多媒體教室建設中需要考慮的問題

摘 要 主要講述在多媒體教室中，投影機、投影機燈泡和投影屏幕三者之間的相互關系的問題，并且通過相應的數(shù)據(jù)加以論述，以此來說明在多媒體教室建設與維護時，如何來處理這些問題。

關鍵詞 投影機；投影屏幕；投影機燈泡；入射光；反射光

中圖分類號 G431 文獻標識碼 B 文章編號 1671-489X（2008）18-0053-04

目前，隨著早期建設的第一代多媒體教室進入淘汰期，許多學校都在進行新的多媒體教室的建設或設備更新。新教室建設中投影屏幕如何選擇？老教室中原有的投影屏幕是否一定需要更換？老的投影機是否該淘汰？依據(jù)是什么？在投影效果中占有比較重要地位的投影機燈泡的影響如何？學校經(jīng)費緊張，如何充分發(fā)揮原有設備的能力？……雖然這些問題都是基礎性問題，但必須加以考慮。根據(jù)2001年至今的跟蹤調研和總結，筆者通過實地測試，撰寫本文，供大家參考。

1 投影屏幕

雖然一幅投影屏幕價格不高，但它與投影機結合決定了投影的效果。一個好的投影機想要獲得好的效果是需要一個與其匹配的屏幕的。合適的投影屏幕和投影機將使畫面更加亮麗奪目，獲得事半功倍的畫面效果。

1.1 屏幕增益在入射光角度一定、入射光通量不變的情況下，屏幕某一方向上亮度與理想狀態(tài)下的亮度之比，叫做該方向上的亮度系數(shù)，把其中最大值稱為屏幕的增益。通常把無光澤白墻的增益定為1，如果屏幕增益小于1，將削弱入射光；如果增益大于1，將反射或折射更多的入射光。

1.2 屏幕視角屏幕在所有方向上的反射是不同的，在水平方向離屏幕中心越遠，亮度越低；亮度降到50%時的觀看角度，定義為視角。在視角之內觀看圖像，亮度令人滿意；在視角之外觀看圖像，亮度顯得不夠。一般來說屏幕的增益越大，視角越?。ń饘倌唬?；增益越小，視角越大（白塑幕）。

1.3 投影屏幕分類投影屏幕通?？煞譃檎镀聊缓捅惩镀聊?。正投屏幕又分為軟屏幕和硬屏幕，其中軟屏幕包括有白塑屏幕、玻珠屏幕；硬屏幕包括平面屏幕和弧形屏幕。背投屏幕也可分為軟屏幕和硬屏幕，其中背投硬屏幕要用得多些。屏幕按照不同的應用方式分為電動屏幕、手動屏幕、框架屏幕、嵌墻屏幕和支架屏幕。

1.4 投影屏幕尺寸投影機屏幕寬高比為4:3，投影儀屏幕多為1:1，以屏幕對角線的尺寸來定義大小。尺寸的選擇方式通常根據(jù)教室的大小及觀眾座位的安排：屏幕底端和地面的距離大約1米，以免投影畫面受前排人員遮擋；屏幕到觀眾席最后一排的距離至少是屏幕高度的6倍。

1.5 投影屏幕的安裝學校大量使用的是電動投影幕布。在2001年采用固定的方式（圖1）。當時主要考慮不要使用黑板，以免由于粉塵影響投影機使用壽命。從2005年開始，經(jīng)過對多個學校走訪調研后，起用固定幕布的方式，但保留書寫板書的能力（圖2、圖3）。由于不再使用電機升降屏幕，減少了故障的發(fā)生。

固定安裝可降低懸掛式安裝帶來的屏幕變形、易晃動，造成投影效果不好的影響；避免放下收起造成的屏幕表層材料脫落，影響投影質量。缺點是一次性投入比較大。根據(jù)教室大小可以選擇幕布固定在中間還是在旁邊，一般來說，大教室采用中間為好。

