投影幕布的發(fā)展現(xiàn)狀*

1. 江南大學(xué)教育部針織技術(shù)工程研究中心， 江蘇 無錫 214122；2. 浙江宇立新材料有限公司，浙江 海寧 314400

投影幕布是指在接收投影設(shè)備投射出的光線時(shí)，能在其表面顯示黑白或彩色圖像的平面。投影幕布伴隨著電影技術(shù)、投影技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生[1]。在投影技術(shù)出現(xiàn)的早期，人們通常將影像投射在白墻或白布上，并沒有意識(shí)到投影幕布對(duì)影像的影響。隨著影視技術(shù)的蓬勃發(fā)展，人們對(duì)影像的質(zhì)量有了更高的要求，投影幕布越來越朝著超大畫面、影像逼真、更高分辨率、更高對(duì)比度、更好視覺保護(hù)和更便攜化的方向發(fā)展[2]。

1 投影幕布的生產(chǎn)流程

投影幕布的生產(chǎn)流程通常為織造→貼合→烘干→冷卻→卷取→打包。其中：

(1) 織造包括面膜、基布和底膜的織造。基布通常運(yùn)用機(jī)織、針織的技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，且為保證投影幕布表面的平整度，多采用平紋機(jī)織物或經(jīng)平經(jīng)編織物為基布。其中，經(jīng)編機(jī)目前生產(chǎn)的織物幅寬最大可達(dá)6 m，可用于制作超寬投影幕布?；枷聶C(jī)后其表面的平整度并不夠，因此需進(jìn)行定型處理。面膜和底膜通常為高聚物膜，常利用壓延技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。圖1以聚氯乙烯(PVC)膜的壓延[3]60為例介紹了其生產(chǎn)工藝流程。

圖1 PVC膜壓延生產(chǎn)工藝流程

(2) 貼合指的是將面膜和底膜均勻地黏附在基布兩側(cè)的過程。圖2同樣以PVC膜為例介紹了貼合生產(chǎn)的工藝流程[3]60。

圖2 PVC膜貼合生產(chǎn)工藝流程

(3) 面膜和底膜貼合在基布兩側(cè)后需進(jìn)行烘干處理。烘干過程應(yīng)注意烘燥溫度，以防影響投影幕布質(zhì)量。

(4) 烘干后的投影幕布需再經(jīng)冷卻定型處理。不同冷卻輥的溫度要控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，以防投影幕布突然遇冷，產(chǎn)生非正常收縮。

(5) 冷卻后的投影幕布最后再進(jìn)行切邊、卷取和打包處理。

2 投影幕布的分類

2.1 按投射方向分類

2.1.1 反射式投影幕布

反射式投影幕布是指投影方向在觀眾席側(cè)的投影幕布。由于反射式投影幕布在生產(chǎn)過程中不易受尺寸的限制，因此反射式投影幕布的應(yīng)用范圍很廣。但反射式投影幕布的成像效果易受環(huán)境光線的影響。

反射式投影幕布按照光學(xué)原理可分為漫散射反射投影幕布(如白塑投影幕布等)[4]和方向性漫散射反射投影幕布(如金屬投影幕布和玻璃微珠投影幕布等)。

2.1.2 透射式投影幕布

透射式投影幕布與反射式投影幕布的投影方向相反，其投影方向在觀眾席的另一側(cè)。透射式投影幕布在使用過程中接收的投影光線由位于暗房中的投影機(jī)發(fā)出，因此成像效果不易受環(huán)境光線的影響，畫面質(zhì)量好，顏色鮮艷，圖像逼真，同時(shí)還消除了觀影時(shí)投影機(jī)對(duì)觀眾視野的影響，避免了觀眾在觀影過程中因進(jìn)出而在投影屏幕上出現(xiàn)“人頭攢動(dòng)”的現(xiàn)象。另外，投影儀位于投影幕布后的暗房中，這減輕了使用過程中的噪聲污染。

