上期內(nèi)容，我們分享了“人眼視覺特性”，通過此概念對“對比度”一詞進(jìn)行了深入了解。今天，我們來聊一聊“各種對比度”，和其在不同環(huán)境下的影響。

  01

  什么是對比度

  我們知道空間中的每個(gè)物體的每個(gè)點(diǎn)都有它自己的亮度值。如上圖從茶杯反射的光具有一個(gè)亮度值，從茶葉反射的光具有另一個(gè)亮度值，而從茶水反射的光又具有另一個(gè)亮度值。我們將這種亮度級別之間的差異稱為對比度。圖像或場景的最高亮度值(Brightness maximum)與最低亮度值(Brightness minimum)之間的比值就是對比度（Contrast）比值。

  即：C=Bmax /Bmin

 

  當(dāng)沒有差異時(shí)，就沒有對比度（如第下圖所示），沒有對比度，你就什么信息也得不到。

  當(dāng)差異像白色和黑色一樣鮮明時(shí)，圖像被認(rèn)為具有最大的對比度。純黑白圖像（沒有灰色陰影）具有最高的對比度。

 

  到這里我們就明白了對比度是用來解釋圖像最亮部分和最暗部分之間差異的值。

  然而，在任何給定的時(shí)間，眼睛只能看到1000:1對比度。這個(gè)范圍被稱為人眼的動(dòng)態(tài)對比度范圍或簡稱為人眼的動(dòng)態(tài)范圍，因?yàn)樗闹惦S著時(shí)間的推移而變化。

 

  02

  什么是投影機(jī)的對比度

  一款號稱具有極高動(dòng)態(tài)范圍的投影機(jī)可以測量7500:1的動(dòng)態(tài)對比度，同時(shí)提供1200:1的全開/全關(guān)對比度，和250:1的ANSI對比度，這么多對比度究竟是個(gè)什么玩意，弄暈?zāi)懔藛?？然后再來個(gè)RealBlack對比度7萬5:1或極致黑對比度10萬：1，是不是更暈了？ 明確的告訴你，這里面所有的這些對比度參數(shù)在會(huì)議室/報(bào)告廳使用時(shí)，通通都是沒用的參數(shù)，不要讓他干擾到你！無視它吧，把它扔進(jìn)垃圾桶里。

  為什么說這些參數(shù)都沒用，我們來看看這些參數(shù)都是怎么得來的？首先，所有這些對比度測量，都是基于全黑的環(huán)境下測量的結(jié)果，對比度就是最高亮度值與最低亮度值的比值。具體到投影機(jī)，也就是最白和最黑的比值，但是，投影機(jī)不像打印機(jī)一樣是減色法混色，可以的白紙上打印出黑色，投影機(jī)是加色法混色，它是無法投出黑色的，因此，投影機(jī)要出黑色，那就是不出光，不發(fā)亮，這樣在全黑的環(huán)境不就是顯得很黑了嗎？比如下面這樣的，不出光一片漆黑什么都看不到：

  說來容易做來難??！由于技術(shù)上各種各樣的原因，幾十年過去了，總之到目前為止，我們要讓投影機(jī)不出光不發(fā)亮的時(shí)候還是沒辦法讓他完全不發(fā)光不發(fā)亮。事實(shí)上我們不想讓投影機(jī)發(fā)光的時(shí)候它是這樣子的：

  它總是有那么一些光線忍不住要泄漏出來驅(qū)散我們在黑暗中的恐懼。這個(gè)時(shí)候我們就拿照度計(jì)測一下這漏光的照度值，比如得到10lux，再測一下最亮的白光照度值，比如是12000lux，那么聰明的你肯定就知道它的對比度是12000/10=1200:1，這個(gè)1200:1就是所謂的“標(biāo)準(zhǔn)全開/全關(guān)對比度”，也叫全白/全黑對比度、靜態(tài)對比度、幀間對比度（電影機(jī)用）等等，都是一回事。

