Tool zur Kontrast-Kalkulation in Abhängigkeit von der Raumoptimierung

  • Das Thema Kontrast der Beamer – Von ON-/Off über ADL-Reihen bis hin zu ANSI – ist ein fortwährendes Diskussionsthema hier im Forum. Ebenso der unbestritten große Einfluss des Projektionsraums auf die Kontrastabbildung. Eine dieser Diskussionen war für mich Anreiz mich tiefer gehend mit diesen Zusammenhängen zu befassen.


    Ausgangspunkt waren die Tests von Anna&Florian (Projectiondream.com) in denen die Kontrastwerte der getesteten Beamer in einem unoptimierten, weißen Raum, den Werten in einem voll optimierten Raum gegenüber gestellt werden. Aus den Kontrastwerten ließ sich berechnen, dass der weiße Raum, bei hellen wie dunklen Bildern, (ANSI bis ADL01) ein gleichbleibenden Streulichtanteil von ~2,75% der Lichtmenge die auf die Leinwand geworfen wird, von den umliegenden Wänden/Decke wieder zurück auf die Leinwand reflektiert und den Kontrast reduziert. Der voll optimierte Raum von Anna&Flo hat wiederum nur noch einen Streulichtanteil von ~ 0,1% der zurück auf die Leinwand fällt.


    Daraus entwickelte ich eine Tabelle zur Kalkulation der Kontrastwerte in Abhängigkeit zur Raumoptimierung, bzw. dem verbleibenden Streulichtanteil. Zur Plausibilisierung und Berechnungsgrundlage dienten mir die vorhandenen Tests von Anna&Florian, eigene Messungen, sowie beliebige Ergebnisse aus Projektorentests die Kontrastangaben für ANSI und ADL-Reihen enthalten. Der On-/Off-Kontrast ist nicht Bestandteil der Kalkulation, da dieser unabhängig von der Raumoptimierung ist.


    Die Kontrast-Kalkulations-Tabelle die ich Euch zur Verfügung stellen möchte, ist nicht der Aufruf sich mit beliebigen Messwerkzeugen an reflektiven Leinwand-Kontrast-Messungen zu versuchen – denn diese Messungen haben ihre Eigenheiten. Diese Tabelle soll primär die Möglichkeit bieten, durch Anpassung von Kontrastwerten und prozentualen Streulichtanteilen einen Eindruck zu gewinnen, welche tatsächlichen Kontrastwerte unter welchen Bedingungen im Heimkino tatsächlich erzielbar sind.


    Deshalb besteht auch die Möglichkeit die Werte zwei unterschiedliche Projektoren einzutragen und diese unter unterschiedlichen Raumoptimierungsgraden zu vergleichen. Vorbelegt habe ich die Tabelle mit den ermittelten Werten für einen Sony VW270 und JVC DILA-7900 aus den Tests von AV-Arrows (AVS-Forum)


    So bietet die Tabelle z.B. die Möglichkeit zu prüfen, wieviel von einem (nativ im Lichtgang gemessenen) ANSI- Kontrast an der Leinwand noch übrig bleibt, wenn der Raum unterschiedlich optimiert ist. Ebenso wird erkennbar wie sich der Kontrast bei hellen wie dunklen Bildern verändert. (ADL-01-20)


    Vielen Dank, an Abaqus68 vom HF-Forum, der mit ähnlicher Neugier an diesem Thema ein wichtiger Austauschpartner war und die Visualisierung der Werte als logarithmisierte Diagramme beigetragen hat.


    Das Datei-Format ist .ods. Dieses Format ist von Libre Office kann aber ebenso von MS Excel verwendet werden.


    Der Download-Link zum Herunterladen (.zip) aus meinem Dropbox-Ordner ist:


    https://bit.ly/3Aq8XI7


    Ich werde in den nächsten Tagen noch ein paar Hinweise geben, was zu beachten ist, wenn man selbst reflektive Messungen durchführen möchte. Denn diese qualifiziert durchzuführen ist Voraussetzung um den Streulichtateil des eigenen Projektionsraums zu ermitteln. Zunächst aber erst einmal: „Viel Spaß beim experimentieren“


  • Sehr gute Idee! :sbier:


    Das Ergebnis kommt meiner Messung schon ziemlich nah. Beim Streulicht muss man allerdings eher empirisch vorgehen, biss es passt. Das Problem ist auch, dass es nicht nur vom Raum abhängt, sondern auch von der Leinwandgröße. Eine größere Leinwand erzeugt bei identischer Leuchtdichte mehr Streulicht als eine kleine. Logisch, der Lichtstrom muss ja auch höher sein, um auf dieselbe Leuchtdichte zu kommen.