透射式投影幕布按照投影幕布的軟硬程度可分為硬質(zhì)型透射式投影幕布和軟質(zhì)型透射式投影幕布；按照投影幕布的光學(xué)原理可分為方向性漫散射透射投影幕布和方向性漫透射投影幕布。

2.2 按性能分類

2.2.1 白塑投影幕布

白塑投影幕布[5]76是典型的漫反射投影幕布，其反射光均勻而無明顯集聚增益的反射方向。白塑投影幕布是在基布上均勻噴涂一層PVC或白色硫酸鋇涂料而成的，基布常采用滌綸機(jī)織物或滌綸經(jīng)編織物，基布上的PVC或白色硫酸鋇會(huì)形成若干凹凸不平的微小反射面，因此入射光可以在其表面形成漫反射。白塑投影幕布的增益接近1.0，實(shí)際值為0.9，可以有效地反射透射光，視角可達(dá)140°。白塑投影幕布表面潔白均勻，對(duì)光線的反射柔和，且長(zhǎng)時(shí)間觀看視覺不易疲勞，但白塑投影幕布的觀看效果易受環(huán)境光線的影響。

2.2.2 玻璃微珠投影幕布

玻璃微珠投影幕布[5]76是典型的回歸型反射投影幕布，也屬入射角上增益反射投影幕布，反射光有集聚增益的反射方向，最大反射反射光始終朝向入射光的入射方向。這種反射模式具有交通路標(biāo)的光學(xué)特點(diǎn)，當(dāng)光線投射到玻璃微珠投影幕布上時(shí)，光線會(huì)延著投影光線的入射方向反射回人眼。玻璃微珠投影幕布的基布和白塑投影幕布類似，但前者所用涂料為玻璃微珠。玻璃微珠直徑一般為0.02～0.03 mm，不宜過大，因?yàn)檫^大會(huì)降低投影幕布的分辨率，影響成像質(zhì)量。玻璃微珠投影幕布的增益較高(為1.5～30.0)，視角小(一般為50°左右)，因此不適合長(zhǎng)時(shí)間的觀看。此外，玻璃微珠投影幕布表面硬挺，只可卷曲不可折疊，這不利于攜帶，且玻璃微珠覆蓋在基布表面，故不能觸碰硬物，否則易導(dǎo)致刮痕。

2.2.3 金屬投影幕布

金屬投影幕布[6]屬反射角上增益反射投影幕布，反射光有集聚增益的反射方向，最大反射光始終朝向入射光的反射方向。金屬投影幕布表面光滑，其對(duì)投影光線的反射呈鏡面反射，因此金屬投影幕布的輻射強(qiáng)度較大，且其反射與增益互補(bǔ)。金屬投影幕布一般是在機(jī)織物或經(jīng)編織物的基礎(chǔ)上涂覆一層金屬涂料而獲得的。金屬涂料一般為鋁粉涂料或銀粉涂料，因此金屬投影幕布的成本較高，且不適合寬幅幕布。金屬投影幕布的增益較高(一般為1.5～10.0)，因此也不適宜長(zhǎng)時(shí)間觀看；屏幕亮度較高，視角很小，故僅適用于在明亮的環(huán)境下觀看靜止的圖像。這些都使金屬投影幕布的應(yīng)用受到了限制。

2.2.4 3D投影幕布

3D電影能夠比傳統(tǒng)電影帶來更好的視覺體驗(yàn)[7]。而傳統(tǒng)投影幕布在進(jìn)行3D投影時(shí)，亮度損失嚴(yán)重，所觀看到的圖像較圖像本身的對(duì)比度、色彩鮮艷度嚴(yán)重不足，畫面的質(zhì)感嚴(yán)重受影響。目前，以玻璃纖維制作的高清投影幕布具有高增益、色彩還原性能突出等優(yōu)點(diǎn)，能很好地用作3D投影幕布。高清玻璃纖維投影幕布多以無堿玻璃纖維布為基布。因?yàn)闊o堿玻璃纖維布受力變形小、平整度極佳，因此投影幕布表面整體亮度一致，表面無光斑，且牢度大、耐用。再在基布上進(jìn)行刀刮涂層處理，涂層所用的水性聚氨酯中還加入了鋁銀漿，故基布在涂刮了這種涂層后可形成高反光涂層，能實(shí)現(xiàn)2.0左右的高增益，整個(gè)產(chǎn)品表面細(xì)膩，不會(huì)出現(xiàn)因投影幕布性能不佳而產(chǎn)生畫面干澀的弊病，非常適合高清畫面，甚至4K高清畫面的精準(zhǔn)還原。