尺寸的計算：以150寸的為例，按照理論測算，150寸的投影屏幕，需要寬3.10米、高2.20米的凈尺寸。它的移動邊框設計為15厘米，這樣就需要大約寬3.40米、高2.50米的尺寸來保證。采取中間向兩邊分開的模式（因為教室大，不能采用向一邊拉開），即起碼兩塊遮擋在投影屏幕前面的移動黑板的尺寸應當分別為1.7米×2.50米。

按照理論值計算總寬度：1.7米×4=6.8米，算上最外邊框的寬度要取20厘米，則整個組合式投影黑板的總尺寸大約在7米×2.6米。

2 投影機

目前大量使用的仍然是液晶投影機。LCD投影機是被動發(fā)光從而成像的，其核心部件為LCD液晶板。三片LCD板投影機原理是光學系統(tǒng)把強光通過分光鏡形成RGB三束光，分別透射過RGB三色液晶板；信號源經(jīng)過AD轉換，調制加到液晶板上，通過控制液晶單元的開啟、閉合，從而控制光路的通斷，RGB光最后在棱鏡中匯聚，由投影鏡頭投射在屏幕上形成彩色圖像。投影機的核心參數(shù)包括液晶板尺寸、光亮度（流明）、對比度、分辨率等。

2.1 LCD液晶板液晶有活性液晶體和非活性液晶體。非活性液晶體反射光，一般用于筆記本電腦、膠片投影儀。而活性液晶體具有透光性，做成LCD液晶板，用在投影機上。通過控制系統(tǒng)，可以控制通過LCD的光的亮度、顏色、對比度等。

2.2 流明含義液晶投影機的亮度是指投影機投射在單位時間內向周圍空間輻射出的使人眼產(chǎn)生感覺的光輸出量，單位是流明。測量方法是：將屏幕劃分為等面積的3×3的9個矩形區(qū)域，采用測光表測量9個矩形區(qū)域中心點的照度（單位：Lux，勒克斯，1 Lux＝1 lumen/m2），乘以各矩形區(qū)域面積后，取平均值，即為投影機的光輸出（圖4）。

從2007年開始，大多數(shù)投影機廠商開始以ISO/IEC21118標準來規(guī)定投影機亮度值。這種標定方式主要是在測量標準上與過去的ANSI有差異：ANSI是美國標準；ISO是國際標準。ANSI只規(guī)定了“九點”測量方法，并沒有規(guī)定測量標準；ISO在規(guī)定投影機的生產(chǎn)標準的同時，更嚴格地規(guī)定了測量的檢測標準，包括燈泡的功率、噪音對亮度的影響等。

2.3 對比度是黑與白的比值，也就是從黑到白的漸變層次。比值越大，從黑到白的漸變層次就越多，色彩表現(xiàn)越豐富。

2.4 分辨率含義是指投影機投出的圖像的分辨率。在LCD液晶板上通過網(wǎng)格來劃分液晶體，一個液晶體為一個象素點。那么，輸出分辨率為800×600時，就是說在LCD液晶板的橫向上劃分了800個象素點，豎向上劃分了600個象素點。物理分辨率越高，則可接收分辨率的范圍越大，投影機的適應范圍越廣。

3 投影機燈泡

燈泡作為投影機的唯一消耗材料，價格比較高，是選購投影機時必須考慮的重要因素。目前，投影機普遍采用的是金屬鹵素燈泡、UHE燈泡、UHP燈泡這3種光源。

4 測試實驗

筆者通過這幾年的摸索實踐，也對一些多媒體教室內的投影效果進行了測試，在此提供一個參考依據(jù)。只是條件所限，測試方法也比較簡單。

4.1 測試條件為防止外來光源影響測試結果，緊閉遮光窗簾，盡量減少外來光源的干擾；關閉室內照明燈光。

使用日本SEKONIC（世光L-308B）測光表，感光度選擇100，速度值為1/30，距離屏幕0.2米遠，將屏幕分成9個區(qū)域，分別測量對應區(qū)域中心點的投影機入射光和屏幕反射光。

