从视听室的光学环境谈家庭影院建设

木槿子 · 发表于 2006-8-26 22:20:00

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通过一连数期的策划介绍，我们对家庭影院视听空间设计中的声学环境部分进行了较为深入综合性的探索，为影音爱好者、发烧友以及影音从业人员从较深层次地阐述了一个观点：要建立一间具备优秀声音特性的视听室并非一件易事，需要从房间规划之初就进行提前考虑，并且在建立视听室的时候根据房间声音的不同特性进行衡量调整。具体而言，前期需要留意房间大小与比例对房间整个频段声音的均匀度、声染以及声音细节重现方面的影响。进入声音控制部分，则需要利用各种吸声与扩散材料来处理房间的声反射以及控制混响时间，以获得响亮饱满而不会含糊不清的声音成像。之后，还需要把握视听室的隔声降噪等环节，以避免声音对邻居生活作息的影响以及保持视听室的声音私密性。

　

　　本期，我们将会把目光转向视听室的光学环境部分。普通的Hi-Fi立体声听音室由于并没有视频环节，只需完善声学方面的处理就可以获得相当理想的效果。不过，家庭影院视听空间是结合音频与视频欣赏的应用环境，其光学环境与声学环境同样重要。更重要的是，毕竟受到家庭面积的限制，在家居环境下多是采用正投的方式，极易受到环境光的干扰。一个优秀的光学环境并不只是做好完备的遮光就可以实现，还必须考虑众多不同的其他因素，因为环境光不仅会影响画面的黑位与影像的细节，更会对画面的色彩重现带来十分严重的干扰，如果处理得不到位，即便是性能再优异的家庭影院投影设备也始终无法实现最佳的效果。为此，下面我们将会从各个不同的角度来把握家庭影院视听空间的环境光控制，让大家了解环境光的控制需要细心处理每一个关键点，以创造出优秀与准确的投影画面。

　　家庭影院视听室需要进行环境光控制的原因

　　环境光控制是建立一个优秀家庭影院视听室的基础

　　要建立一个优秀的家庭影院视听室光学环境，就需要了解为什么必须要进行环境光控制，就如同声学环境前期建造时需要考虑房间大小与比例关系一样。不合适的房间大小与比例，也就是当房间的长宽高与大小达到某个特定条件之后就会引起房间整个频段声音不均匀与声染的问题，并且无法靠声学的后期处理完全消除，因此，必须通过前期来控制。环境光的控制也属于这个范畴的问题，环境光对于画面的影响，往往无法通过后期的画面调整来修正。

　　正如房间的大小与比例对视听室的声音特性带来不可完全消除的问题，环境光的控制也是如此

　　对于家庭影院的环境而言，为了追求更广阔的视野，获得更具冲击力的视觉震撼，100英寸以上的大尺寸画面是必不可少的。拥有高亮度以及良好抗光干扰的平板电视无疑是普通家庭环境下的最佳选择，只可惜以现阶段的制造技术而言，150英寸已接近极限，而且我们目前能够买到的最大尺寸往往只有60～70英寸左右，而且价格也相当昂贵。于是，投影系统就成为了必然之选。即便是一部入门级别的家庭影院投影机也可以轻松投射出100英寸的全高清画面，只要投影机的亮度够高，就算要投射300英寸的超大画面也毫无压力。

　　平板电视在制造技术上已经突破150英寸，但我们目前可以买到的大尺寸往往在60～70英寸左右，而且价格不菲

　　