  你聰明的腦袋想了想，感覺不太對勁，我買來投影機(jī)投的畫面不可能要么黑的，要么白的，這樣屏幕上面什么信息都沒有，這個(gè)全開/全關(guān)對比度好像沒什么意義，除了能說明投影機(jī)漏光有多少之外。我的EXCEL表格、WORD文檔都是黑中有白字，白中有黑字。既然白中有黑，黑中有白，它們肯定會(huì)相互有影響。這就對了，你能想到的難道專家還會(huì)想不到嗎？于是就有了下面的ASNI對比度、也叫棋盤格對比度，幀內(nèi)對比度，它是這樣來測試的：

  投射一幅4x4方塊黑白相間的棋盤格畫面，分別測量每個(gè)白方塊的亮度和黑色方塊的亮度，然后再把白色方塊的亮度總和除以黑色方塊的亮度總和，就得出了“ANSI對比度“，你會(huì)發(fā)現(xiàn)因?yàn)楹诎字g的相互滲透，這個(gè)對比度數(shù)字更變得非常的低，只有200：1。這樣就可以說明圖像有黑有白有彩色的時(shí)候，白的亮度是最多只能是黑的200倍。  那么你又會(huì)問了，那7500:1這么高的動(dòng)態(tài)對比度又是怎么來的，在實(shí)際當(dāng)中能有什么作用？還是那句話，在會(huì)議室/報(bào)告廳沒有任何作用，無視它的存在就行了。這樣說你心里肯定不服氣，為了讓你心服口服，我決定告訴你真相。真相就是廠家都知道你們這些消費(fèi)者搞不懂這么專業(yè)的術(shù)語，花同樣的價(jià)錢，你肯定就會(huì)想買參數(shù)高的，越高越好，這樣顯得錢就花得越值。把對比度調(diào)高不就是把全黑時(shí)的漏光弄得越?。ǚ帜冈叫?，分子不變），這樣數(shù)字不會(huì)越大了嘛。于是吧，各廠家就八仙過海，各顯神通，想盡各種辦法減小投射全黑畫面時(shí)漏光，比如A廠家把投影機(jī)光路里加個(gè)光圈，當(dāng)你要輸出黑色的時(shí)候我就縮小光圈，輸出全黑的時(shí)候就把光圈縮到最小，這樣漏光不就小多了嗎，原來10lux漏光經(jīng)我這么一折騰，就只有2lux,，對比度馬上就變成12000/2=6000：1，這真是一個(gè)聰明的辦法！

  又比如B廠家檢測分析你要輸出的視頻/圖像，你要輸出越多的黑色，我就減小越多的激光光源的亮度，要是輸出全黑的畫面，我就把激光光源輸出功率調(diào)到最低，燈泡亮度還怕你降不了下來？漏光還怕小不了？原來10lux漏光經(jīng)我這么一折騰，就只有1.6lux,對比度馬上就變成12000/1.6=7500：1。這招看著貌似也是個(gè)好辦法！這個(gè)就是所謂的動(dòng)態(tài)對比度。更有甚者，嫌調(diào)低光源功率還不夠，我干脆把12顆光源燈珠給你關(guān)掉10顆，再把你光圈調(diào)光到小，怎么樣，漏光小到0.12lux，這個(gè)時(shí)候?qū)Ρ榷扔至ⅠR飆升到12000/0.12=10萬:1，這說是所謂的“極致黑“！這就是所謂的”realback“技術(shù)！等等，這個(gè)對比度數(shù)字高不高，花同樣的錢，買了這么高對比度投影機(jī)，圖像質(zhì)量肯定特棒，肯定比那個(gè)對比度只有1000：1的投影機(jī)強(qiáng)太多了，超值吧？！你要這么想，我一巴掌拍死你！你連門都沒摸著，還號稱專業(yè)人士。你時(shí)刻要知道，這些這么高的對比度數(shù)字都是在全黑的環(huán)境下測得的。你的會(huì)議室/報(bào)告廳是難道是跟電影院一樣全黑的，拉上窗簾關(guān)了所有的燈開會(huì)嗎？那就看電影好了，還開什么會(huì)，報(bào)什么告？通常會(huì)議室/報(bào)告廳明亮得很，這些這么高的對比度數(shù)字，然而并沒有什么卵用。我們已經(jīng)知道投影機(jī)實(shí)際上并不能輸出黑色，之所以會(huì)覺得投影機(jī)能投出黑色是因?yàn)橥队皺C(jī)輸出了更亮的白色，根據(jù)人眼的視覺特性，人眼在某一時(shí)刻所能感受到的主觀亮度是以此平均亮度為中心，在較小的亮度范圍內(nèi)就會(huì)有黑——白的感覺，而不是由絕對亮度來決定黑白感覺。

