Stacking (mehrere Projektoren deckungsgleich übereinander)

Beim Stacking werfen zwei oder mehr Projektoren dasselbe Bild deckungsgleich auf dieselbe Fläche. Anders als beim Edge Blending, wo jedes Gerät seinen eigenen Ausschnitt einer größeren Fläche beleuchtet, liegen hier alle Bilder übereinander: Die Fläche bleibt, die Lichtmenge darauf steigt.

Ausführliche Erklärung

Was sich addiert — und was das wert ist

Zwei Lichtströme auf derselben Fläche addieren sich. Wirft ein zweiter, baugleicher Projektor deckungsgleich mit, verdoppelt sich die Leuchtdichte des weißen Bildes. Ein drittes Gerät fügt denselben Betrag noch einmal hinzu, hebt die vorhandene Leuchtdichte damit aber nur noch um die Hälfte — der spürbare Gewinn wird mit jedem weiteren Gerät kleiner, während Aufwand und Fehlerquellen gleich bleiben. Für den Ausgangspunkt der Rechnung gilt dabei dieselbe Vorsicht wie sonst: Wie belastbar die Lumenzahl eines Geräts ist, steht bei den Helligkeitsangaben.

Der Seheindruck folgt dieser Verdopplung nicht linear. Die doppelte Leuchtdichte wirkt deutlich weniger als doppelt so hell — in der Fotografie ist derselbe Sprung genau eine Blendenstufe. Das ist kein Argument gegen das Verfahren, aber es setzt die Erwartung richtig: Ein Bild, das spürbar zu dunkel ist, rückt durch ein zweites Gerät um eine Stufe nach oben und ist damit noch lange nicht hell. Fehlen zwei oder drei Stufen, ist die Bildfläche zu groß oder die Lichtquelle zu schwach, und beides löst ein zweites Gerät nicht.

Wo die Leuchtdichte am Sitzplatz überhaupt landen soll, steht bei der Zielleuchtdichte; wie viel Licht die Fläche dafür braucht, hängt an ihrer Größe, am Projektionsverhältnis und am Gain der Leinwand.

Warum der Kontrast nicht mitwächst

An dieser Stelle entscheidet sich, für welchen Raum das Verfahren taugt. Ein Projektor kann Schwarz nicht abschalten: Auch bei schwarzem Bild verlässt Restlicht das Objektiv, und daran hängt im abgedunkelten Raum der Schwarzwert. Stehen zwei Geräte übereinander, addiert sich dieses Restlicht genauso zuverlässig wie das Licht im weißen Bild. Weiß verdoppelt sich, Schwarz verdoppelt sich, und das Verhältnis der beiden — der native oder On/Off-Wert des Kontrastverhältnisses — bleibt exakt, wo es war.

Der In-Bild-Kontrast fällt sogar zurück, und dafür gibt es drei Gründe. Jedes Gerät bringt sein eigenes Streulicht in der Optik mit, und beide Anteile landen auf derselben Fläche. Zwei Bilder liegen nie perfekt deckungsgleich; die verbleibende Abweichung weicht Hell-Dunkel-Kanten auf, und aufgeweichte Kanten sind genau das, was der In-Bild-Kontrast misst. Und das doppelte Licht auf der Leinwand nimmt auch den Rückweg doppelt: über Wände, Decke und Boden zurück auf die Bildfläche.

Damit ist die Aufgabenteilung klar. Stacking hilft, wenn Fremdlicht im Raum steht oder die Fläche groß ist und schlicht Lichtmenge fehlt — im Wohnzimmer bei Tag, im Mehrzweckraum, bei einer sehr breiten Leinwand. Im dunklen, dunkel ausgekleideten Heimkino hilft es nicht: Dort ist die Lichtmenge selten die knappe Größe, und die Grenze setzt das Schwarz. Ein zweites Gerät verschiebt beide Enden der Skala gleichzeitig nach oben und lässt den Bildeindruck, wo er war.