木槿子 · 发表于 2006-8-26 22:36:00

投影系统可以很轻易地实现100英寸或以上的大尺寸投影，而且成本也不高

　　投影系统以投影方式的不同可分为正投系统与背投系统。正投系统是指投影机与观看者在投影幕的同一侧，背投系统则是指投影机与观看者处于投影幕的两侧。两者由于光成像的原理不一样，前者为反射成像，后者为透射成像，所搭配投影机的亮度需求也完全不一样。而更关键的是，正投系统与背投系统相比拥有更高的环境利用率，能在有限的环境投射出更大的影像，只是由于正投系统的反射式成像往往会将不必要的环境光线也反射出来，甚至投影光线经幕布反射后投射在某些反射率较高的地方形成对投影幕的二次干扰。而背投系统就拥有更佳的抗环境光能力，因为整个投射过程都不在观看者的一侧，只需要保持投射区域不受其他光线的干扰，观看者一方的环境光线并不会对整个成像画面带来明显的干扰。不过由于投影机与观看者分别在投影幕的两侧，构建的空间也几乎比正投系统要大一倍。

　　背投系统拥有更强的抗光干扰的能力，但却有使用空间的限制

　　在普通家庭环境下，正投系统是最佳的选择，但好容易受到环境光线的影响

　　在家庭环境这样容积有限的条件下打造100英寸或以上的超大画面，绝大多数情况下只能选用正投的方式，不过，如果你的使用环境较长且偏窄，同时空间较大，使用背投的方式也未尝不可，只是浪费了一大部分的空间在投影成像部分而已。除了投影方式是家庭影院视听室需要进行环境光控制的主因之外，家庭影院投影机为了追求更加扎实的黑色，更高的对比度，更准确的色彩表现，当然还有成本方面的问题，机身特性往往都会拥有较高的对比度参数，而在亮度方面就仅限于2000流明以内。换句话说，就是实际的观看亮度还远远不及平板电视，无法达到平板电视具备的足够抵御外界光线干扰的亮度水平。

　　上述正是家庭影院视听室需要进行环境光控制的两大主因，当环境光得到了绝佳的控制，使用者只需要搭配增益在1.0左右的漫反射性质的白幕就可以充分发挥投影机的性能，带来色彩准确与自然的图像，不必要刻意选择容易产生色染的灰幕以及出现热点问题的高增益幕。

木槿子 · 发表于 2006-8-26 22:37:00

环境光的干扰是影响投影质量的最重要因素

　　获取如同电影院般震撼的视听感官刺激，是不少影音爱好者建立家庭影院投影系统的初衷。但在实际构建的过程中，往往会发现无法达到自己想要的声音与画面，尤其在画面部分，无论经过怎样精准的调校都无法带来满意的细节与色彩重现。此时，你除了要考虑投影系统本身可能出现的问题，就需要留意投影系统周围是否存在环境光干扰的问题。而环境光干扰对投影画面成像主要会造成以下几大影响。

　　环境光会影响投影图像的动态范围，也就是对比度，减弱整个画面的层次与细节

　　第一，对画面动态范围方面的影响。动态范围实际上就是指对比度，动态范围越大，画面所呈现的灰阶层次就越丰富，细节表现也越细腻。如果能够在完整遮光条件下，动态范围越广，则表明投影机本身的性能就越出色。但是，在一般的家用情况下，或多或少都会出现环境光干扰的问题。只要有一点点的光线干扰就会削弱画面的黑位表现，以至于大大缩窄整个投影画面的动态范围，减低了影像层次与细节方面的刻画。同时，这种影响也会导致画面灰阶白平衡的失调，不过，可以通过细致的画面调整进行校正。

　　当环境光投射在投影幕上面也会影响着整个画面的均匀度

　　亮度均匀度方面会受到影响

　　第二，对整个画面亮度均匀度方面的影响。当环境光反射在投影幕上面，由于投影面积较大，通常情况下环境光只会小面积出现，此时就会引起明显的画面亮度均匀度方面的不一致。对于这种影响，我们是无法通过专门的画面校正来调整的，只能够利用各种手段消除或减低环境光的干扰。值得注意的是，有些时候由于环境光的干扰面积过小，在平常的影像观看中是较难发现的，此时建议大家在全黑屏幕下仔细观察。

