«

Beamer im Freien verwenden – wie erhalte ich eine gute Bildqualität?

Beamer im Freien nutzen – geht das überhaupt – und wenn ja, was muss dabei beachtet werden?

Eigentlich sind Beamer bzw. Projektoren nicht für den Einsatz bei großer Umgebungshelligkeit gedacht. Die ursprüngliche Technik wurde für die Nutzung in komplett schwarzen Räumen konzipiert. Entsprechend reichte ein ausreichend heller Projektor und eine weiße Fläche bzw. Leinwand aus, um ein kontrastreiches Darstellungsergebnis in einem Kino zu erzielen.

Aktueller Stand der Technik

Inzwischen ist die Leuchtkraft aktueller Projektoren deutlich verbessert worden. Im Heimkinobereich werden Farbhelligkeitswerte von über 2400 Lux erzielt, im Businessbereich, bei deutlich schlechterem Schwarzwert und zumeist weniger Grau- und Farbabstufungen,  bis zu 10.000 Ansi Lumen sowie im professionellen Veranstaltungsumfeld Leuchdichten von bis zu 60.000 Ansi Lumen je Projektor. Doch die uns größte und hellste Lichtquelle, die Sonne, stellt selbst nach vielen Jahrzehnten Entwicklungsarbeit die Projektorenhersteller immer noch vor eine scheinbar unlösbare Aufgabe. Denn selbst die hellsten aktuell verfügbaren Hochleistungsprojektoren haben es schwer, bei zu viel Lichteinfall, ein brillantes und kontrastreich wirkendes Projektionsergebnis zu erzielen.

Wo ist es wie hell?

Die Leuchtdichte, die eine Lichtquelle auf einem Quadratmeter Bild- bzw. Leinwandfläche erzeugt, wird in Lux gemessen. Zur Wertermittlung können Luxmeter wie auch die in vielen Smartphones enthaltenen Sensoren per Luxmeter App herangezogen werden. Wenn man mit einem Luxmeter in einem dunklen Kinosaal sitzt, so zeigt das Gerät in dunklen Szenen manchmal sogar Werte von unter einem Lux an, bei sehr hellen Szenen aber durchaus auch schon einmal zwischen 2 bis 10 Lux. In dunklen Kirchen bewegt sich die Helligkeit zwischen 10 bis 50 Lux. Helle Kirchen können durchaus bis zu 1000 Lux hell sein. Ein typisches Wohnzimmer ist abends meisten mit weniger wie 50 Lux ausgeleuchtet. Tagsüber können es je nach Fenstergröße zwischen 100 bis 500 Lux sein. Büroräume liegen tagsüber zumeist im Bereich von 150 bis 1500 Lux, je nach Fenstergröße und Lage.

In einem typischen Festzelt werden im Sommer bei Sonnenschein bei einem weißem Zeltdach Helligkeiten von 1200 bis 2000 Lux erreicht. Soweit das Dach im Bereich der Leinwand durch schwarzen Bühnenmoltonstoff optimiert wird, kann die Streulichtintensität im Zelt im Bereich der Leinwand auf unter 800 Lux sinken. Geht man an einem bedeckten Wintertag mit dem Luxmeter vor die Tür, so zeigt dieses Werte von 500 (sehr dunkel) bis 5000 Lux (heller teilbedeckter Wintertag) an. Letztere (ab 5000 Lux) misst man auch im Sommer bei vollem Sonnenschein, wenn man mit dem Luxmeter zentral im Schatten eines Gebäudes misst. Misst man hingegen direkt in der Sonne, so zeigt das Luxmeter Werte von bis zu 150.000 Lux an.

Unser Auge ist flexibler wie ein Beamer

Der Unterschied zwischen einem Kino und einem sonnigen Bereich im Sommer beträgt somit Faktor 150.000. Bei solch einem großen Unterschied sollte es jedem klar sein, dass ein und der selbe Projektor, auch wenn unser Auge in der Lage ist, mit diesem großen Unterschied relativ flexibel umzugehen, nicht für ein solch großes Anwendungsspektrum geeignet sein kann.