 

  03

  環(huán)境光對投影內(nèi)容有什么影響？

  會(huì)議室不可能是全黑的環(huán)境，環(huán)境光是房間中投影所不需要的光，它會(huì)以負(fù)面的方式影響投影。環(huán)境光可以來自房間內(nèi)的任何光源，如頂燈、燈具、窗戶、從發(fā)光表面反射的光線等。在投影機(jī)沒有投射畫面之前，屏前的環(huán)境光照度就是最低的照度，落在投影屏幕上的環(huán)境光將與投影機(jī)發(fā)出的光相競爭，從而沖淡圖像對比度、色彩飽和度和動(dòng)態(tài)范圍。投影機(jī)投射畫面后最亮的亮度，跟屏前環(huán)境光照度的比值，就是圖像的對比度，這個(gè)才是真正我們想要的對比度數(shù)字。在明亮的環(huán)境下，那些各種各樣的超高對比度數(shù)據(jù)已經(jīng)失去了達(dá)到那些驚人數(shù)字的前提條件。以下圖片說明了環(huán)境光如何影響投影屏幕屏幕上圖像對比度。

    看這些圖片你就會(huì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)圖像對比度達(dá)到50:1以上的時(shí)候，你已經(jīng)很難在全黑和黑之間辨別它們的差異了。實(shí)際上自然界中白石膏的反射系數(shù)最大,可達(dá)100%，黑絨的反射系數(shù)最小，只有1%。可見,大部分景物的對比度不超過100。當(dāng)平均亮度適中時(shí), 人眼能分辨的最大亮度與最小亮度之比為1000:1; 這也稱為人眼的動(dòng)態(tài)對比度，而當(dāng)平均亮度很低時(shí), 這個(gè)比值只有10:1 。 如果屏前亮度是l00lux,要達(dá)到7:1的圖像對比度，那么投影機(jī)投在屏幕上每平米的亮度需要700lux,如果屏幕是150”（16：10 ，3.2米x2米）的話，那么投影機(jī)的鏡頭前的真實(shí)輸出亮度需要達(dá)到700 X 6.4=4480流明以上才能滿足需求。如果你希望能看到更多的細(xì)節(jié)和層次，那就需要更高的圖像對比度，也就是需要投影機(jī)有更高的亮度輸出。

 

  04

  動(dòng)態(tài)對比度功能究竟有沒有用？

  深入了解后你就會(huì)發(fā)現(xiàn)，在ANSI對比度測試中，動(dòng)態(tài)對比度這個(gè)功能是不會(huì)起任何作用的，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候需要最亮的白光輸出，有最亮白光輸出的時(shí)候，光圈是開到最大的，而不會(huì)減小，也就是你如果投影的是WORD或EXCEL之類的黑白文檔或表格的時(shí)候，動(dòng)態(tài)對比度幾完全乎不起作用，此外，在高亮的彩色圖像輸出的時(shí)候，對態(tài)對比度也不會(huì)起作用。動(dòng)態(tài)對比度真正會(huì)起作用的時(shí)候是用于播放大部分黑暗視頻場景或圖片的時(shí)候，此時(shí)投影機(jī)會(huì)降低亮度輸出，使用漏光更小，使黑色沉得更深沉，但是，要記住，這僅限于幾乎全黑的環(huán)境中使用。如果在較為明亮的環(huán)境中開啟動(dòng)態(tài)對比度功能，當(dāng)投射較暗畫面的時(shí)，我們來看看會(huì)發(fā)生什么？