Deckungsgleich heißt: auf den Bildpunkt genau

Zwei Bilder gelten als deckungsgleich, wenn ihre Bildpunkte übereinanderliegen — mit einer Abweichung in der Größenordnung eines einzigen Bildpunkts. Wird diese Genauigkeit verfehlt, entsteht kein zweites sichtbares Bild, sondern ein weicher Schleier an jeder Kante: Das Bild verliert Definition, obwohl beide Geräte für sich scharf stehen.

Ausgerichtet wird in zwei Stufen. Grob geschieht das mechanisch über die Aufstellung und optisch über Lens Shift und Zoom, weil optische Mittel keine Bildpunkte kosten. Der Rest ist elektronische Geometriekorrektur — dasselbe Warping, das auch im Blending-Aufbau arbeitet. Nur zahlt es hier denselben Preis wie dort: Jede Neuberechnung des Bildes kostet Fläche und Schärfe. Ein Aufbau, der die Deckung überwiegend elektronisch herstellt, gibt einen Teil des Gewinns wieder her, für den er gebaut wurde.

Und die Ausrichtung muss bleiben. Eine Genauigkeit im Bereich eines Bildpunkts hält nur, wenn Halterung und Untergrund sie halten: Ein Deckenaufbau, der sich mit der Temperatur bewegt, eine Ständerwand, die auf Trittschall reagiert, ein Objektiv mit motorischer Verstellung, das seine Position beim Einschalten neu anfährt — jeder dieser Wege führt aus der Deckung heraus. Die Nachjustage gehört deshalb in den Wartungsplan, bevor der zweite Projektor gekauft wird.

Zwei Lichtquellen altern verschieden

Zwei Geräte desselben Typs sind ab Werk nicht identisch, und ihre Lichtquellen verlieren unterschiedlich schnell an Helligkeit und verschieben sich unterschiedlich in der Farbe — bei Laserlichtquellen langsamer als bei Lampen, aber nicht gar nicht. Im Stacking wird dieser Unterschied sichtbarer als bei zwei getrennten Bildern, weil beide Beiträge auf derselben Fläche gemittelt werden: Ein Farbversatz zwischen den Geräten erscheint als Farbstich des gemeinsamen Bildes und lässt sich nirgends mit einem korrekten Nachbarbild vergleichen. Wo zwei getrennte Bilder nebeneinander stehen, fällt derselbe Versatz auf und ist zuzuordnen; im gestapelten Bild wirkt er wie eine Eigenschaft der Kette. Der Abgleich über Farb- und Helligkeitsregelung hält deshalb nicht dauerhaft und muss in Abständen wiederholt werden.

Ein Bild braucht einen Takt

Zeigen zwei Projektoren dasselbe Vollbild zu leicht verschiedenen Zeitpunkten, steht ein bewegtes Objekt in den beiden Beiträgen an leicht verschiedenen Stellen. Ruhende Bildteile bleiben sauber, Bewegung bekommt eine Doppelkontur, die mit der Geschwindigkeit wächst. Die Bindung beider Geräte an eine gemeinsame Referenz heißt Genlock und ist im Stacking Voraussetzung und keine Feinheit — anders als beim Edge Blending, wo der Versatz nur im schmalen Nahtstreifen auffällt.

Häufiges Missverständnis

„Zwei Projektoren geben doppelt so viel Licht" stimmt und beantwortet trotzdem die falsche Frage. Verdoppelt wird die Lichtmenge; verdoppelt wird damit auch das Restlicht, und der Kontrast bleibt. Wer im abgedunkelten Heimkino ein flaues Bild hat, hat fast nie ein Helligkeitsproblem — er hat ein Schwarzwert- oder ein Raumproblem, und beide werden vom zweiten Gerät eher schlechter.

Der zweite Irrtum verwechselt Stacking mit Redundanz. Zwei Geräte, die gemeinsam ein Bild erzeugen, sind keine Ausfallsicherung: Fällt eines aus, ist das Bild halb so hell und die Farbabstimmung dahin. Eine echte Reserve ist ein zweites Gerät, das im Normalbetrieb dunkel steht und umgeschaltet wird — ein anderer Aufbau mit anderer Halterung und anderen Kosten.

