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Ein detaillierter Leitfaden zur Helligkeit von Projektoren: Alles, was Sie wissen müssen
- BenQ
- 2023-01-27
Bei der Bewertung der Helligkeit eines Projektors ist es ganz natürlich, dass ein potenzieller Käufer Vergleiche anstellt, die ausschließlich auf den Zahlen in den Spezifikationstabellen der einzelnen Projektoren basieren. Dies liegt daran, dass die Industrie eine Standardeinheit, ANSI-Lumen, zur Messung der Helligkeit von Projektoren verwendet, die es dem Verbraucher scheinbar ermöglicht, einen Vergleich anzustellen. Diese Art der Konzentration auf die technischen Daten ist jedoch nicht immer ratsam, wenn es um die Bewertung der Helligkeit geht, denn es gibt einen Aspekt der Helligkeit, der oft übersehen wird, wenn die ANSI-Lumen die ganze Aufmerksamkeit auf sich ziehen: die Beziehung zur Farbleistung.
Was sind ANSI Lumen?
Wie bereits erwähnt, ist ANSI-Lumen zum Standardmaß für die Helligkeit auf dem Projektormarkt geworden. ANSI-Lumen wurde vom American National Standards Institute (ANSI) entwickelt und ist eine Einheit, die durch Mittelwertbildung der Helligkeitswerte (mit Hilfe eines Beleuchtungsstärkemessgeräts) von mehreren verschiedenen Punkten auf einer weißen Projektionsfläche ermittelt wird. Ihre Bedeutung auf dem Projektormarkt ist auf die Objektivität ihrer Methodik und die damit verbundene Vertrauenswürdigkeit zurückzuführen, die es den Verbrauchern ermöglicht, auf die Idee zu vertrauen, dass ein Projektor mit einem höheren ANSI-Lumen-Helligkeitswert als ein anderer ein hellerer Projektor ist.
Bedeutet all dies, dass ANSI-Lumen das A und O bei der Beurteilung der Helligkeit eines Projektors sein sollten? Ein tieferes Eintauchen in das Thema zeigt, dass bei der Verwendung von ANSI-Lumen ein Schlüsselelement übersehen wird, das sich auf die Beurteilung der Helligkeit eines Projektors auswirken kann.
Was ANSI Lumen übersehen: Der Helmholtz–Kohlrausch Effekt:
Obwohl ANSI-Lumen eine Messung ist, die unbestreitbar objektiv ist - von der Standardmethode bis hin zum verwendeten Instrument - können Fragen aufkommen, wenn man sie im Hinblick auf ihre Nützlichkeit für Projektoren betrachtet, denn projizierte Bilder sollen gesehen werden, und Sehen ist subjektiv. Da es sich bei der ANSI-Lumen-Angabe um ein objektives Maß handelt, bleibt unberücksichtigt, dass die Physiologie des menschlichen Sehens die Wahrnehmung eines Bildes und seiner Helligkeit beeinflussen kann. Ein Beispiel dafür ist, dass bei der Verwendung von ANSI-Lumen das Potenzial des Helmholtz-Kohlrausch-Effekts vernachlässigt wird.
Der Helmholtz-Kohlrausch-Effekt ist ein Phänomen, das vor allem bei farbigem Licht auftritt und bei dem eine Person stark gesättigte Farben als heller wahrnimmt, als sie aufgrund der Mechanik des Auges "objektiv" sind. Dieser Effekt wird am stärksten empfunden, wenn Farben mit gleicher Leuchtdichte (d. h. Helligkeit), aber unterschiedlichem Sättigungsgrad verglichen werden; in diesen Fällen erscheint die am stärksten gesättigte (oder "reinste") Farbe trotz ihres gleichen Leuchtdichtewerts heller als alle anderen Farben. Dieses Phänomen funktioniert sogar so weit, dass es farbiges Licht heller erscheinen lässt als weißes Licht mit derselben Leuchtdichte.
Im obigen Bild haben alle Farben die gleiche gemessene Helligkeit, doch die am stärksten gesättigten Farben erscheinen heller
Für den Projektormarkt bedeutet dies, dass Projektoren, die in der Lage sind, stärker gesättigte Farben zu erzeugen, auch in der Lage sind, Bilder zu produzieren, die als heller wahrgenommen werden können, als es ihre technischen Daten vermuten lassen, da ihre Helligkeitswerte meist in "objektiven" ANSI-Lumen angegeben werden. Mit anderen Worten: Die Farbleistung eines Projektors trägt nicht nur zu seiner Fähigkeit bei, genaue Bilder zu erzeugen, sondern erhöht auch die Helligkeit der besagten Bilder. Dies gilt insbesondere für Projektoren, die LEDs oder Laser als Lichtquelle verwenden, im Gegensatz zu Projektoren, die eine herkömmliche Lampe nutzen, da diese Technologien eine bessere Farbleistung ermöglichen. Bei der Suche nach einem Projektor sollte der Verbraucher also nicht nur die ANSI-Lumen vergleichen, die bei Projektoren mit herkömmlichen Lampen am höchsten sind, da diese in der Regel eine höhere ANSI-Helligkeit aufweisen, sondern auch die Gesamtleistung des Projektors berücksichtigen, insbesondere die Farbwiedergabe.