Da unser Auge im direkten Sonnenschein ggf. durch eine Sonnenbrille geschützt werden muss, macht es zudem wenig Sinn, über eine Projektion bei vollem Sonnenschein direkt in der Sonne nachzudenken, denn zum einen gibt es hierfür LED Wände (bei denen man wegen der Pixelung einen großen Betrachtungsabstand einhalten sollte) und zum anderen ist es für das Auge einfach anstrengend zu lange bei zu großer Helligkeit konzentriert hinschauen zu müssen, so dass Beschattungsmaßnahmen nicht nur der Projektion das Leben erleichtern sondern auch dem Auge des Betrachters. Folglich ist es weder einfach noch sinnvoll eine Leinwand und einen Beamer im Freien ohne Beschattung zu verwenden.

Projektion bei Tageslicht: Die Kombination einer 356x200 cm Gain 26 Hellraumleinwand mit einem 15.000 ANSI Lumen 2K Projektor (2048 * 1080) ermöglichte eine kontrastreiche und gut lesbare Darstellung in einem ca. 1200 Lux hellem Zelt auf dem Gelände der Sondermülldeponie Rondeshagen.

Projektion in einem Zelt durchführen

Entsprechend empfehlen wir Projektionen im Außenbereich immer unterhalb eines Zeltdaches, einem Pavillon, etc. umzusetzen. Neben dem Vorteil, dass das Equipment vor direkten Wettereinflüssen geschützt wird, ist die Wahrscheinlichkeit, dass das Auge des Betrachters durch direkten Sonnenlichteinfall beeinflusst wird, deutlich verringert; Sonnenbrillen, die ggf. die Farbwahrnehmung beeinflussen, können abgenommen werden. Dank der Physik lässt sich auf einfache Art und Weise (in stark vereinfachter Form) sehr leicht errechnen, warum selbst den als Tageslichtprojektoren beworbenen Projektoren das Erzielen guter Darstellungsergebnisse oftmals schwer fällt.

Wieviel ANSI Lumen werden benötigt?

Hellraumleinwände beim EM Public Viewing in Barsinghausen, Tageslichtprojektion, Beamer und Leinwand für draußen

Nehmen wir einmal an, wir wollen in einem Zelt ohne schwarzen Molton eine Projektion realisieren. Mit etwas Glück lässt sich das Zelt neben einem hohen Baum aufstellen, der den direkten Sonnenlichteinfall etwas vermindert, so dass beispielsweise im Zelt im Bereich der Leinwand lediglich eine Streulichtintensität von 1000 Lux gemessen werden kann, immerhin noch gut 5 bis 10 mal so hell wie in vielen Wohnzimmern.

Wenn wir in dem Zelt z.B. eine 3m breite Leinwand im 16:9 Format verwenden möchten, so hat diese Leinwand eine Bildfläche von (einfachheitshalber gerundet) 5 m². Laut DIN 19045 muss die vom Projektor auf die Leinwand projizierte Leuchtdichte mindestens Faktor 5 größer sein, wie die Intensität des vorhandenen Streulichtes. Der Kontrastfaktor (in dem Fall 1:5) beschreibt dabei wieviel der hellste Bildpunkt heller ist, wie der dunkelste. Entsprechend können wir die Streulichtintensität (1000 Lux) mit dem von der DIN vorgegebenen Faktor (5) sowie der Größe der Bildfläche (5 m²) multiplizieren und erhalten daraus vereinfacht den Farbleuchtdichtewert, den der Beamer laut DIN mindestens erfüllen muss. (25.000 Lux in unserem Beispiel – also etwa 25.000 ANSI Lumen)

DIN Norm nicht ausreichend für Fotos und Videoinhalte

Leider wurde die DIN seit vielen Jahren nicht bzgl. des Anspruches der modernen Menschen und den Möglichkeiten der Technik angepasst. Der Kontrastfaktor 1:5 reicht leider lediglich dafür aus, eine schwarze Schrift auf einem weißen Hintergrund erkennbar darstellen zu können; Fotos oder Filme sind nur schwer zu erkennen und wirken kontrastlos und flau. Nach unseren Erfahrungen sollte z.B. für das Darstellen von Bewegtbildaufnahmen (Video / Filme) eher ein Faktor von 1:35 verwendet werden (der hellste Bildpunkt sollte somit 35-fach heller wie schwarze bzw. dunkle Bereiche sein), da in Videoaufnahmen kaum hellweiße Bildinhalte vorkommen, für eine gute Wahrnehmung aber ein gewisser Mindestkontrast erforderlich ist, um ausreichend Farb- und Graustufen wahrnehmen zu können.