  • Beim Streulicht muss man allerdings eher empirisch vorgehen, biss es passt. Das Problem ist auch, dass es nicht nur vom Raum abhängt, sondern auch von der Leinwandgröße. Eine größere Leinwand erzeugt bei identischer Leuchtdichte mehr Streulicht als eine kleine. Logisch, der Lichtstrom muss ja auch höher sein, um auf dieselbe Leuchtdichte zu kommen.

    Zur Ermittlung des Streulichtfaktors bin ich so vorgegangen. Eine ANSI-Messung im Lichtgang durchgeführt (die m. E. am besten mit dem Spyder5 funktioniert) Eine weitere ANSI-Messung reflektiv mit dem i1Display Pro (mit zusätzlichen Streulicht- Schutz-Tubus) Den Nativ-Wert in die Tabelle eingetragen, und am Streulichtfaktor gedreht, bis der kalkulierte LW-Wert, mit dem reflektiv gemessenen überein stimmt. Der bei mir, beim derzeitigen Raumoptimierungsstand ermittelte Faktor 0,55 (ANSI nativ 267:1, reflektiv 154:1) passt auch sehr genau für alle ADL-Messungen (Nativ/reflektiv). Bei den ADL-Messungen versuche ich Messfehler zu verringern, indem ich den Weiß-Wert aus der ANSI-Messung nehme, weil dort das Messfeld wesentlich größer ist und vom Sensor definitiv voll erfasst wird. Bei den ADL verwende ich dann nur die jeweiligen Schwarz-Pattern - welche in der Mitte auch etwas größer sind - und stelle diese Schwarzwerte dem ANSI-Weißwert gegenüber. Eigentlich ist es doch ein Unsinn, dass das zu messende Weißfeld bei den ADL-Pattern so klein ist. Der Weißwert bleibt doch im Grunde gleich, der Schwarzwert ist je nach ADL01-20 variabel.


    Erwähnen möchte ich noch, dass der einstellbare Gain-Faktor der Kalkulations-Tabelle, derzeit nur für breit abstrahlende Tücher von Grau (0,5) bis Weiß (1,0) funktioniert. Für Kontrast-Leinwände mit winkelabhängiger Gain-Verstärkung habe ich derzeit noch keine Lösung, Diese sollten bei 1,0 eingestellt bleiben.

  • Zur Ermittlung des Streulichtfaktors bin ich so vorgegangen. Eine ANSI-Messung im Lichtgang durchgeführt (die m. E. am besten mit dem Spyder5 funktioniert) Eine weitere ANSI-Messung reflektiv mit dem i1Display Pro (mit zusätzlichen Streulicht- Schutz-Tubus) Den Nativ-Wert in die Tabelle eingetragen, und am Streulichtfaktor gedreht, bis der kalkulierte LW-Wert, mit dem reflektiv gemessenen überein stimmt.

    Das klappt bei mir so nicht, weil ich reflektiv selbst mit Röhre vorm Sensor keine so hohen niedrigen Schwarzwerte messe wie direkt im Lichtweg. Daher habe ich das Streulicht mal testweise mit dem Diffusor in Richtung Raum und Abschattung vom Projektor gemessen. Der Faktor lag bei 0,8 %. Wenn ich meine Werte alle eingetippt habe, passte aber 0,6 % besser.


    Wahrscheinlich ist das nicht ganz so einfach, denn der Wert ist ja im Grunde nur eine Vereinfachung für einen relativ komplexen Raum. Meine Leinwand ist ziemlich groß, gekrümmt und anscheinend reflektieren die Sitze und das Podest noch signifikant zurück, obwohl der Großteil des Raumes schwarz ist.


    Letztendlich ist es ja für die Vorhersage, wie sich zwei Projektoren verhalten, auch egal, wie man das Streulicht ermittelt. Sobald ein Faktor gefunden ist, der die im Lichtweg gemessene ADL-Reihe ausreichend genau in die reflektiv gemessene konvertiert, reicht das.