2.2.5 Image Maximum(巨型投影幕布)

Image Maximum(巨型投影幕布)的基本特點(diǎn)就是投影幕布的面積巨大，能充滿觀眾的視野，使觀眾在觀影過程中獲得身臨其境的體驗(yàn)感[8]。與普通投影幕布相比，Image Maximum在保證投影質(zhì)量的前提下，還可賦予觀眾強(qiáng)烈的視覺沖擊力和感染力。目前，Image Maximum的幅寬已達(dá)到5 m，通常以滌綸機(jī)織物為基布，基布兩側(cè)復(fù)合有反射膜和遮光膜。反射膜通常為PVC膜，主要起反射作用；此外，為增大反射膜表面的漫反射作用，降低增益，還會(huì)在反射膜表面涂覆白色硫酸鋇涂料。遮光膜的材質(zhì)也為PVC，但由于PVC膜不是黑色的，因此還需對(duì)遮光膜外表面進(jìn)行處理，通常是在遮光膜的外表面黏附一層黑膠膜，以減少入射光的透過率，提高透射光的反射率。Image Maximum的基布還可選用經(jīng)編織物。目前，經(jīng)編織物的最大幅寬已經(jīng)達(dá)到6 m，完全符合Image Maximum幅寬的要求，并且經(jīng)編織物生產(chǎn)效率更高，這更利于降低成本。

2.2.6 便攜式投影幕布

硬質(zhì)幕布畫面優(yōu)異，但不能折疊，故在戶外使用或搬運(yùn)的過程中容易產(chǎn)生折痕，影響投影幕布的品質(zhì)。目前，以機(jī)織物或經(jīng)編織物為基布，然后將聚氨酯樹脂涂覆在基布上，所形成的投影幕布質(zhì)地柔韌，成像畫質(zhì)好。由聚氨酯樹脂在基布表面建立的一層連續(xù)、平滑并具有一定強(qiáng)度的涂膜，不僅封閉了織物中的縫隙，同時(shí)也為后續(xù)加工提供了一個(gè)連接層；并且通過調(diào)整聚氨酯樹脂涂層所用涂料配方，可以方便地調(diào)整投影幕布的亮度增益，進(jìn)而可拓寬這種投影幕布的應(yīng)用領(lǐng)域。通過在聚氨酯樹脂表面涂覆含有有機(jī)硅保護(hù)層的真空鍍鋁層，可使投影幕布既能提供像硬質(zhì)投影幕布般好的畫面效果，又能實(shí)現(xiàn)折疊攜帶，且有機(jī)硅保護(hù)層能保護(hù)真空鍍鋁層耐劃，這為投影幕布的成像質(zhì)量提供了保證，還延長(zhǎng)了投影幕布的使用年限。

2.2.7 高對(duì)比度投影幕布

高對(duì)比度投影幕布即灰幕[9]，是在白幕的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來的，也稱“白天抗光幕布”，通常使用灰色的幕料制作而成?；夷槐劝啄荒軌蛭崭嗟沫h(huán)境光線，這樣前者就可以在較強(qiáng)環(huán)境光線的情況下使屏幕上的黑位得以保持，增加了屏幕上的黑白對(duì)比度?；夷贿m合環(huán)境光較強(qiáng)或背景燈打開的觀看場(chǎng)合，但如果在自然光的條件下觀看，則屏幕表面會(huì)略呈灰色，這會(huì)使圖像中的純白色變灰色，最終影響觀看效果。

