在家庭影院系统构建之中，大画面显示系统是必不可少的关键因素。相对于抽象的声音，更为直观的画面能够带给用户更加直接的感官体验。而投影系统发展至今，依然是家庭影院大画面显示系统的首选。进入到4K HDR的年代，尽管平板电视不断向着更大尺寸迈进，但100英寸的机型仍然鲜见，而价格也并非一般玩家能够接受，因此投影系统依然是当今的主流。从去年初开始，我们就开始筹备关于4K HDR家庭影院投影机方面的大型横向测评，却一直都没有找到合适的时间段，最主要的原因不外是4K HDR技术融入到家用投影方面的时间确实远远不及平板电视，直到今年初，终于看到万元以内级别4K投影机的不断涌现，家庭影院投影机有望在今年全面走入4K的普及化。于是，我们决定在4月与5月为大家带来关于4K HDR家庭影院投影机方面的专题策划，本期将会集中在4K HDR家用投影技术方面的探讨，接下来则是关于主流入门4K HDR投影机方面的大型综合测评，届时将有多个投影机品牌的入门机型和主流机型参与其中，进行正面角逐。测评包括客观专业测试与主观实际观看两个阶段，并会特别邀请影音行业中的视频技术专家、影音爱好者、玩家与我们共同探索每一台4K HDR家庭影院投影机的潜力和特点。

最初的关注点在4K，
却并未引来太多的关注

一直以来，关于家庭影院投影技术方面的焦点似乎都脱离不了画面分辨率，从标清、720p高清到1080p全高清，再到如今的4K超高清。我们并不是说画面的分辨率不重要，越高的分辨率，画面所能呈现出来的细节就越丰富，但如果仅仅以100-150英寸常规的家庭影院投影幕显示尺寸而论，加上观看距离的因素，是否每一位用户都能感受到从1080p全高清升级到4K超高清所带来的画质飞跃，恐怕就很难说了，再加上4K投影刚刚在市场露面，价格也并非平易近人，因此并没有引来太多的关注。那么究竟怎样的画面分辨率能够称得上4K超高清？在4K投影机进入到家用市场之中，我们发现这些4K投影机有两种分辨率，分别是3840×2160以及4096×2160。这就让不少影音爱好者不知道应该选择哪一种了。

事实上，这两种4K分辨率都可以称作4K超高清，均拥有4倍于1080p全高清的画面精度。其中，3840×2160属于电视广播与蓝光制作方面的UHD标准，4096×2160则属于专业数字电影院的DCI标准。由于目前我们绝大部分能够获取的4K节目源都是采用3840×2160规格，而绝大部分的电影都是采取Ultra-Wide 4K标准，也就是3840×1600，因此这两种不同4K分辨率的投影机都能兼容播放，只是4096×2160的机型，会在屏幕左右两侧留有一条黑边，但由于投射的屏幕都是16:9的，这两条黑边都会在屏幕之外，实际上并不会对画面观看带来什么影响，不过需要注意在安装调整画面大小的时候应该按照16:9的比例，否则投射画面将会小于屏幕本身。

话说回来，以往不管是720p还是1080p都只有一种分辨率的表达形式，为什么到了4K年代就变成两种？主要原因在于在4K刚刚进入到家庭影院的时候，实际上并没有3840×2160规格的超高清显示芯片，此时只能够借助DCI领域的显示芯片，也就是4096×2160规格，或者透过1920×1080全高清芯片进行处理所得到的3840×2160规格。正是这个原因，就在当时引起了原生4K与非原生4K投影的争议。

不过到了今天，随着技术的发展，即使是1920×1080全高清芯片进行处理所得到的4K超高清画面实际上与原生4K芯片在画面精度方面并不会有太过明显的差异，即使投射在150英寸的大画面之上。更何况对于如今的4K投影机，更多人的关注点都在色彩与动态范围呈现方面。因此，投影机是否采用原生4K显示芯片，又或者采用4K增强或处理的方式，已经变得不是那么重要了。

4K不只是分辨率的跃升，
你能看到的还包括色彩的明显增强

4K所带给我们的画面提升绝对不是简单的分辨率，其中在色彩方面的提升让4K画面所呈现的色彩更具活力，更加鲜艳与浓郁，更加贴近我们日常观看到的自然色彩。从技术层面来说，1080p全高清在色彩方面执行的是BT.709标准，而到了4K年代色彩标准则以BT.2020为标准。从标准规范上，BT.2020标准要比BT.709高出许多，特别是在色彩方面，甚至在一定程度上来说，目前真正能够达到BT.2020色彩标准的家庭影院投影机还没出现，以至于不少中高端机型将标准下放至数字电影的DCI-P3标准。不过即便如此，DCI-P3标准也要比BT.709标准高上不少。

