多媒體教室建設(shè)中需要考慮的問題

錢　震

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

關(guān)鍵詞 投影機(jī)；投影屏幕；投影機(jī)燈泡；入射光；反射光

中圖分類號(hào) G431 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B 文章編號(hào) 1671-489X（2008）18-0053-04

目前，隨著早期建設(shè)的第一代多媒體教室進(jìn)入淘汰期，許多學(xué)校都在進(jìn)行新的多媒體教室的建設(shè)或設(shè)備更新。新教室建設(shè)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(jī)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(jī)燈泡的影響如何？學(xué)校經(jīng)費(fèi)緊張，如何充分發(fā)揮原有設(shè)備的能力？……雖然這些問題都是基礎(chǔ)性問題，但必須加以考慮。根據(jù)2001年至今的跟蹤調(diào)研和總結(jié)，筆者通過實(shí)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(jià)格不高，但它與投影機(jī)結(jié)合決定了投影的效果。一個(gè)好的投影機(jī)想要獲得好的效果是需要一個(gè)與其匹配的屏幕的。合適的投影屏幕和投影機(jī)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(yuǎn)，亮度越低；亮度降到50%時(shí)的觀看角度，定義為視角。在視角之內(nèi)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，視角越小（金屬幕）；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镀聊缓捅惩镀聊弧Ｕ镀聊挥址譃檐浧聊缓陀财聊?，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(yīng)用方式分為電動(dòng)屏幕、手動(dòng)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(jī)屏幕寬高比為4:3，投影儀屏幕多為1:1，以屏幕對(duì)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(xué)校大量使用的是電動(dòng)投影幕布。在2001年采用固定的方式（圖1）。當(dāng)時(shí)主要考慮不要使用黑板，以免由于粉塵影響投影機(jī)使用壽命。從2005年開始，經(jīng)過對(duì)多個(gè)學(xué)校走訪調(diào)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(jī)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(dòng)，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(zhì)量。缺點(diǎn)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(jì)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(dòng)邊框設(shè)計(jì)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?yàn)榻淌掖?，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(dòng)黑板的尺寸應(yīng)當(dāng)分別為1.7米×2.50米。

按照理論值計(jì)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(gè)組合式投影黑板的總尺寸大約在7米×2.6米。

2 投影機(jī)

目前大量使用的仍然是液晶投影機(jī)。LCD投影機(jī)是被動(dòng)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(jī)原理是光學(xué)系統(tǒng)把強(qiáng)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(hào)源經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換，調(diào)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(jī)的核心參數(shù)包括液晶板尺寸、光亮度（流明）、對(duì)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(jī)上。通過控制系統(tǒng)，可以控制通過LCD的光的亮度、顏色、對(duì)比度等。

2.2 流明含義液晶投影機(jī)的亮度是指投影機(jī)投射在單位時(shí)間內(nèi)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(gè)矩形區(qū)域，采用測光表測量9個(gè)矩形區(qū)域中心點(diǎn)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(jī)的光輸出（圖4）。

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

2.3 對(duì)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(jī)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(gè)液晶體為一個(gè)象素點(diǎn)。那么，輸出分辨率為800×600時(shí)，就是說在LCD液晶板的橫向上劃分了800個(gè)象素點(diǎn)，豎向上劃分了600個(gè)象素點(diǎn)。物理分辨率越高，則可接收分辨率的范圍越大，投影機(jī)的適應(yīng)范圍越廣。

3 投影機(jī)燈泡

燈泡作為投影機(jī)的唯一消耗材料，價(jià)格比較高，是選購?fù)队皺C(jī)時(shí)必須考慮的重要因素。目前，投影機(jī)普遍采用的是金屬鹵素?zé)襞荨HE燈泡、UHP燈泡這3種光源。

4 測試實(shí)驗(yàn)

筆者通過這幾年的摸索實(shí)踐，也對(duì)一些多媒體教室內(nèi)的投影效果進(jìn)行了測試，在此提供一個(gè)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(jié)果，緊閉遮光窗簾，盡量減少外來光源的干擾；關(guān)閉室內(nèi)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(yuǎn)，將屏幕分成9個(gè)區(qū)域，分別測量對(duì)應(yīng)區(qū)域中心點(diǎn)的投影機(jī)入射光和屏幕反射光。

投影機(jī)設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)；燈泡功率用標(biāo)準(zhǔn)；用Word文件白底。開機(jī)10分鐘后再測試，保證機(jī)器已經(jīng)工作穩(wěn)定。

測試用投影機(jī)：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(jié)果（表1～表4）

4.3 數(shù)據(jù)分析針對(duì)上述測試數(shù)據(jù)，可以初步對(duì)投影機(jī)使用年限、投影機(jī)燈泡以及投影屏幕三者之間的相互關(guān)系進(jìn)行分析，并得出相應(yīng)的結(jié)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(dāng)?shù)那闆r下，燈泡使用的時(shí)間決定投影亮度；特別是使用時(shí)間超過標(biāo)稱時(shí)間的一半后，投影亮度會(huì)很快下降。

在實(shí)際測試時(shí)，得到的一組數(shù)據(jù)甚至表現(xiàn)出在同等條件下，標(biāo)稱亮度高的投影機(jī)，在燈泡使用了近1 000小時(shí)（注意開關(guān)機(jī)一次相當(dāng)于燈泡使用0.5小時(shí)）后，效果不如標(biāo)稱亮度低的、使用時(shí)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(jī)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(hào)的投影機(jī)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(dāng)?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(guān)。

如：①如圖5所示，401教室松下PT-PX660，標(biāo)稱3200ANSI流明，燈泡時(shí)間88小時(shí)，投影機(jī)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(biāo)稱3200ANSI流明，燈泡時(shí)間88小時(shí)，投影機(jī)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(zhì)量是基本相當(dāng)?shù)摹Ｒ驗(yàn)槿肷涔夂头瓷涔獾淖兓?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(dòng)幕，主觀評(píng)價(jià)質(zhì)量也確實(shí)比其他的好，但價(jià)格幾乎是國產(chǎn)屏幕的1倍。

在亮度大的新投影機(jī)投射測試時(shí)，新舊屏幕的反射光對(duì)測試結(jié)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(dá)到F2.0；而①由于屏幕陳舊，反射小，影響也小。

而新投影機(jī)燈泡使用時(shí)間達(dá)到幾百小時(shí)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(yīng)的反射光影響就小。當(dāng)投影機(jī)使用到入射光和反射光的亮度相差4倍時(shí)，屏幕就該換了（遵循光圈系數(shù)2的平方法則）。

5）投影機(jī)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(jī)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(jī)在使用一段時(shí)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(jī)和燈泡的價(jià)格此時(shí)就比較重要。

筆者計(jì)劃下一步做更加詳細(xì)的跟蹤對(duì)比測試，建立一個(gè)比較穩(wěn)定的測試環(huán)境，在此環(huán)境下進(jìn)行測試對(duì)比，數(shù)據(jù)的可靠性會(huì)大大提高。

5 小結(jié)

投影機(jī)、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(jī)光路、液晶板等諸多方面進(jìn)行系統(tǒng)地考慮；不是技術(shù)指標(biāo)決定一切，更重要的是從實(shí)際出發(fā)，以視覺的滿意度和投影效果為衡量標(biāo)準(zhǔn)。不能只憑一個(gè)參數(shù)就來決定是否淘汰或繼續(xù)使用，而是應(yīng)當(dāng)全面進(jìn)行評(píng)價(jià)。