Benötigte Leuchtdichte nicht in einem Projektor verfügbar

Bezogen auf unser obiges Beispiel wäre für eine Darstellung auf einer 5m² großen Bildfläche im 16:9 Format bei 1000 Lux Streulicht somit eine Leuchtdichte von 175.000 Ansi Lumen erforderlich. Somit müsste man drei der derzeit hellsten 60.000 Ansi Lumen Projektoren übereinander auf die 5 m² große Fläche projizieren lassen, um eine entsprechende Bildqualität zu erzielen.

Da dies weder ökonomisch noch ökologisch noch seitens des Strombedarfs, der Geräuschentwicklung, des Platzbedarfs für die drei großen Projektoren, etc. vertretbar ist, müssen wir prüfen, an welchen Stellen wir Parameter vorteilhaft verändern können, um unser Ziel einer gut wahrnehmbaren Projektion in einem Zelt möglichst einfach zu erreichen. Hierzu ist es erforderlich den bisher sehr einfachen Berechnungsweg um einen Parameter komplizierter zu gestalten, den sogenannten Gain Wert.

Was ist der Gain-Wert?

Der Gain-Wert beschreibt die Auswirkungen einer Oberfläche auf das auf sie auftreffende Licht. Normale weiße Leinwände haben einen Gainwert von 1.0, daher konnte dieser in der ersten Berechnung unberücksichtigt bleiben, denn ein Faktor von 1 verändert das Ergebnis nicht. Normale weiße Leinwände streuen das auf sie auftreffende Licht, egal aus welcher Richtung dies kommt, nahezu gleichmäßig in alle Richtungen. Stellt man sich die Leinwand beliebig klein vor (z. B. ein Bildpunkt), so wird das Licht an diesem Bildpunkt horizontal wie vertikal auf einen Bereich von jeweils 180° gestreut. Das gestreute Licht des Projektors leuchtet somit quasi die Innenfläche einer imaginären Halbkugel aus und wie wir uns alle noch gut aus der Schulzeit erinnern können, werden Kugeloberflächen sehr schnell sehr groß.

Folglich gelangt je nach Abstand der Betrachter von der Bildwand nur ein zig-Millionstel der aufprojizierten Leuchtdichte des Projektors in die Augen der Betrachter. Die restliche Leuchtdichte verpufft mehr oder weniger ungenutzt im Raum. Würde man eine Leistungsbilanz errechnen, so wäre eine riesige Ineffizienz das Ergebnis. Hinzu kommt dann aber noch der Faktor, dass die meisten hellen Flächen in der Projektionsumgebung sich ähnlich wie die weiße Bildfläche verhalten und somit ebenfalls auftreffendes Licht in alle Richtungen streuen, so dass neben dem Streulicht der Sonne auch das von der Leinwand erzeugte „Streulicht des Projektors“ nicht nur die Umgebung sondern auch die Leinwandoberfläche weiter aufhellt.

Betrachtungswinkel, Ausleuchtung, Outdoor Projektion bei Tageslicht im Freien, Beamer im Garten, Projektor auf Terasse, Beamer im Freien verwenden

Wie die Darstellung von einem Beamer im Freien optimieren?

Da nur ein zig-millionstel der aufprojizierten Leuchtdichte des Projektors sinnvoll verwendet wird, bietet sich an dieser Stelle ein sehr großes Potential für Optimierungsmöglichkeiten, vorausgesetzt die Leinwandoberfläche verwendet statt einer gleichmäßigen Streuung eine gezielte Reflexion mit Hauptaugenmerk auf den Bereich in dem die Betrachter sitzen, den sogenannten Hauptsichtbereich.

Licht besteht aus Wellen. Für eine gezielte Reflexion benötigen wir statt einer streuenden Oberfläche, eine Oberfläche die Wellen entweder hart direkt über sich selbst oder aber mit einer gewissen Streuung überwiegend innerhalb eines definierten Bereichs zurückreflektiert.

Wie funktionieren unsere Hellraumleinwände?