  由于開啟了動(dòng)態(tài)對比度功能，投影機(jī)檢測到了暗場畫面，于是大幅降低了亮度輸出，圖像對比度大幅下降，畫面幾乎丟失了層次和細(xì)節(jié)。因此，在較為明亮的環(huán)境中投影機(jī)，切記不要開啟動(dòng)態(tài)對比度功能。

 

  需要忽略誤導(dǎo)性對比度規(guī)格

  你可以有一臺具有很低全開/全關(guān)的對比度規(guī)格的投影機(jī)，但它有缺有很高的ANSI對比度。你把一個(gè)動(dòng)態(tài)對比度2萬:1的A投影機(jī)和50萬:1的B投影機(jī)放在一起比較圖像的時(shí)候，你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)A投影機(jī)的黑明顯比B投影機(jī)要更深沉得多，不要驚訝，這是常有的事。換句話說，動(dòng)態(tài)對比度和全開/全關(guān)對比度規(guī)格是出了名的會(huì)誤導(dǎo)人。它們幾乎不會(huì)告訴你平均視頻圖像的樣子。如果每個(gè)廠家都發(fā)布ANSI對比度，這對于消費(fèi)者來說是非常有幫助的。但是，普通消費(fèi)者對各種對比度的區(qū)別幾乎一無所知，毫無疑問，他們只想要盡可能高的對比度數(shù)字。因此，對于大部分廠家來說，標(biāo)明ANSI對比度是致命的，除非廠家迫切希望破產(chǎn)。這也是為什么大部分廠家不標(biāo)明ANSI對比度的原因。廠家非常明白消費(fèi)者對對比度規(guī)格的敏感性，因此為了保持產(chǎn)品的競爭力，他們不得不將對比度規(guī)格提升到荒謬的水平。全開/全關(guān)對比度和動(dòng)態(tài)對比度規(guī)格實(shí)際上對于消費(fèi)者理解顯示的圖片/視頻的質(zhì)量幾乎沒什么作用，更高的全開/全關(guān)對比度并不意味著有更多的灰階、更平滑的色彩過渡，絕對不能簡單的用來比較投影機(jī)。因此，請忽略你今天所看到的對比度規(guī)格。我們來看一下在剛發(fā)布的國家標(biāo)準(zhǔn)GBT 36617-2018《 數(shù)字影院質(zhì)量 銀幕亮度、色度和均勻度》中對各種對比度的要求。專業(yè)影院對投影機(jī)的要求是非常高的，你會(huì)發(fā)現(xiàn)這里根本就沒有所謂的動(dòng)態(tài)對比度。

  我們知道電影院里放映電影時(shí)除了一些必要的安全出口指示照明會(huì)發(fā)出微弱的光線之外，可以說非?；璋档膱鏊瑯?biāo)準(zhǔn)里只要求順序?qū)Ρ榷龋◣g對比度、全開/全關(guān)對比度）達(dá)到1200:1，因?yàn)槿搜墼谌魏谓o定的時(shí)間，眼睛只能看到1000:1對比度，這樣就會(huì)有全白/全黑的感覺。我們知道自然界中大部分景物的對比度不超過100，對于幀內(nèi)對比度（ANSI對比度），也就是同一幀（幅）畫面之內(nèi)的黑白對比度達(dá)到只要求達(dá)到80:1即可還原出幾乎所有物體的層次和細(xì)節(jié)。

 

  我們家的投影機(jī)120萬對比度，無懼環(huán)境光干擾！

 

  小編

  怎么樣，你沒忍住笑了吧？

  就是這么赤裸裸的欺負(fù)消費(fèi)者不懂對比度！??！

  真是武功再高，也怕菜刀，亂刀砍死老師父

  對比度再高，也怕環(huán)境光，屏前雜亂環(huán)境光淹死了對比度