеянно в горизонтальной плоскости, чтобы избежать этого. Экраны из стеклянных бусин демонстрируют явление обратного отражения; свет отражается обратно к своему источнику более интенсивно, чем в любом другом направлении. Они лучше всего работают для установок, в которых источник изображения расположен в том же направлении от экрана, что и аудитория. При использовании световозвращающих экранов центр экрана может быть ярче, чем периферия экрана, что является своего рода «горячим пятном». Это отличается от полузеркальных экранов, где расположение горячей точки меняется в зависимости от положения зрителя в аудитории. Световозвращающие экраны считаются желательными из-за высокой интенсивности изображения, которое они могут создавать при заданном световом потоке от проектора.
Большинство источников изображений предназначены для проецирования идеального прямоугольного изображения на плоский экран. Если аудитория находится относительно близко к проектору, вместо него можно использовать изогнутый экран без видимых искажений геометрии изображения. Зрители, находящиеся ближе или дальше, увидят характерную трапецию, а изогнутый характер экрана станет очевидным при просмотре вне оси.
Яркость и контрастность изображения
Видимый контраст проецируемого изображения — диапазон яркости — зависит от условий окружающей освещенности, световой мощности проектора и размера проецируемого изображения. Больший размер экрана означает меньшую яркость (мощность света на единицу телесного угла на единицу площади) и, следовательно, меньшую контрастность при наличии окружающего освещения. При проецировании изображения в комнате всегда будет создаваться некоторое количество света, что увеличивает уровень окружающего освещения и, таким образом, способствует ухудшению качества изображения. Этот эффект можно уменьшить, оформив комнату в темных тонах. Ситуация в реальном помещении отличается от показателей контрастности, рекламируемых производителями проекторов, которые записывают уровни освещенности с помощью проектора в режиме полного черного/полного белого, обеспечивая максимально высокие показатели контрастности.
Производители экранов для домашних кинотеатров попытались решить проблему окружающего освещения, внедрив поверхности экрана, которые направляют большую часть света обратно к источнику света. Обоснование этого подхода основано на размещении источника изображения рядом с аудиторией, чтобы зрители действительно видели повышенный уровень отраженного света на экране. Плоские экраны с высокой отражающей способностью, как правило, страдают от горячих точек, когда часть экрана кажется намного более яркой, чем остальная. Это результат высокой направленности (зеркальности) таких экранов. Экраны с высоким коэффициентом усиления также имеют более узкий угол обзора, поскольку количество отраженного света быстро уменьшается по мере удаления зрителя от передней части такого экрана. Из-за указанного эффекта эти экраны также менее уязвимы к окружающему свету, поступающему с боковых сторон.
Серые экраны
Попыткой улучшить воспринимаемое качество изображения является внедрение серых экранов, которые в большей степени способны передавать более темные тона, чем их белые аналоги. Матово-серый экран не имел бы преимуществ перед матово-белым экраном с точки зрения контрастности; современные серые экраны, скорее, спроектированы так, чтобы коэффициент усиления был таким же, как у матово-белых экранов, но имел более темный внешний вид. Конечно, более темный (серый) экран отражает меньше света — как света от проектора, так и окружающего освещения. Это уменьшает яркость как проецируемого изображения, так и окружающего освещения, поэтому, хотя светлые области проецируемого изображения более тусклые, темные области темнее; белый менее яркий, но предполагаемый черный ближе к фактическому черному. Поэтому многие производители экранов уместно называют свои серые экраны «высококонтрастными» моделями. Хотя проекционный экран не может улучшить уровень контрастности проектора, воспринимаемый контраст можно увеличить.
В оптимальной комнате для просмотра проекционный экран отражает свет, а окружающая обстановка — нет. Уровень внешней освещенности зависит от общей отражательной способности экрана, а также от окружающей обстановки. Когда площадь экрана велика по сравнению с площадью окружающей обстановки, вклад экрана в окружающее освещение может доминировать, а влияние поверхностей комнаты, не являющихся экранами, может быть незначительным.
Серые экраны предназначены для использования мощных источников света, способных обеспечивать достаточный уровень яркости, так что белые области изображения по-прежнему выглядят белыми, используя преимущества нелинейного восприятия яркости человеческим глазом. Люди могут воспринимать широкий диапазон яркости как «белый», если визуальные подсказки, присутствующие в окружающей среде, предполагают такую интерпретацию. Таким образом, серый экран может почти с таким же успехом передавать яркое изображение или не делать этого при других обстоятельствах.
По сравнению с белым экраном серый отражает меньше света в комнату и меньше света из комнаты, что делает его более эффективным при работе со светом, исходящим от проектора. Окружающий свет, исходящий от других источников, может достигать глаз сразу после отражения от поверхности экрана, не давая никаких преимуществ по контрастности перед белым экраном с высоким коэффициентом усиления. Таким образом, потенциальное улучшение за счет серого экрана может быть лучше всего реализовано в затемненной комнате, где единственным источником света является проектор.