正投影和背投影知识

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目前，不论是移动式的小型商业演示、多媒体会议室、教室、体育场馆、教堂、商业场所、大型礼堂的中型和大型投影系统，虚拟显示甚至大到电影院的超大屏幕投影系统，它们要么采用前投方式，要么采用背投方式，除此之外似乎没有第三种投影方式了。前投和背投可以说就是投影技术的全部。
所谓 前投 ，简单地说，就是投影机的安装位置与观众在屏幕的同侧，投影机发出的光线投射到屏幕，在屏幕上形成图像，然后光线再反射到人眼睛。
类似地，所谓 背投 ，就是投影机的安装位置与观众分别位于屏幕的二侧，投影机发出的光线从屏幕的一侧直射到屏幕，光线透过屏幕进入观众眼睛。前投屏幕可做成任意尺寸，但需要控制环境光才能得到很好的观看效果。非常适用于具有很多观众的暗室环境。背投屏幕在尺寸不如前投，但不需要控制环境光。比较适用于观众不多，环境光线和照明很好的环境。
从发展的历史来说，前投的历史很悠久，自从有了电影和幻灯片以来就前投。背投历史却比较短，只是最近20年之间的事情，但是，背投方案却给世界带来了一个全新的概念。背投可以投影出一种与电视机图像质量相同的画面，而且尺寸可以扩大到电视机几百倍的。
前投和背投各有不同的适用场合
理想的投影环境是基本没有照明灯光并且使用非常明亮的投影机。如果环境光线很亮，那前投就会显得暗些，这时，背投就是最佳选择了。但是，为了优化背投质量，在安装使用背投屏幕时，其要求的空间比前投的更大，而且安装投影机的空间要足够暗。
David Hull说：“前投适用于无法为背投提供投射空间的场合。”突发性、没有做准备的房间就是使用前投的一个很好例子，比如在商务展示会或普通会议中，一大群人因为一个特殊的话题突然骤在一个较小的房间。如果人数在50至100之间，那么用较小的屏幕就足够了，没有必要用较大的屏幕。Howard Sinkoff说：“前投屏幕可做成任意尺寸，前投的优点是只用一张前投屏幕，可以做得很大很大，就像电影院的屏幕一样。”但是前投要求关掉投影室的灯泡，才可以得到看起来很舒服的图像，好比电影院，需要控制环境光，非常适用于具有很多观众的暗室环境。
背投是一种优先选择和较好的投影方式，但是，由于投射空间的限制，许多环境都没法使用。另外，背投屏幕尺寸有限，但不需要控制环境光。比较适用于观众不多光线照明很好的环境。David Hull说：“背投最佳的应用条件是：观众多于100人，演示者有跔的空间在屏幕背后安装投影机，并且可以安装一块完整的背投屏幕。”
像教室和多媒体会议室这样的地方可能就没有安装背投系统所需的空间了。但是，许多更大型的演示，特别是在很大的礼堂甚至户外，由于有适合的投影要几优质的背投屏幕，也会用到背投。Anjum说：“比如运动场是不可能关灯的，必须开很明亮的灯光才可以看清楚比赛，在运动场上多数人都会选择背投，因为只有背投才能把很清晰、亮丽的图像打出来。”“对电影院来讲前投则是首选，这是想都不用想的，因为电影院的屏幕尺寸太宽太大了，如果要在电影屏幕后面提供一个空间做背投室，那太浪费空间了，也太昂贵了。”Stevie Ng:“在学校里，因为在教堂过程中只需要能看到图像，学生对放映环境，图像质量的要求低些，同时节约空间和设备成本，因而一般不选择背投。”如果用户的预算不多，而且可用的空间很少、很窄，那前投就是唯一的方案了，因为背投使用的空间是比较大一点，如果客户非得要很大、很宽的效果，如电影院的效果的话，那也只有选择前投了，因为只有前投才能用一张屏幕满足他的要求。
投影屏幕的技术分类
屏幕从投影方式分为正面投影屏幕（反射式）和背面投影屏幕（透射式）二大类。 正投屏幕不受尺寸的限制（可定制），但会受环境光的影响造成画面对比度的严重下降。背投屏幕画面整体感较强，不受环境光的影响，能正确反映信息质量，所以画面色彩艳丽，形象逼真，目前最大的单张光学背投幕有200英寸，有效图像范围宽4034mm＊高3018mm。
正投屏幕与背投屏幕从光学结构分为以下几种：

• 正投屏幕：弯曲屏幕（金属弧型幕）、平面屏幕（玻珠幕/金属软幕/纯白幕）
• 背投屏幕：硬质背投幕（透射幕）、软质背投幕（透射幕）

正投影平面幕增益较小，视角较大，环境光必须较弱；弧型幕增益较大，视角 较小环境光可以较强，但屏幕反射的入射光在各方向不等，而且光聚焦产生的高温容易造成画面色彩失真。从质地上分为玻璃幕、金属幕、压纹塑料幕等。
背投影屏幕又有光学背投屏幕、散射型屏幕和软背投幕的分类，这几种成像原理不同的背投幕都克服了许多正投方式存在的缺点：投影机安装在屏幕背后的暗房，对装修不会造成失调，也屏蔽了投影机运行产生的噪音，同时不容易受环境光的干扰等。
散射型屏幕依靠散射微粒来完成投影光线的分布，因此散射型屏幕有如下明显的缺点：