在高清的年代，身为用户的你是否曾经为了是否选择色域范围更广的投影机原生色彩配置，还是说色域范围明显较小但更符合BT.709标准的色彩配置而烦恼？从理论上的角度而言，答案毫无疑问是后者，因为在高清电视广播与蓝光节目源的制作端，影片是透过BT.709标准来制作的，投影机方面选择接近于BT.709标准的色彩配置更能真实还原出影片在经过后期制作的真实色彩。不过，随着投影机技术的不断开拓，尤其是在光源方面的突破，LED与激光光源甚至是常用的高压水银灯泡许多都能轻松地突破BT.709标准，如果继续按照BT.709标准来调整，单单从人眼主观判断的角度而言，整体色彩就相对较为清淡，对于不少“好色”的影音爱好者则很难满足。进入到4K年代，由于标准的色域规范BT.2020或DCI-P3要远远大于BT.709标准，这方面的问题就已经不再是一个问题了，我们需要考虑的是尽量让投影机的色域达到BT.2020或DCI-P3就能够得到既标准又鲜艳的画面色彩。此外，还需要强调的是，不管是高清还是4K超高清，灰阶白平衡方面都是采用D65标准，这点对于有一定画面调校经验的影音爱好者又或者专业的视频调校人员来说就相当熟悉，一定程度上减轻了画面调校的难度。

色彩方面的增强，
除了色域范围，还有色深

4K在色彩方面的提升还远远不只是色域范围，在色彩深度方面也有了显著的增强，也就是画面所能显示出来的色彩数量得到了大幅度的增加。以往高清年代，家庭影院投影机所能接收到的色彩信号是8bit的信号，也就是说能够显示大概1600万多种色彩，而到了4K超高清年代，家庭影院投影机则能够显示10bit甚至12bit的色彩。以目前UHD 4K超高清蓝光片源的实际情况而言，现阶段还属于10bit色深，即使没有12bit那么多种的色彩变化，但相比不到2000万种色彩的8bit色彩信号，10bit信号则能够显示出10.7亿左右的色彩。因此，4K画面在色彩方面的刻画力提升是显而易见的，同时也使得不同色彩之间的过渡变得更加顺滑与流畅，并不会出现画面断层的问题，例如还原傍晚的天空又或者浩瀚的大海。值得留意的一点，当我们在播放UHD 4K超高清蓝光大片的时候，画面色彩表现力更强，但往往都会处于HDR高动态范围的显示状态之下。这也表示了广色域、高色深需要和HDR高动态范围挂钩，如果播放的是4K非HDR的片源，它所呈现出来的画面则还是停留在BT.709色域与8bit色深的状态。由此可见，HDR对于4K显示画面潜力的释放起到了很重要的作用。

真正让4K再度回归到我们眼前的，
是HDR高动态范围技术

这两年间，促进4K家庭影院投影机不断出现的主要驱动力莫过于4K HDR影视资源的大量出现，除了在国内外的网络流媒体服务平台，还包括UHD 4K超高清蓝光方面。其中，HDR高动态范围技术成为了核心驱动力。这里所提及的HDR高动态范围还仅仅停留在目前支持度最高的HDR 10规格。现阶段，4K HDR家用投影机都能够支持HDR 10规格，而正好在节目源方面也是以HDR 10为主流。从技术层面上来说，HDR 10属于HDR技术当中较低的规格，但是相比高清时代的SDR标准动态范围还是有了明显的提升。

HDR高动态范围在画面表现上的特点是在暗部与高光细节方面的延伸与以往相比有了很大的提升。从直观的观看角度来说，HDR画面当中的黑色要更深沉，暗部细节层次过渡更为丰富，高光能量感更强，高光方面的细节变化也更加突出。整体来说，HDR画面让我们所能观看到的影像更为接近于人眼所观看到的画面，最终的目的就是创造出一个如同观看窗户外景色一般的逼真影像。而从理论上来说，HDR所能呈现的画面亮度的变化范围为峰值亮度≥1000cd/m2(nit)，最小亮度≤0.005cd/m2，相比SDR的0.1-100cd/m2有了极大的提升。