2.2.8 超短焦投影幕布

目前大多數(shù)投影幕布僅適用于遠(yuǎn)距離的投影，即投影儀必須放置于距離投影幕布較遠(yuǎn)的地方，因此對(duì)投影距離的要求使得有些投影幕布不適用于空間有限的場(chǎng)合，而超短焦投影幕布可以很好地解決這個(gè)問題。超短焦投影幕布是利用投影幕布中間的特殊反射層，將斜上方或斜下方投射過來的光線進(jìn)行一定角度的反射，再平行反射出去，極大地縮減了觀看空間。簡(jiǎn)銘鎮(zhèn)[10]設(shè)計(jì)的一種超短焦投影幕布，不僅解決了觀看空間的問題，還解決高增益與廣視角之間的矛盾。這種超短焦投影幕布由四層組成，如圖3所示，由后向前依次為底層(1)、第一中間層(2)、第二中間層(3)和表層(4)。底層由第一基材層PET高聚物膜(12)和黑膠布層(11)組成，黑膠布層的使用可以有效地降低光線的透過率，增加反射率；第一中間層由第二基材層PET高聚物膜(23)、棱鏡層(21)和反射層(22)組成，反射層黏附在條狀齒棱(2a)的表面；第二中間層由第三基材層PET高聚物膜(33)、第一膠體層(32)和透鏡層(31)組成，透鏡層由柱狀凸透鏡(3a)組成；表層由第四基材層PET高聚物膜(43)、第二膠體層(42)和擴(kuò)散層(41)組成，擴(kuò)散層的表面有很多突起的微粒(4a)，可增大漫反射。

圖3 超短焦投影幕布

3 投影幕布的保養(yǎng)

3.1 投影幕布變色的原因

投影幕布在使用過程中，表面會(huì)有灰塵的集聚。灰塵會(huì)逐漸滲入布紋的孔隙處，如果清理不及時(shí)，幕布表面便會(huì)因此改變顏色。此外，因投影幕布的基布通常為紡織品，故在潮濕或高溫的環(huán)境中使用時(shí)，也會(huì)使投影幕布表面的顏色改變。因此，投影幕布在使用后應(yīng)妥善保管，以防由于管理不當(dāng)致使幕布表面性能發(fā)生改變，影響觀影質(zhì)量。

3.2 投影幕布的保養(yǎng)方法

投影幕布的保養(yǎng)方法因使用場(chǎng)所和使用環(huán)境不同而存在差異。

流動(dòng)放映單位[11]的放映場(chǎng)所通常不固定，放映時(shí)的外界環(huán)境對(duì)投影幕布的影響較大，因此投影幕布在使用后應(yīng)更加仔細(xì)地清潔、整理、打包，最后再放入特定的銀幕收納袋中。

電影院里安裝的通常為固定式投影幕布，雖然它在使用過程中不像流動(dòng)式投影幕布易被沾污，但電影院人流量較大，故也應(yīng)經(jīng)常對(duì)影廳進(jìn)行吸塵處理。

此外，梅雨季節(jié)或炎熱的夏季要注意除濕和降溫處理，以防止投影幕布在高溫高濕的環(huán)境中變色、老化、損壞，影響投影幕布表面的光學(xué)性能。

4 投影幕布的發(fā)展趨勢(shì)

投影幕布經(jīng)歷了從最初的白布到一般的銀幕，再到超寬、3D、超短焦、便攜投影幕布的發(fā)展，雖然這些投影幕布在增益、有效視角、畫質(zhì)、實(shí)用性等方面取得了很大的進(jìn)步，但是始終沒有突破投影幕布不能自發(fā)光的局限?，F(xiàn)在已經(jīng)有可自發(fā)光的智能紡織品，如若能將電子技術(shù)與投影幕布的生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合，制得一種可自發(fā)光的投影幕布取代LED屏，這將成為影像放映領(lǐng)域的一項(xiàng)重大進(jìn)展。

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