投影機是視頻會議中的主要應(yīng)用的顯示設(shè)備之一,在選擇投影機時,投影機光通量Φ(ANSI流明)是一個重要參數(shù)。用戶需要根據(jù)不同的使用環(huán)境來計算實際亮度需求,雖然流明值大一些能有更好的顯示效果,但大流明的投影機價格不菲,工程造價不一定允許,我們需要考慮實際需要選擇合理的投影機光通量Φ。有時工程人員在設(shè)計時憑經(jīng)驗估算,不一定能符合實際需要,其實有比較可行的數(shù)學(xué)模型能方便地算出所需的流明數(shù)。該模型中要考慮以下幾方面的因素:
1、環(huán)境照度:指的是投影屏幕前的平均照度,這是在設(shè)計時要事先確定的。在理想情況下,照度(勒克斯lx)=光通量(流明lm)/面積(平方米m2) ,即平均1勒克斯的照度,是1流明的光通量照射在1平方米面積上的亮度。在整體照明燈具的情況下,考慮到環(huán)境光的影響及投影機的光不可能全部投在屏幕上,用這種方法求房間的平均照度時,可以用下列公式進行計算:平均照度(Eav)=單個燈具光通量Φ×燈具數(shù)量(N)×空間利用系數(shù)(CU)×維護系數(shù)(K)÷地板面積(長×寬)。這個值往往不用實際計算,可以實際測量或有許多經(jīng)驗值可參考。
視頻會議的使用過程中,各種使用模式的環(huán)境照度是不同的。
對于報告會議,學(xué)術(shù)論壇,會議區(qū)的平均照度在350Lux左右;新聞?wù)写龝戎匾獣h的會議區(qū)平均照度在500Lux左右;在領(lǐng)導(dǎo)閱讀文本資料、或有會議電視攝像,會議區(qū)的環(huán)境照度會更高達700Lux。我們在會議室燈光設(shè)計時需考慮避免直射光線直接投射到投影幕上,然而反射光線到達屏幕的照度也會在30%-50%左右。通過調(diào)節(jié)幕布前的燈光,我們盡量將投影屏幕前的環(huán)境照度控制在150Lux-400Lux之間。
2、環(huán)境對比度系數(shù):指的是屏幕顯示最亮?xí)r的照度與環(huán)境照度的關(guān)系。它說明當(dāng)投影機顯示出的圖像在理論上最亮?xí)r能超過環(huán)境亮度的倍數(shù),通常可取2-4之間。環(huán)境對比系數(shù)越大則屏幕顯示亮度與環(huán)境亮度的對比度越高,觀看的效果也就越好。但是考慮到購買設(shè)備投資額的因素,如果這個數(shù)值取值過大,則需要投入的資金額需要大幅度增加。一般情況下,系數(shù)為2時,大部分觀眾能夠接受,因此一般最小取值為2。
3、投影屏幕的絕對照度:投影屏幕絕對照度=環(huán)境照度×環(huán)境對比度系數(shù)
4、投影屏幕面積:平時我們說所的XX英寸投影幕,是指對角線長度為XX英寸的投影幕,但是實際使用時,我們需要將其轉(zhuǎn)換成長寬,而且單位也要換成厘米(1英寸=2.54厘米)。根據(jù)勾股定理,在知道弦長和勾股間的比例后,很容易得出如下公式,
16:9投影幕:
長=對角線 0.8716×2.54厘米
寬=對角線×0.4903×2.54厘米
4:3投影幕:
長=對角線×0.8×2.54厘米
寬=對角線×0.6×2.54厘米
實際上,常用的屏幕不多,可能直接記數(shù)據(jù)更直接。
5、亮度衰減:用戶在選擇投影機產(chǎn)品時,對于亮度指標(biāo)要有一個余度。由于投影機的亮度很大程度上取決于投影機中的燈泡,燈泡的亮度輸出會隨著使用時間而衰減,必然會造成投影機亮度的下降。
衰減的數(shù)學(xué)表達為以下微分方程,其中N是指量,λ指衰減常數(shù)。
方程的一個解為:
這里N(t)是與時間t有關(guān)的量,N0 =N(0)是初始量,即在時間為零時候的量。
投影機產(chǎn)品在使用的2,000小時后,亮度衰減很快,因此用戶在選擇投影機產(chǎn)品時,一定要對亮度指標(biāo)有一個全面的考慮?梢栽谇捌谶x擇亮度稍高一些的投影機,在初期使用時使用節(jié)能模式,后期隨著時間的延長,使用正常投影模式,這樣來抵消掉亮度衰減的因素。
5、 投影機選擇的亮度下限:
光通量Φ=環(huán)境照度×環(huán)境對比度系數(shù)×投影屏幕面積÷亮度衰減系數(shù)
例:假設(shè)某視頻會議室以報告會議為主,投影屏幕前平均照度為250lux,會議室場地兩側(cè)有玻璃窗,會議室使用普通窗簾,白天室內(nèi)采光光照較亮,用戶要求使用16:9的120英寸投影幕布,則依據(jù)上述分析和套用模型計算公式:
投影屏幕前照度為250Lux,使用投影幕為16:9的120英寸幕布,合適的投影機的光通量為:250×2(環(huán)境對比度系數(shù)取值為2),既投影幕的絕對照度為500Lux。以120英寸投影幕的有效現(xiàn)實面積約為3.97平方米計算,要達到500Lux的屏幕照度的話,投影機輸出亮度=500×3.97=1,985ANSI,考慮到亮度衰減,留出冗余,除以0.8的衰減系數(shù),投影機選擇的亮度下限:光通量Φ=500×3.97÷0.8=2,481ANSI流明,即理論值為2,481ANSI流明。實際應(yīng)用中選擇2,600ANSI流明的投影機即可。