Bei unseren Gain 26 Hellraumleinwänden verwenden wir eine Kombination aus einem Wellenspiegel und einem Diffusor kombiniert mit einer speziellen Oberflächenform. Dieser spezielle Aufbau ermöglicht eine bis zu 26-fache Verbesserung der Leuchtdichtewirkung innerhalb des horizontal 90° sowie vertikal 15° großen Hauptbetrachtungsbereiches. Berücksichtigen wir diese Optimierung in unserem obigem Beispiel, so würden statt 175.000 Ansi Lumen nur noch 6.730 Ansi Lumen benötigt werden. Somit würde es ausreichen einen deutlich preiswerteren 10.000 oder 15.000 Ansi Lumen 2K Projektor aus unserem Mietgerätepool in Kombination mit einer 300 oder 320 cm breiten Gain 26 Hellraumleinwand zu verwenden, um in einem 1000 Lux hellen Zelt, Videoinhalte mit einem kontrastreichen Projektionsergebnis zu zeigen.

Kann ich selbst einfach bestimmen welche Technik ich benötige?

Wenn Sie ein Luxmeter oder ein Smartphone mit entsprechendem Sensor und einer LuxmeterApp haben, so können Sie am geplanten Aufstellungsort der Leinwand zu einem Zeitpunkt mit ähnlichem Lichteinfall eine Streulichtmessung durchführen und dann mit unserem Berechnungstool direkt die Bildqualität ermitteln, die Ihnen eine Kombination unserer Mietgeräte ermöglichen kann.

Wenn Sie den Nutzungsort nicht persönlich kennen, so kann Ihnen das SunCalc-Tool helfen, den Einfallswinkel der Sonne zum Zeitpunkt der Nutzung zu ermitteln. Das Streulicht sollte seitlich oder von der Rückseite der Leinwand her kommen. Es darf keines Falls aus der Richtung des Projektors auf die Leinwand fallen können, da es sonst ebenfalls mitverstärkt würde.

Wenn Sie für einen Public Viewing Event checken möchten, ob eine Satelliten-Empfang möglich sein müsste, so können Sie das Tool DishPointer verwenden. Natürlich stehen wir Ihnen gern für eine Vorabbesichtigung der Nutzungsumgebung zur Verfügung und messen für Sie vor Ort die Streulichtintensität, evaluieren den besten Aufstellungsort für die Leinwand und den Projektor, welches Objektiv und welche Signalstreckentechnologie zum Einsatz kommen sollte, damit beim Aufbau alles reibungslos abläuft und wir Ihnen ein verlässliches Angebot erstellen können.

Welche Voraussetzungen müssen für die Nutzung einer Hellraumleinwand erfüllt werden?

Aufgrund des gegenüber einer weißen Leinwand deutlich komplizierten Aufbaus, weisen Hellraumleinwände einen festen Aufbau auf und können nicht aufgerollt werden. Die Leinwände werden in Rollständern per LKW mit Ladebordwand bis möglichst dicht an den Nutzungsort herangefahren und von dort im Rollständer an den Nutzungsort gerollt. Soweit Durchgänge passiert werden müssen, so müssen diese mindestens 80cm breit und 210 cm hoch sein. Der Transportweg wie auch der Aufstellort müssen ausreichend tragfähig sein (Leinwand + Lift können je nach Größe zwischen 200 kg bis 700 kg wiegen).

Gibt es ähnliche Lösungen für mein Wohnzimmer?Revosoft CouchScreen Leinwand - die Leinwand für echtes Kinofelling dank kontrastreicher Darstellung in Wohnzimmern mit Restlicht

Für die Optimierung der Projektionsqualität in Wohnzimmern bieten wir unter der Bezeichnung CouchScreen Leinwand eine optimierte Hellraumleinwand mit deutlicher Schwarzwert- und Brillanzverbesserung an, die aufgrund Ihres speziellen Aufbaus besonders unempfindlich gegenüber seitlich einfallendem Licht reagiert und dadurch brillante und kontrastreiche Darstellung im Wohnzimmer über den ganzen Tag ermöglicht.

 


Kontaktdaten für den Bereich Veranstaltungstechnik


Lübeck Hamburg Hannover
Telefon 0451 80 90 3 - 240 040 822 436 - 0 0511 16 58 16 89
Telefax 0451 80 90 3 - 299 0451 80 90 3 - 299 0451 80 90 3 - 299
Email veranstaltungstechnik@revosoft.de veranstaltungstechnik@revosoft.de veranstaltungstechnik@revosoft.de


Alle Warenzeichen / Markennamen sind Eigentum der entsprechenden Rechteinhaber.

Beamer im Freien verwenden – wie erhalte ich eine gute Bildqualität? was last modified: April 16th, 2017 by Bodo Olschewski