Lens Shift

Lens Shift verschiebt das projizierte Bild gegenüber der optischen Achse, indem das Objektiv quer zu dieser Achse bewegt wird. Das Gerät bleibt dabei gerade ausgerichtet, der Abstand zur Bildfläche ändert sich nicht, und es geht kein Bildpunkt verloren.

Ausführliche Erklärung

Angegeben wird der Bereich als Prozentsatz der Bildgröße: vertikal bezogen auf die Bildhöhe, horizontal auf die Bildbreite. In der üblichen Lesart bedeutet eine Angabe von 60 Prozent vertikal, dass die Bildmitte um 60 Prozent der Bildhöhe über oder unter der Objektivachse liegen darf — verbindlich ist das nicht, denn die Bezugsgröße wird nicht einheitlich gehandhabt. Der Wert beschreibt also eine Montagetoleranz: Er sagt, wie weit die Bildmitte von der Objektivachse abweichen darf, und damit, welche Montagepositionen für ein bestimmtes Bild überhaupt in Frage kommen.

Drei Einschränkungen gehören zur Angabe dazu.

Erstens sind vertikaler und horizontaler Versatz nicht unabhängig voneinander. Wer den vertikalen Bereich voll ausreizt, hat horizontal kaum noch Spielraum. Hersteller bilden das meist als Diagramm ab, und die beiden Maximalwerte aus dem Datenblatt gelten jeweils nur, wenn die andere Achse in der Mitte steht.

Zweitens hängt der nutzbare Bereich an der Zoomstellung. Objektiv und Verschiebemechanik arbeiten zusammen, und der verfügbare Versatz ändert sich, wenn Du zoomst. In welche Richtung, lässt sich nicht allgemein sagen: Konstruktionsunterlagen der Objektivhersteller beschreiben beide Fälle — Rechnungen, bei denen der Versatz am Weitwinkel-Ende einbricht, weil der Bildkreis dort klein ist, und ebenso Rechnungen, die im Weitwinkel gerade mehr Versatz zulassen. Das ist eine Eigenschaft des einzelnen Objektivs, keine der Bauart.

Praktisch wichtig wird das, weil eine zweite Regel in dieselbe Stellschraube greift: Ein Zoomobjektiv gibt am Weitwinkel-Ende mehr Licht ab als am Tele-Ende, weshalb für die Bildhelligkeit eine möglichst weitwinklige Stellung empfohlen wird — siehe Zoom und Overscan. Wer nun zugleich den Shift ausreizt, stellt zwei Anforderungen an dieselbe Objektivstellung. Ob ein Gerät beides gleichzeitig kann, steht im Shift-Diagramm, abgelesen bei genau der Zoomstellung, die der geplante Aufbau braucht. Die beiden Maximalwerte des Datenblatts reichen dafür nicht aus. Bei einer winkelselektiven Leinwand kommt eine dritte Anforderung an dieselbe Objektivstellung dazu; wie sie sich zu den beiden anderen verhält, führt Wurfweite, Lens Shift und Einfallswinkel aus, und die Rechnung dahinter steht beim Einfallswinkel des Projektorlichts an der Bildmitte.

Drittens kostet die Ausnutzung Bildqualität. Ein Objektiv ist um seine Achse herum am besten korrigiert; je weiter das Bild aus der Mitte geschoben wird, desto eher zeigen sich Unschärfe zu den Ecken hin, Helligkeitsabfall am Rand und Farbsäume. Hersteller sagen das in ihren Anleitungen auch offen — Epson weist die Anwender darauf hin, dass das Bild in der Grundstellung des Objektivs am klarsten ist. Für die Planung heißt das: Ein Aufbau, der den Bereich etwa zur Hälfte nutzt, steht besser da als einer, der ihn ausschöpft.

Lens Shift und die elektronische Trapezkorrektur greifen an verschiedenen Stellen an. Lens Shift arbeitet optisch: Es bewegt Licht, und das Signal bleibt unangetastet. Die Trapezkorrektur arbeitet im Signal. Sie rechnet das Bild so um, dass es auf der schräg getroffenen Fläche wieder rechteckig erscheint — und dafür muss sie es neu abtasten.

Das lässt sich am Bildpunkt nachvollziehen. Der Projektor hat eine feste Anzahl physikalischer Bildpunkte in festem Raster. Die Trapezkorrektur schiebt und staucht das Bild so, dass ein Bildpunkt des Signals nun zwischen zwei physikalischen Bildpunkten zu liegen kommt. Weil er dort nicht dargestellt werden kann, wird sein Helligkeits- und Farbwert auf die benachbarten Bildpunkte aufgeteilt. Aus einer scharfen Kante werden so zwei halbhelle Punkte. Weil das Bild außerdem in die Fläche des Rasters hineingestaucht wird, bleiben am Rand Bildpunkte ungenutzt: Die tatsächlich dargestellte Auflösung liegt unter der des Geräts. Sichtbar wird beides als weicheres Bild und als unruhige Diagonalen und Schriftkanten.