　　色彩均匀度方面会受到影响

　　第三，对整个画面色彩均匀度方面的影响。正如环境光的干扰会影响画面亮度的均匀性，环境光干扰同样会影响画面色彩方面的均匀性，对于这种影响，我们同样无法通过画面校正设备完全消除，必须控制环境光的干扰来实现。在色彩均匀度方面则需要在全白的画面上观察。

　　画面的色彩准确度也会因为环境光的问题而造成影响

　　第四，对画面色彩准确度方面的影响。实际上，大部分情况下我们都已经避免了灯光对投影画面的直接影响。环境光的干扰，大部分情况下是由于经投影幕反射后的光线遇到视听室中的建筑结构与沙发座椅等而引起的二次反射，最终造成对投影画面的影响。其中最严重的一种干扰就是当反射的结构与物体本身就带有颜色，环境光的干扰直接影响着画面色彩的准确度，使得整个画面偏于某种颜色。对于这种问题，即便是世界上顶级的视频调校人员也无法仅仅利用仪器就能挽救图像的色彩，必须处理甚至更换相关的结构与物体才能够解决。

　　造成环境光干扰的原因有很多，必须综合性考虑问题

　　以上四点就是环境光干扰对投影成像带来的主要影响，从中可以发现，要彻底解决这些问题仅仅靠单方面的画面调整是无法实现的，必须抑制甚至消除建筑结构、家居装饰以及沙发座椅存在的环境光反射的问题。

木槿子 · 发表于 2006-8-26 22:38:00

　　构成家庭影院的元素当中往往含有不少家居要素，这些都是环境光控制中的其中一部分

　　电影后期审片室的环境非常注重环境光控制的问题

　　家庭影院视听室最大的特点就是在家居环境下构建而成，不同于专业电影院或者电影后期审片室可以创造一个完全封闭性的独立影音空间，无需考虑其他各种因素，只需注意投影幕四周的遮光就能基本取得不错的环境光控制。而家庭影院视听室的构建往往融合了不少家居的元素，例如窗户、沙发座椅以及各式各样的家居装饰品等等，除了常规性地考虑照明、天花、地板与隔墙的影响之外，如果不小心未能对它们进行有效的处理，往往会给影音效果带来严重的影响。为此，下面不仅从天花、地板与隔墙方面来分析环境光干扰的问题，而且还会从家庭影院视听室独有的各种家居元素出发进行深入探索。

　　关于灯光照明方面需要考虑的因素

　　灯光照明问题是家庭影院视听室中最需要重视的环节

　　灯光照明是视听室中不可或缺的组成部分，而在理想的视听室环境下，在观看的过程中并不希望出现任何灯光与照明设备，但在家庭环境之下，温暖的灯光能增加一家人共同观看电视时的温馨感与愉悦感，另外当有朋友在视听室进行影音共赏的聚会，有时也需要一些灯光作陪衬。此时就难免会对投影画面带来一定程度的环境光干扰。为了最大程度地减低灯光照明系统对整个画面带来的影响，必须注意以下几个地方。

选用6500K色温的灯光设备可以减低灯光对于投影画面色彩方面的影响

　　在CIE色域图中关于6500K色温的定义

　　第一，选择使用的灯光设备时，首先要确定色温在6500K左右，这是最为理想的。当灯光直射在投影幕时，不仅会削弱黑位的下潜与层次，更加严重的问题在于引起整个画面的色染现象。如果避免不了使用灯光设备，建议采用与画面白平衡拥有一致色温参数的灯光照明设备。有一定视频调校基础的影音爱好者都知道一个基本的常识：对于色彩白平衡也就是常说的色温的调节，根据国际上关于HDTV的标准，按规定是在D65的基础之上。一般的灯光设备都会在设备的说明上标明所采用的色温参数，这个时候我们应该选用最接近6500K色温的设备。虽然D65与6500K是两个完全不同概念的参数，但是由于常见的灯光参数都没有指出是不是D65，而是以较为含糊的6500K来定性。相对于其他的色温参数，6500K是较为接近于D65的色温范围。建议有条件的朋友最好能够在现场购买的时候，先对灯光设备的色温进行实地测量，尽可能选择接近D65色域坐标的设备。