Wann ist der Helmholtz–Kohlrausch Effekt nicht so wirksam?
Obwohl wir wissen, dass die Farbwiedergabe als Ergebnis des H-K-Effekts einen positiven Einfluss auf die wahrgenommene Helligkeit eines Projektors haben kann, ist es wichtig, dass wir auch die Grenzen des H-K-Effekts diskutieren, da der Grad seiner Wirksamkeit zum Erfolg eines Projektors beitragen kann.
Der dumpfe Effekt von Weiß, Grau und ungesättigten Farben
Bei der Definition des H-K-Effekts haben wir bereits erwähnt, dass er hoch gesättigtes farbiges Licht heller erscheinen lässt als gleichwertiges weißes Licht. Dies hat zur Folge, dass bei visuellen Inhalten mit einem höheren Anteil an Weiß, Grau oder ungesättigten Farben das projizierte Bild nicht so stark an Helligkeit gewinnt. Infolgedessen entsprechen die Helligkeitswerte für solche Inhalte eher dem ursprünglichen ANSI-Lumen-Wert, der für den Projektor angegeben ist.
Wie Umgebungslicht Farben verwässert
Da der H-K-Effekt ein direktes Ergebnis der farbigen Lichter eines Projektors ist, wird jegliches Umgebungslicht (z. B. Raumlicht oder Sonnenlicht), das zur Gesamtlichtmenge im Raum beiträgt, per Definition die Konzentration der farbigen Lichter des Projektors verdünnen, wodurch die Farbsättigung, die das Auge wahrnimmt, und folglich die Stärke des H-K-Effekts gedämpft wird.
Der H-K-Effekt bei ausgeschaltetem Licht
Der H-K-Effekt bei eingeschaltetem Licht
Zur Veranschaulichung dieses Konzepts wird in den nachstehenden Diagrammen die Intensität der Rottöne verschiedener Lichtquellen bei ein- und ausgeschalteter Raumbeleuchtung verglichen; je geringer die Bandbreite einer Lichtquelle ist, desto stärker ist ihr Rot gesättigt. Zunächst fällt auf, dass unabhängig von der Menge des Umgebungslichts der Sättigungsgrad beim Laserprojektor am höchsten ist, gefolgt vom LED-Projektor und dann vom Lampenprojektor. Diese Diagramme verdeutlichen die Auswirkungen des Umgebungslichts, indem sie zeigen, wie sich die Linien sowohl für die Lampe als auch für die LED deutlich verbreitern, sobald die Lichter eingeschaltet sind, was bedeutet, dass das Umgebungslicht den Sättigungsgrad der Rottöne dieser Lichtquellen verringert.
Spektraldiagramme (rot)
Licht aus (Beleuchtungsstärke = 0 Lux)
Licht an (Beleuchtungsstärke = 90 Lux)
Lichter an (Beleuchtungsstärke = ~200 Lux)
Laser
LED
Lampe
Die obige Abbildung zeigt die schrumpfende Wirkung, die eine höhere Menge an Umgebungslicht auf die Farbskala der einzelnen Projektortypen hat
Enger Farbraum = gedämpfte Farben
Da die meisten LED-Projektoren, bei denen der H-K-Effekt viel ausgeprägter ist, über einen großen Farbraum verfügen, der in der Regel über den Rec. 709- und sRGB-Farbstandard hinausgeht, muss der Projektor bei allen visuellen Inhalten, die auf diesen engeren Farbräumen basieren, seine Farben anpassen (d. h. herunterstufen), um sie an den Inhalt anzupassen. Die Abschwächung der resultierenden Farben führt erwartungsgemäß zu einer Dämpfung der Wirksamkeit des H-K-Effekts.
Fazit
Diese ganze Diskussion läuft auf die eingangs erwähnte Empfehlung hinaus, dass man sich beim Kauf eines neuen Projektors nicht nur auf die in den technischen Daten des Geräts angegebenen Helligkeitswerte konzentrieren sollte. Stattdessen sollte man einen ganzheitlichen Ansatz verfolgen, bei dem Faktoren wie der Raum, in dem der Projektor verwendet wird (z. B. die Lichtverhältnisse), und der zu projizierende Inhalt (z. B. die Farbpalette des Bildes) berücksichtigt werden, und dann die Entscheidung auf die Art der Technologie (d. h. entweder Lampe, LED oder Laser) stützen, die am besten zu diesen Bedingungen passt, wobei die Rolle der Farbleistung bei der Erzeugung hellerer Bilder zu berücksichtigen ist.