Wird die Trapezkorrektur nötig, ist das eine Aussage über die Montage und nicht über das Gerät: Die Position stimmt nicht. Für den mobilen Einsatz ist die Funktion trotzdem sinnvoll gebaut — im Besprechungsraum, im Klassenzimmer, beim Projektor, der abends auf den Tisch gestellt wird, ist ein leicht weiches Bild allemal besser als ein schiefes. Im geplanten Heimkino gilt das nicht. Dort steht die Montageposition zur Disposition, solange gebaut wird, und ein Aufbau, der ohne Trapezkorrektur nicht rechteckig wird, ist nicht fertig geplant. Die Antwort ist dann eine andere Halterung, ein anderer Montagepunkt oder ein Gerät mit größerem Shift-Bereich.

Häufiges Missverständnis

Lens Shift und Keystone werden regelmäßig für dasselbe gehalten, weil beide das Bild an die richtige Stelle bringen. Unterscheiden lassen sie sich an ihrem Preis: Lens Shift kostet keine Auflösung, die Trapezkorrektur kostet welche. Wer die Wahl hat, nimmt deshalb den optischen Weg; wer sie nicht hat, ändert besser die Montage, statt elektronisch zu korrigieren.

Hartnäckiger ist die Vorstellung, der Bereich sei ein Qualitätsmerkmal: viel Shift, gutes Gerät. Er sagt nur, wie tolerant die Aufstellung sein darf. Ausgereizt wird er zum Nachteil, und bei Ultrakurzdistanz-Geräten gibt es ihn oft gar nicht — dort steht die Position fest, und die Feinjustage passiert über die Aufstellfläche selbst. Bei dieser Bauform folgt der fehlende Lens Shift aus der Geometrie und zählt deshalb nicht als Schwäche des Geräts.

Nicht zu verwechseln mit

• Projektionsverhältnis: Beantwortet, wie weit das Gerät für eine bestimmte Bildbreite entfernt stehen muss — also den Abstand entlang der Blickachse. Lens Shift beantwortet die zweite Hälfte der Montagefrage: wie weit das Gerät quer dazu daneben oder darüber sitzen darf, ohne dass das Bild seine Lage verliert.
• Trapezkorrektur: Elektronische Entzerrung eines schief geworfenen Bildes. Sie kostet Auflösung und Schärfe, der optische Versatz nicht.
• Offset: Der fest eingebaute Versatz, den der Konstrukteur festgelegt hat. Er bestimmt die Grundstellung; der Lens Shift ist der Bereich, in dem sich das Bild von dort aus noch bewegen lässt. Bei Geräten mit beidem wird zuerst der Offset bereinigt und erst danach der Shift angesetzt.
• Zoom: Verändert die Bildgröße bei gleichem Abstand, nicht ihre Lage.

In der Planung

Ein Wohnzimmer mit Deckenbalken, der Projektor soll an die Decke. Die Bildoberkante liegt bei 2,10 Metern, die Decke bei 2,60, und der einzige tragfähige Punkt für die Halterung liegt seitlich versetzt neben der Bildmitte.

Zuerst die Konzeptfrage: Steht die Bildlage fest, oder darf sie sich bewegen? Ist sie gesetzt — und im Heimkino ist sie das meistens, weil sie am Sitzabstand und am Sichtwinkel hängt —, wird daraus die Verfahrensfrage: Welcher Montagepunkt liegt innerhalb des Shift-Fensters, das ein Gerät mitbringt? Der seitliche Versatz und der Höhenunterschied müssen gemeinsam hineinpassen, nicht einzeln, denn beide Achsen begrenzen sich. Dann erst das Modell — eines mit Reserve im Bereich statt auf eines, das den Punkt gerade eben erreicht.

Verknüpfte Inhalte

Ist eine ALR-Leinwand geplant, engt sie die Montagepositionen stärker ein als der Shift-Bereich selbst — die Begründung steht bei Wenn der Lens Shift gegen die ALR-Leinwand arbeitet. Der fest eingebaute Gegenpart ist der Offset — er legt fest, wo das Bild ohne jeden Shift liegt, und ist der häufigste Grund für falsch gerechnete Montagehöhen. Wie weit ein Projektor für eine bestimmte Bildbreite entfernt stehen muss, klärt das Projektionsverhältnis; warum bei Ultrakurzdistanz-Geräten die Aufstellung besonders empfindlich ist, der Laser TV und die ALR-Leinwand. Wie groß das Bild für einen gegebenen Sitzabstand sein soll, steht beim Sichtwinkel. Dass motorisierte Geräte eine eingestellte Objektivlage samt Zoom und Fokus speichern und wieder abrufen können, beschreibt der Objektivspeicher.

Quellen

Die Angaben zu Bereichen, Diagrammen und zum Zusammenspiel mit dem Zoom folgen Herstellerunterlagen.