　　环境中的灯光应该尽量避免直接投射在投影幕上

　　第二，尽量避免灯光设备直射在投影幕上。为了尽量减低灯光对整个画面的影响，选择安装灯光设备位置的时候应尽量避开会直射在投影幕上的位置，同时也尽可能考虑到不应该有明显的反射光投射在投影幕上，以避免引起二次灯光干扰问题。相对于直射式干扰，二次干扰由于会吸收天花、地板以及墙面等反射面的颜色，对于整个画面的色干扰会更加严重。

　　即便有灯光反射在投影幕中，也尽量使灯光变得均匀

木槿子 · 发表于 2006-8-26 22:38:00

　第三，使反射在投影幕上面的灯光更加均匀。光的均匀性对于投影画面的成像质量是至关重要的。只要在观看时打开灯光设备就无法避免投影幕受到灯光的干扰，此时，我们应该尽可能使得反射在投影幕的灯光更加均匀地分布，以减低对投影幕亮度与色彩均匀性的影响。因此，在安装灯光设备时就要尽量使灯光经过更多的反射面，以减低光线的强度以及增加光线的均衡性。

　　具备调光系统的光源十分适合在家庭影院视听室中使用

　　第四，选用具备调光系统的光源。这样既可以起到省电的作用，在某些情况也可以通过灯光的亮度变化来改变房间的氛围以及对投影效果的影响，在两者之间取得平衡。

关于天花、地板与隔墙方面需要考虑的因素

　　家庭影院视听室是一个充满家居元素的地方

　　在视听室声学设计时，我们需要花费大量的精力放在天花、地板与隔墙方面的声学处理上。同样地，对于光学处理环节，这三个部分也是相当关键并且容易忽略的环节。通常来说，在家庭环境下搭建的视听室，多多少少都要为家居因素作妥协，而天花、地板与隔墙就是当中最容易出现问题的地方。通常情况下，不少影音爱好者在这三个方面都没能做出很好的处理，甚至不作处理，导致了环境光对画面带来严重的干扰。

　　事实上，天花、地板与隔墙对于环境光会起到反射与吸收的作用。最理想的处理方式，当然就是希望能够对环境光起到完全吸收的作用，不过实际情况下却很难实现，同时也要考虑到不要令视听室的环境氛围过于沉闷。这三大部分可以采用两种不同方式的处理手段。

　　仅仅对投影幕附近较为容易产生光反射的区域进行吸光式环境光控制的处理

　　第一，仅仅对投影幕附近的天花、地板与隔墙部分进行光学处理，尽量维持房间原来的氛围。家庭影院视听室始终是在家庭环境下建立的，属于家居的一部分，大家可以选择保留视听室原有的居室特性，只需要在投影幕附近的天花、地板与隔墙部分加入全黑的吸光材料作处理，例如黑色绒布就是不错的选择。另外也需要在部分会引起灯光设备二次反射的地方进行吸光处理，尽量减低灯光反射到投影幕的亮度。

　　对整间视听室都进行环境光控制是最有效的光学处理办法

　　第二，对整间视听室都进行光学处理，但选用不会引起色染的灰色系的吸光处理。这是另外一种环境光处理的手段，在所有的天花、地板与隔墙都采用吸光处理，既可以作统一的吸光处理，也可以作不同程度的吸光处理。如在天花与地板上可以采用完全深色系的吸光处理，而为了保留原有的家居气息，可以在墙面上采用含有一定反射率的浅灰色的吸光处理，通过调光系统来控制环境光线对画面带来的影响。