    Eigentlich ist es doch ein Unsinn, dass das zu messende Weißfeld bei den ADL-Pattern so klein ist. Der Weißwert bleibt doch im Grunde gleich, der Schwarzwert ist je nach ADL01-20 variabel.

    Ja, das sehe ich auch so. Ich messe Weiß pro Reihe nur noch einmal und nicht jedes Mal über die ADL-Testbilder. Letzteres ist überflüssig. Und die Schwarzwertanhebung hat auf den Weißwert ohnehin kaum Einfluss. Da ist die Messschwankung nach ein paar Minuten größer, wenn die Lampe eine andere Temperatur hat. :zwinker2:


    Erwähnen möchte ich noch, dass der einstellbare Gain-Faktor der Kalkulations-Tabelle, derzeit nur für breit abstrahlende Tücher von Grau (0,5) bis Weiß (1,0) funktioniert. Für Kontrast-Leinwände mit winkelabhängiger Gain-Verstärkung habe ich derzeit noch keine Lösung, Diese sollten bei 1,0 eingestellt bleiben.

    Ich denke, dass man das auch gar nicht braucht. Es reicht, das Streulicht empirisch zu ermitteln. Darin stecken ja Gain, Leinwandgröße und Raumeigenschaften. Die zu trennen ist ohne großen Aufwand kaum möglich. Aber auch gar nicht notwendig, solange man nur das Verhalten von zwei Projektoren in seiner Umgebung vergleichen möchte. :)

  • jetzt frage ich mich was wir mit diesen werten machen?

    (ANSI nativ 267:1, reflektiv 154:1)

    und jetzt stell dir mal vor du hättest das weggelassen:


    (mit zusätzlichen Streulicht- Schutz-Tubus)

    dann wärst du bei 120:1 gelandet!? jetzt stell dir vor dein senor hat eine zielvorrichtung und du kannst von sitzplatz messen, dann bist du bei 100:1, mach die LW größer, dann singt der wert nochmal, wie hier auch schon geschrieben :zwinker2:


    es ist natürlich interessant Pj miteinander zu vergleichen! misst man aber das, was man auch nachher auf der LW sieht, muss man einfach eingestehen das auch von den nativen kontrastmonstern (DLP) nicht wirklich mehr am auge ankommt als irgenwas um 100:1 (ist aber für die bildqualität überhaupt kein problem, siehe kontrastfähigkeit auge) darf auch gerne bei mir, jeder mal messen :sbier:

    das gilt natürlich immer in einem optimierten raum, wenn streulich massiv auf die LW zurückgeworfen wird wird das bild natürlich ausgewaschen, wo wir auch miese werte bekommen, die sind aber anders zu beurteilen :zwinker2:

  • Du hast schon Recht, oto, beim messen gibt es viele Fallstricke, gerade hier mit dieser Gegenlichsituation bei dem Kontrastmessungen. Es ist sehr schwer das Streulicht der umliegenden Felder vollständig abzuschirmen, denn auch nur geringste Mengen verschlechtern sofort den Kontrast.


    Wie ich im Eingangspost schon schrieb, soll das nicht als Aufruf für eigene Messungen verstanden werden - es sei denn man ist wirklich neugierig und nimmt auch etwas Frust in Kauf.


    Ohne zusätzlich Optimierungen am Sensor werden keine vernünftigen Ergebnisse zu erzielen sein. Besonders schwierig stelle ich mir Messungen vom Sitzplatz aus vor. Klar, hat so ein Klein K10A eine Zielvorrichtung, aber er hat auch einen definierten Messwinkel, der aus Sitzplatz-Entfernung zu groß ist um nicht noch Teile der anderen Felder mitzumessen. Also braucht auch dieser Sensor noch einen langen Streulichttubus um den Messwinkel zu verkleinern. Zudem hat dieser Sensor noch ein besonders großes Linsensystem, welches auch die Streulichtempfindlichkeit erhöht und vollständig abgeschirmt werden muss. Omardris misst selbst im Nahbereich mit dem K10A nicht ohne diesen Streulichtubus - und trotzdem schreibt er, dass sein Jeti in seinem Raum auf Grund des engeren Messwinkels nochmals 13% höhere ANSI-Werte misst. (Statt 197:1mit K10A, mit Jeti 222:1)



    Bild: v. Omardris


    Da nur wenige Leute solche Top-Sensoren besitzen, habe ich den anderen Ansatz gewählt die Wirkung des Streulichts zu kalkulieren. Neben evtl. noch anderen wirksamen Faktoren (Leinwandgröße) halte ich den Streulichteinfluss dennoch für den ganz entscheidenden Faktor für die maximal mögliche Kontrastabbildung.