前面我们曾提到，现阶段家庭影院投影机主要还停留在HDR10的发展阶段。事实上，根据ITU-R国际电信联盟所推出的两个HDR推荐规范BT.2100与BT.2390，我们可以了解到，实际上HDR10、Dolby Vision与HLG都属于符合规范要求的HDR规格，三者各自有相应的特点。其中HDR10属于开源性质的规格，技术指标较低，但兼容性较强；Dolby Vision属于杜比实验室的专利技术，技术指标最高，但目前家庭影院投影机仍没有机型能够支持；HLG属于欧洲甚至未来其他地区电视广播所采用的HDR技术，兼容性强，也获得了部分家庭影院投影机的支持。此外，更加重要的是，HDR技术规范仍然在不断优化之中，陆续有新的HDR规格出现，但我们认为不管HDR技术的发展如何，对于现阶段的家庭影院投影机而言，首先需要解决的一个问题在于如何增强本身的动态范围，其中就包括了难度相当高的画面亮度提升的问题。

提升画面亮度，
成为家庭影院投影系统未来发展的关键点

随着光源与显示芯片技术的不断发展，家庭影院投影机本身的性能已经较早期有了不少的提升，其中最突出的一点在于光输出方面，从原本的1000-2000流明，已经逐步提升至2000-5000流明，投射在100-150英寸的大屏幕上所呈现出来的画面峰值亮度大多超过了SDR标准动态范围100-120cd/m2的最高亮度水平。因此，当4K家庭影院投影机开始兼容HDR10之后，这一部分的高光能量终于能够充分释放出来，不过这次遇到的问题则刚好相反，投影机的性能达不到标准要求。目前，普遍的家庭影院投影机当投射120英寸的大画面时，画面亮度大部分都没能超过500cd/m2，还没能达到HDR10所要求的1000cd/m2。因此，这也成为了家庭影院投影机未来发展的主要方向，如何在输出亮度方面进一步取得突破。

控制好漏光，获得优秀的黑位下潜，
是当前家庭影院投影系统不能忽视之处

要充分发挥HDR高动态范围画面的特点，除了投影系统的画面亮度足够之外，还需要获得足够深沉的黑色。根据目前不少HDR电影大片制作的特性，不难发展许多细节都集中在暗部，投影机黑色的延展就显得更为重要了。对于投影系统而言，首先我们应该控制好观看环境的光线，尽量在全黑的遮光环境下观看，避免外界光线或室内灯光直射屏幕，否则轻微的光线干扰就会严重影响整个画面的黑位表现力。其次，我们应该选择黑位控制得更好的家庭影院投影机。对于家庭影院投影机来说，要获得更好的黑色下潜，实际上也属于控制漏光，不管在显示芯片部分还是光路投射部分。这也是判断一款家庭影院投影机性能是否优秀的主要参照标准之一。

合理的EOTF配置与控制，
是绝大部分家庭影院投影机容易忽略的地方

除了前面所提及的两点，家庭影院投影机想要充分展现HDR画面的特点，还需要考虑合理的EOTF(电光转换函数)，也就是Gamma的配置与控制，简单的来说就是要处理好画面由暗转亮的变化速度。如果说投影机的峰值亮度与黑位决定了投影机动态范围中的黑白两端，那么EOTF则决定了动态范围这条变化曲线的走势，就是究竟哪一段应该维持在较暗之处，哪一段应该迅速提升亮度而让画面处于较亮的状态之上。

国际上，目前针对HDR的EOTF设定拥有相对应的ST.2084规范，但由于家庭影院投影机的情况有些特殊，高光部分无法达到HDR10的基本要求，再加上不同投影机本身的性能也不一样，导致了各家在EOTF的预设上各不相同。但是我们希望各大品牌应该尽量开放EOTF的调整控制功能，让我们能够对EOTF进行最优化的调整以充分发挥投影机本身的潜能。此外，投影机是否能够兼容处理HDR节目源后制过程中的相关元数据也是十分重要的部分。

原文转载自《家庭影院技术》杂志

面对形形色色的投影机参数，可能不少人都会产生这样的困惑，为什么价钱相仿的投影机其标称亮度差别那么大？甚至有些价格高出许多的投影机亮度还不如价格低廉的入门投影机。至于对比度方面，对比度的差别更是到了毫无人性的地步，为什么有的对比度是几千比一，有的是几万比一，还有几十万比一，甚至几百万比一的，什么是静态对比度？什么是动态对比度？什么又是中心对比度等等，这些技术参数看起来似乎标准各一，让人眼花瞭乱不胜其烦。到底它们是实事求是还是厂家徒有其表的宣传伎俩呢？下面我将从这些对比度的含义、具体的测试方法出发，深入地谈谈几种对比度参数之间的差异，如果你对对比度也存在着同样的疑惑，这篇文章值得一看。