投影機設置為標準；燈泡功率用標準；用Word文件白底。開機10分鐘后再測試，保證機器已經(jīng)工作穩(wěn)定。

測試用投影機：PT-797（2001年8月起用）；PT-L1511（2001年8月起用）；PT-PX660（A）（2006年8月起用）；PT-PX660（B）（2007年2月起用）；PT-PX660（C）（2007年5月起用）；PT-PX670（A）（2006年8月起用）；PT-PX670（B）（2006年10月起用）；EMP-7900（2006年8月起用）；EMP-6100（2007年6月起用）。

4.2 測試結果（表1～表4）

4.3 數(shù)據(jù)分析針對上述測試數(shù)據(jù)，可以初步對投影機使用年限、投影機燈泡以及投影屏幕三者之間的相互關系進行分析，并得出相應的結論。

1）從表1的1、2和表2的1、2、3、4及表3—1的1、2和表3—2的3、4欄中可看出，在測試條件相當?shù)那闆r下，燈泡使用的時間決定投影亮度；特別是使用時間超過標稱時間的一半后，投影亮度會很快下降。

在實際測試時，得到的一組數(shù)據(jù)甚至表現(xiàn)出在同等條件下，標稱亮度高的投影機，在燈泡使用了近1 000小時（注意開關機一次相當于燈泡使用0.5小時）后，效果不如標稱亮度低的、使用時間短的燈泡（如表4的1、2欄）。

2）從表1中的2、3欄中可看出，在測試條件均相同的情況下，投影機與屏幕的距離決定了投影亮度，并且符合平方反比定律。

3）不同年限的屏幕，相同型號的投影機組合的效果比較。從表3—1的1、2和表3—2的1、2欄中可看出，在測試條件相當?shù)那闆r下，在使用了7年和1年的投影幕布之間，反映出投影變化的規(guī)律是一致的，亮度變化也與投影的距離有關。

如：①如圖5所示，401教室松下PT-PX660，標稱3200ANSI流明，燈泡時間88小時，投影機2007年5月起用，投影幕2001年8月起用；

②如圖6所示，205教室松下PT-PX660，標稱3200ANSI流明，燈泡時間88小時，投影機2007年5月起用，投影幕2006年8月起用。

4）投影屏幕的比較。從測試的數(shù)據(jù)中可以看出，這些參與測試的屏幕的質量是基本相當?shù)?。因為入射光和反射光的變化?guī)律是一致的。但表4第4欄的投影幕布幾乎是全反射。該屏幕是一幅合資電動幕，主觀評價質量也確實比其他的好，但價格幾乎是國產(chǎn)屏幕的1倍。

在亮度大的新投影機投射測試時，新舊屏幕的反射光對測試結果的影響不同。表3—1的4欄和表4的1欄可以看出。在同樣的測試距離下，②的入射光達到F2.0；而①由于屏幕陳舊，反射小，影響也小。

而新投影機燈泡使用時間達到幾百小時后，差別就體現(xiàn)出來了。從表3—1的3欄和表4的5欄中可看出，由于入射光減弱，相應的反射光影響就小。當投影機使用到入射光和反射光的亮度相差4倍時，屏幕就該換了（遵循光圈系數(shù)2的平方法則）。

5）投影機的比較。如果投射到同一比較新的屏幕，燈泡的新舊與顯示效果沒有太大差別，就意味著該投影機可以淘汰了，如表3—2的1、2欄所表現(xiàn)的。

不同品牌的投影機在使用一段時間后的比較，未能看出大的差別，如表4的4、5欄所展示的入射光亮度相同。投影機和燈泡的價格此時就比較重要。

筆者計劃下一步做更加詳細的跟蹤對比測試，建立一個比較穩(wěn)定的測試環(huán)境，在此環(huán)境下進行測試對比，數(shù)據(jù)的可靠性會大大提高。

5 小結

投影機、燈泡和屏幕的選擇不僅僅是將它們組合到一起就行了，而是要從環(huán)境亮度、屏幕的反射均勻度、投影機光路、液晶板等諸多方面進行系統(tǒng)地考慮；不是技術指標決定一切，更重要的是從實際出發(fā)，以視覺的滿意度和投影效果為衡量標準。不能只憑一個參數(shù)就來決定是否淘汰或繼續(xù)使用，而是應當全面進行評價。