　　尽量不要采用任何容易产生光反射并带有色染问题的光处理材料

　　除了以上两点之外，在天花、地板与隔墙的光反射处理过程中，一定要谨记切勿出现任何色染的问题，也就是不要使用任何具备色染效果的光学处理材料，尽可能采用吸收率大于反射率的光处理材料。

木槿子 · 发表于 2006-8-26 22:40:00

关于窗户方面需要考虑的因素

　　对于窗户的遮光处理是必须的，否则会带有明显的光反射问题

　　大部分家庭影院视听空间之中都少不了窗户，而在专业的电影院我们是很难发现窗户的踪影的。只是到了家庭，为了融入到家居环境设计，为了保留窗外难得的景色，窗户通常都会被保留在家庭影院视听室中。不过，无论在声学处理还是光学处理方面，窗户部分都需要进行细致的处理，以免对影音效果造成不良的影响。
　　
　　关于窗户的光学处理，目的是尽量隔绝外界光线的干扰，主要是采用吸光的形式，也就是通过多层窗帘的方式来进行处理。内层窗帘可以采用白纱，中层既可为浅色过渡亦可为深色，外层窗帘必须是深色，应具备非常好的吸光性能。这样就能在阻隔外界光线的同时，还可以完全吸收投影幕或室内灯光反射在窗帘上的光线。

　　关于沙发座椅方面需要考虑的因素

　　沙发座椅尽量选取不容易反光的深色系，最后具备一定的吸光能力

　　当家庭影院视听室的面积仅为20平方米以下的小型空间或者观看位置与投影幕距离较近的时候，就需要考虑到沙发座椅方面对于投影画面的反射光干扰的问题。由于在这种情况下，沙发座椅离投影幕的距离相对较近，投影幕或灯光的光线容易在沙发座椅上形成反射，最终这些反射光线就会形成反射光影响投影画面的成像。因此，在选择家庭影院的沙发座椅时，切勿单纯从舒适性与豪华感等主观性方面考虑，还需要注意沙发座椅的表面材质是否较为光亮，是否容易造成光线的反射问题。实际上，沙发座椅的选择还与低频吸声量有关，这方面的内容已经在吸声控制部分作了详尽分析，大家在选择时一定要注意。

　　关于其他影音设备与家居装饰需要考虑的因素

　　采用透声幕的方式，将容易产生光反射的影音器材统统藏在幕后是一种不错的解决办法

　　此外，在家庭影院视听室之中，选购影音设备与其他的家居装饰时也需要注意，尽量不要选择容易产生光反射的，尤其是部分AV放大器本身就是银色或金色这种极容易反射光线的设备。这些设备应该远离投影幕，或者放置在投影幕的后方。最佳的处理方式是采用透声幕的形式，将前置音箱放置在幕布后方，其余影音设备放置在专用的机架并摆放在不会影响到投影幕成像的位置。

　　总结：在辞旧迎新之际，我们终于完成了整个关于家庭影院视听空间设计的专题策划。本次策划内容涉及面甚广，基本上涵盖了主要的声学与光学设计部分。其中，在声学设计部分切入较为深入，谈及了众多理论上的知识，受到不少影音设计师与高端玩家的喜爱，不过相对而言，对于普通的影音爱好者会显得较为复杂，需要一段时间慢慢消化吸收。
　　
　　而本期所提及的环境光控制则是在家庭影院视听室设计过程中极容易被忽略的地方，必须引起足够的重视，这是因为，如果缺乏完善的环境光控制处理，将无法充分展现大画面投影系统的魅力。在环境光控制的过程中，应该特别注意环境光对投影画面色染的问题，同时也应注意投影幕边框的遮光处理，力求创造声画同样出色的家庭影院系统。

danise · 发表于 2006-8-26 23:34:00

楼主辛苦了,找到这么精美的图片,把我带入了<红楼梦>情节中!

lostkings · 发表于 2006-9-8 17:33:00

好东西，我收藏了，谢谢啊

sxc · 发表于 2006-9-25 19:35:00

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