在所有公开的投影机标准规范中，全开/关机对比度(Full On/Off)的标准是最没有意义和最唬人的，对比度标准不会告诉你通过屏幕你能够看到什么，同时它也不会告诉你当一台投影机跟另外一台投影机相比较时是什么情况，究竟孰优孰劣呢？

一般来说，由于用户在购买之前无法看到投影机的实际表现，更别想与价格相近的其它品牌投影机进行横评对比，所以不少用户会非常看重对比度，试问谁不想要高对比度的投影机呢？而且厂商们似乎非常了解用户对对比度的偏爱，所以为了保持厂品的竞争力，部分厂商会把对比度推崇到看起来已经相当荒诞的地步。

不同的对比度标准并不一样

测量对比度通常有两种方法，即全开/关机对比度和ANSI对比度。全开/关机的测量方法最容易操作，通常这种方法也最容易产生误差，这种方法过去普通应用于行业之中。ANSI对比度操作起来难度大了不少，正因如此它的应用相对没有那么广泛，但这种方法显然更加有效，能够得到的信息量也更大，通常除了专业领域的制造商以外，它很少会应用于行业。下面我们就来看看两者之间的区别。

全开/关机对比度的测量方法基于全白色亮度（100%灰度测试模式，即全开）和全黑色亮度（0灰度测试模式，即全关）两者之间的比值，比如10000:1比值的对比度就表示白色的亮度是黑色的10000倍。

ANSI对比度的测试并不会使用100%灰度白色和0灰度黑色亮度，取而代之的是它使用了16个矩形进行测试，其中包括了8个白色和8个黑色的棋盘式图案。具体过程是分别测量并平均所有白色方块的亮度值以及黑色方块的亮度值，然后再通过白色读数与黑色读数的比值得出ANSI对比度。

ANSI对比度采用16个矩形进行测试，包括8个白色和8个黑色的棋盘式图案

通过对投影机的测试发现，使用全开/关机和ANSI两种测试方法会产生完全不同的数值结果，ANSI数值总是远远不及全开/关机的数值。 原因就在于尽管我们是通过使用白色100%灰度测试图案和棋盘图案上的白色矩形之间获得数值，但ANSI棋盘上的黑色数值却总是高于全黑色0灰度测试图案下的黑色数值。

全开/关机对比度的测量方法基于全白色亮度和全黑色亮度两者之间的比值

为什么是这样的呢？首先，当投射黑色以外的东西时，投影机的光学引擎和镜头总会有光散射的情况出现。当投影机显示完全黑色的0灰度测试图案时，它的内部并不会出现其它光线影响黑色的表现。当显示棋盘式的黑白图案时，图片是50％灰度的白色，并且此时会有很多光线被投射。只要有一点点光线在变焦镜头或光学引擎内进行反射，最终都会影响投影图像中的黑色矩形呈现。需要特别注意的是，凡是在投射光线过程中，任何漂浮的灰尘都会导致光散射情况的出现。

也许你会有这样的疑问：难道一点光散射就会对对比度造成很大影响吗？那是当然，举个例子，假设在100%灰度的屏幕上“全开”白色是1000nit，而在0灰度的屏幕上“全关”黑色是0.05nit，那么它们之间的对比度比值就为20000：1。现在，如果在ANSI的棋盘式图案上，假设我们仍然获得1000 nit，但由于光散射，我们可能会在黑色上获得0.5 nit而不是0.05nit。在这种情况下，对比度则为2000:1，相较原来减少了9倍，但是除非在非常黑暗的环境中，否则人眼是看不出黑色的变化的。其实房间内的任何反射光都会影响黑色的呈现，正因为这个原因，在实际环境中20000:1和2000:1之间的差距并不像数字呈现出来的那么巨大。事实上，即使再小的黑色变化也会对对比度产生极大影响。

投影机本身也会影响对比度测量结果

在使用全开/关机的方法测量对比度时，投影机本身也会对结果造成巨大影响。市面上的许多投影机会根据实际应用场景中的光线环境调整自身的光输出，它们可以通过动态调整，比如打开自动光圈或动态光源来实现灯泡功率的调节。当周围的环境较黑时，投影机的流明输出可以立即减少以让黑色看起来更黑。而当周围的环境比较明亮时，流明输出将恢复到全部功率，以让整体图像看起来亮度更加充足。具备该功能的大多数投影机，对流明输出的调整是非常迅速的，以至于用户很少会注意到它们发生的变化。