• 光能利用率低，浪费投影机亮度输出
• 亮斑效应（太阳效应）明显，亮度均匀性差
• 彩色漂移现象严重，对比度很低
• 可视角度小，不适用于大范围显像

散射型屏幕市场应用不大
光学背投屏幕依靠微细光学机构来完成投影光能的分布，是目前公认效果最好的显示方式 ，菲涅耳（Fresnel）透镜的技术广泛应用在光学屏幕的制造工艺上，菲涅耳透镜结构可以将入射光汇聚成平行光线，在一定的视角范围内啬屏幕的亮度。柱面透镜的技术也广泛应用在光学屏幕的制造工艺上，通过屏幕正面的柱面透镜结构，可以控制水平方向和垂直方向的光线分布，具有扩大视角范围的功能，+客户可以根据实际的应用环境，设计投影光路与屏幕焦点的最大夹角，以取得最佳的光路覆盖角范围。
光学背投幕的唯一缺点是为了获得最佳的图像聚焦，必须选择焦距范围与之匹配的投影机镜头（对投影距离有要求） 。大部分光学背投屏幕都具备多种焦距可选，覆盖了大多数投影机的镜头焦距范围。
背投软幕利用高透光率的胶膜喷涂成型背投软幕具备廉价、无缝（尺寸可以定制）、运输安装方便（可以折叠）、对投影机镜头焦距没有要求等优点，通常应用在租赁行业。背投软幕由于也是应用了光线漫反射的成像原理，不可避免的也存在漫射型屏幕的缺点：亮度均匀性比较差、严重的“太阳效应”、光能利用率低、彩色漂移现象严重、可视角度小等。低分辨率和低对比度使背投软幕不适应在数据显示的应用。同时，在制作材料的物理特性上，软背投幕具备以下的缺点：

• 稳定性容易受温度、湿度和气流的影响从而造成图像的晃动
• 容易起皱、变色、变型、霉变、老化，质量保证期限短暂
• 由于要保证视像范围（通常为标称160？），增益偏低（通常标称为1.5左右）

背投的安装比较复杂，前投相对简单
背投的安装比较复杂，因为并不是任何投影环境都有足够的投射距离实现理想的投射效果。Stevie Ng说：“背投系统的安装过程复杂些，这包括对安装屏幕的墙体设计，还要有适合搬运背投屏幕的房屋结构；如门的宽窄，电梯等。安装工程也需要专业人员进行操作，复杂一些。”
前投对投影距离的限制就少。正如前投的概念据说，前投系统所用的投影机安装位置相对于屏幕是在观众同侧，所以前投系统投影机的安装空间已经在视听空间面积之内，不需要另外增加摆放空间。前投系统中投影机的安装和放置也比较简单，在一个屏幕前放置一台投影机就行。多数人是懂得怎样去设计这样一个系统。设计容易、直观。
Howard Sinkoff说：“对于背投屏幕、安装投影机的空间必须是全黑的。保证投影机的空间全黑比控制环境光更重要，对于前投，必须控制环境光，但不是全黑，明亮的屏幕（SILVER或VUTEC的6.0增益的SILVER　STAR）就不需要严格控制环境光。
背投的投影距离可以小于前投
如果投影机直接向屏幕投射图像，那么前投和背投所需的空间都一样。如果背投系统中采用了反射系统，那所需的空间就可以小些。最典型的例子就是背投电视的厚度只有50到60英寸。
背投屏幕透明，前投屏幕不透明
前投屏幕是白色或灰色的，由于它要把光线反射回观众眼里，所以不透明。背投屏幕是透明的，背投屏幕有二种选择，一种是慢反射屏幕，一种是光学屏幕，他们的显示效果是不同的。光学屏幕吸收来自投影机的光线后均匀地发送给观众。光线平均地分布屏幕的中心及角落。慢反射屏幕是一个普通的透明胶板或者玻璃层，只是里头加了一些漫反射材料。慢反射屏幕显示的图像其光线不是均匀地发送到观众眼里，而是不规则地向各个方向发散的，太阳效应很厉害，角落比较暗。
前投画面质量受环境影响大，背投受影响小。
前投的整个画面效果受环境光，灯光的影响很大；背投没有受这么大影响。Stevie Ng说：“人们看到的前投画面不只是投影机投射到屏幕再反射到人眼的光线，人们看到的前投图像是由于种或二种以上光线合成的；一种是投影机投射出来经屏幕反射到眼睛的光线；另一种就是环境光线打到屏幕上反射到人眼的光线；第二种是多次反射光，在前投模式，如果屏幕周围有一盏灯。这盏灯的灯光也会打到屏幕上，灯光经屏幕反射到人眼，合成的效果会影响画面的观看质量，即使关闭了前投环境中所有的灯光，让房间变成一片漆黑，但是，投影机的光线打到屏幕上后，屏幕的反射光线会打到天花板上，由于天花板是白色，这个光线还会经过反射回到屏幕。从而使画面受到了影响。投影机光线的反射原理好比音响的回音，一个喇叭的音响打到墙壁，再从墙壁回到用户耳中，墙壁是会影响到音质效果的。投影机的反射原理也差不多，投影机将光线打到屏幕，再从屏幕打到墙壁，再到人眼，这个过程就会使画面效果受到影响。但是，背投系统在这方面就没有受什么影响，即使有，也不会像前投这样大。”
前投不适合于演讲人站在屏幕前
使用前投时，在演示、讲解过程中有不太方便之处：即演讲人不能站在屏幕前面，否则演讲人不仅会挡住光线，还会有影子打到屏幕；另外，前投光线会射入演讲人的眼睛，对演讲人眼睛是十分不利的。背投就不会受到这样的影响。Stevie Ng说：“背投多用在需要画面达到较好效果的，或同时有人在前面讲解、研究的场合下应用的；如会议室，控制中心，视听中心等。

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