    Und auch in dem Punkt, dass auch ein etwas weniger optimierter Raum im Allgemeinen kein Problem darstellt, möchte ich Dir Recht geben. Denn wie Du schon in deinem Thread zur Relevanz der ADL-Messung geschrieben hast, spielen sich die meisten Kontraste in Filmbildern nicht in diesem Extrem-Bereich ab. Deshalb ist die Wirkung des Streulichts auch tatsächlich deutlich geringer als die Kalkulation es aufzeigt. Denn nur wenn ein Bereich des Filmbildes tatsächlich seitens der Quelle (Bluray) auf Helligkeit =0 (bzw. 16 auf Video-Level) codiert ist, dann sollte ein Projektor seinen maximal möglichen Schwarz-Kontrast ausspielen, ansonsten hat ein auch nur leicht hellerer Bereich der korrekten Gamma-Funktion (2,2/2,4) zu folgen. Dort sind wir aber dann schnell im Bereich von Kontrasten unter 1000:1 (bei IRE05, zu IRE95) und der Streulichteinfluss nimmt prozentual signifikant ab. Vieles was wir im Filmbild für Schwarz halten, ist oft noch lange nicht auf Schwarz (=0, bzw. 16) codiert, sollte also auch nicht Maximal-Schwarz abgebildet werden.

  • Ohne zusätzlich Optimierungen am Sensor werden keine vernünftigen Ergebnisse zu erzielen sein. Besonders schwierig stelle ich mir Messungen vom Sitzplatz aus vor. Klar, hat so ein Klein K10A eine Zielvorrichtung, aber er hat auch einen definierten Messwinkel, der aus Sitzplatz-Entfernung zu groß ist um nicht noch Teile der anderen Felder mitzumessen. Also braucht auch dieser Sensor noch einen langen Streulichttubus um den Messwinkel zu verkleinern. Zudem hat dieser Sensor noch ein besonders großes Linsensystem, welches auch die Streulichtempfindlichkeit erhöht und vollständig abgeschirmt werden muss. Omardris misst selbst im Nahbereich mit dem K10A nicht ohne diesen Streulichtubus - und trotzdem schreibt er, dass sein Jeti in seinem Raum auf Grund des engeren Messwinkels nochmals 13% höhere ANSI-Werte misst. (Statt 197:1mit K10A, mit Jeti 222:1)

    Mein K10-A habe ich mit der zusätzlichen Gummi-Manschette sogar noch etwas weiter verlängert. Bei 5° Öffnungswinkel des K10-A wird es für Messungen am Sitzplatz etwas knapp. Mit 60-70 cm Abstand misst man schon einen Kreis mit 15cm Durchmesser. Jetis (oder auch mein Qalif) bieten mit ihrem kleineren Öffnungswinkel mehr Spielraum. Für eine Messfläche mit 15cm Durchmesser sind es da 4m Abstand.

  • Daher habe ich das Streulicht mal testweise mit dem Diffusor in Richtung Raum und Abschattung vom Projektor gemessen. Der Faktor lag bei 0,8 %. Wenn ich meine Werte alle eingetippt habe, passte aber 0,6 % besser.

    Super! Danke, auf die Idee bin ich nicht gekommen. Habe den Diffusor des i1Display Pro noch nie genutzt. Zum Schwarzwert: Ich konnte mit der Streulicht-Tube auf dem i1Display Pro, auf 1%-Abweichung genau genau den selben On-/Off-Kontrast reflektiv von der Leinwand messen, als wie mit dem Spyder5 im Lichtgang. Aber das ist beim meinem alten Sony auch für den Sensor nicht mehr so anspruchsvoll, da dieser nur noch 3000:1 hat. :zwinker2: Mit den 11cm Streulicht-Tube misst der Sensor bei IRE100 statt 95 cd/m2 nur noch 70 cd/m2, ist also im Messwinkel schon etwas beschnitten. Damit wird der untere Mess-Grenzwert des Sensors, wiederum auch leichter erreicht. Dieser kann bei einem JVC-X/N dann für die Schwarz-Messung schon unterschritten werden.

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