当然，并不是说这个功能不好，事实上动态调节灯泡功率功能是完全可取的，只是这么做会影响到对比度的测试结果。当投影机以这种方式进行动态调整时，全开/关机的对比度标准最终会测量黑暗场景中最黑的黑色，并将其与明亮场景中最亮的白色进行比较以得出对比度，但实际上这种情况在任何一个视频中都不会同时发生。有部分厂商把这种通过动态流明调节增强对比度测量结果的方法称为动态对比度而不是全开/关机对比度。

这就是ANSI对比度能够被应用的原因所在。 由于ANSI对比度使用了50％白色和50％黑色的单个矩形框，因此它需要投影机在不同的帧数跳动之间能够动态地改变流明输出。最终的结果是ANSI对比度方法的数值比会远低于动态对比度。从理论上讲，两者都可以更好地了解在任何给定的视频中应该看到的是怎么样的内容呈现。

当然，ANSI对比度测量方法并没有说明动态亮度调节对画面呈现产生的好处，所以你也可以认为ANSI对比度并不能代表全部。

获得一个准确的ANSI对比度数值

尽管大家很喜欢ANSI对比度，但一般专业测试或爱好者却很少采用ANSI对比度进行测量。原因在于，要获得准确的ANSI对比度数值，需要一个黑色且遮光出色的房间，所有的墙壁、地毯、天花板、衣服等都是完全的黑色并且不会出现反光，或者专门为此设计一个漆黑的空间。为什么？因为如果测试过程中存在着反光物体，那么来自白色棋盘格的光将反射到投影空间中的这些物体，它会使测试图案中的黑色方格变亮，从而影响最终的对比度读数。由此可见，环境因素是最大的问题，除非你能够建立一个实验室的环境。

不同对比度方法测量下的数据差异有多大？

一般来说，动态对比度的测量方法会产生一个较大的数字，关闭投影机灯泡功率动态调节功能的全开/关机对比度测量数据会低于动态对比度，而ANSI对比度的数值是三者之中最小的，对消费者来说这可能是一个非常小的数字。有多小呢？在家庭影院当中，300:1的ANSI对比度可以看作是平均值，700:1为很好，1000:1则是更好。但是试问有多少消费者会购买700:1对比度的家庭影院投影机呢？相信并不是很多吧，在当今竞争激烈的市场中，部分投影机标称的对比度已经达到百万分之一的级别了。

可以说，消费者并不知道不同方法之间的差异，他们往往只想要最高的数字。因此，向消费者发布ANSI对比度数值是种风险性极高的做法，这就是为什么大部分厂商们都不这样做的原因。目前，具有非常高动态范围的投影机可能具备500000:1的动态对比度和800:1的ANSI对比度，有就是说现在如果某台投影机具有800:1的ANSI对比度就意味着它具有非常好的对比图像表现，但消费者却永远也不会知道。

如何识别对比度更出色的投影机？

首先，需要注意的是准确测量ANSI对比度虽然实现起来很困难，但实际上却很容易看出来。高ANSI对比度的特点是具备足够扎实的黑色、明亮的白色、丰富的自然色彩饱和度，清晰的阴影细节以及出色的立体感等。低ANSI对比度黑色明显不够黑，颜色饱和度也低，加上模糊的阴影细节，立体感欠缺。当你看着一台投影机时觉得它的成像非常出色，通常这款投影机具备的就是不错的ANSI对比度而不是全开/关机对比度。

其次，不妨将两台投影机进行直接对比，效果将是非常明显的，甚至都不需要对它们进行测量哪台的对比度更高。测试的主要方法是同时比较两台投影机表现同一幅画面时的立体感。

我们也可以假设动态对比度、全开/关机对比度、ANSI对比度三者之间并没有关联性，所以具备非常高的全开/关机对比度并不意味着也具备非常高的ANSI对比度，这是很有可能的事情，但或许你并不知道。你可以使用看起来全开/关机对比度非常低和ANSI对比度非常高的的投影机，有可能对比度为50000:1的投影机A显示效果好于对比度为500000:1的投影机B，对于行业从业者来说想必都是知道的吧。

换句话说，动态对比度和全开/关机对比度都是不靠谱的测量方法，它们并不会告诉你图像呈现出来应该是怎样的效果。如果每个人都理解、接受ANSI规格，那将是非常有用的，但厂商因此要承担很大的风险，因为消费者往往不会理解这个概念。除非厂商们突发奇想下巨大的赌注标注ANSI对比度并希望消费者能够理解它而忽略掉其它的对比度规格。可以说，全开/关机对比度和动态对比度并没有说明图像应该呈现的效果，并且也无法通过它们来比较投影机的实际对比度表现。

原文转载自《家庭影院技术》杂志