Der dritte Irrtum hält Stacking für die billigere Antwort auf einen zu schwachen Projektor. Zum zweiten Gerät kommen die zweite Halterung, die zweite Bildleitung, die zweite Stromversorgung, die Abwärme, die Einrichtzeit und die wiederkehrende Nachjustage. In den meisten Wohnraum-Aufbauten liegt ein einzelnes lichtstärkeres Gerät darunter, und es macht keine der zusätzlichen Baustellen auf.

Nicht zu verwechseln mit

• Edge Blending: Mehrere Projektoren erzeugen eine größere Fläche, ihre Ränder überlappen und werden ineinander geblendet. Dort wächst die Fläche mit der Lichtmenge, hier bleibt sie — siehe Warping und Edge Blending.
• Dualprojektion für passives 3D: Ebenfalls zwei deckungsgleiche Geräte, aber mit je eigenem Bildinhalt und gegenläufiger Polarisation, eines je Auge. Der Aufbau sieht gleich aus, das Ziel ist die Kanaltrennung.
• Redundanzaufbau: Ein zweites Gerät als Reserve, das im Normalbetrieb dunkel bleibt. Es liefert Verfügbarkeit und kein Licht.
• Konvergenzfehler eines einzelnen Geräts: Die farbigen Doppelkonturen eines Drei-Chip-Projektors sehen den Deckungsfehlern eines Stacking-Aufbaus ähnlich, entstehen aber im Gerät selbst.
• Bildskalierung: Sie passt die Punktzahl der Quelle an den Bildgeber an und hat mit der Zahl der Geräte nichts zu tun — siehe Bildskalierung.

In der Planung

Ein Wohnzimmer-Heimkino mit 3,5 Meter breiter Leinwand und zwei großen Fenstern: Am Abend stimmt das Bild, bei Tageslicht wirkt es blass. Der Vorschlag im Raum lautet, einen zweiten baugleichen Projektor dazuzustellen.

Vor der Gerätefrage steht, wofür der Raum bei Tag gebraucht wird. Läuft dort Sport und Fernsehen unter Restlicht, ist Helligkeit tatsächlich die knappe Größe — und dann ist Stacking ein zulässiger Weg, weil der Kontrastverlust unter Fremdlicht ohnehin vom Raum bestimmt wird. Geht es dagegen um den Film am Abend, ist die Diagnose falsch: Bei Dunkelheit begrenzt der Schwarzwert, und ein zweites Gerät hebt ihn an.

Erst danach die Verfahrensfrage, und dort steht Stacking nicht allein. Vor dem zweiten Gerät gehören drei Wege durchgerechnet: die Bildfläche kleiner ansetzen, was besonders wirksam ist, weil die Fläche mit dem Quadrat der Bildbreite wächst und die Leuchtdichte entsprechend fällt; eine Leinwand mit höherem Gain oder eine ALR-Leinwand, die das Fremdlicht am wirksamsten Ort bekämpft; oder ein einzelnes lichtstärkeres Gerät. Jeder dieser Wege verändert genau eine Größe, während der zweite Projektor Deckung, Farbabgleich und Bildtakt zugleich aufmacht.

Die Gerätefrage steht ganz am Schluss. Brauchbar sind dann die Punkte, an denen ein Stacking-Aufbau tatsächlich scheitert: ob die Geräte einen gemeinsamen Bildtakt annehmen, wie fein sich Geometrie und Farbe angleichen lassen, ob die Objektivverstellung ihre Position nach dem Einschalten wiederfindet und ob eine Halterung existiert, die zwei Geräte im Bildpunkt-Bereich zueinander stabil hält.

Verknüpfte Inhalte

Der andere Mehrprojektor-Aufbau steht bei Warping und Edge Blending, dort auch das Werkzeug für die feine Deckung. Warum das addierte Restlicht so schwer wiegt, lässt sich am Schwarzwert und am Kontrastverhältnis nachlesen. Wie viel Licht die Fläche braucht, hängt an Zielleuchtdichte, Projektionsverhältnis und Leinwand-Gain; was die Lumenzahl im Datenblatt wert ist, steht bei den Helligkeitsangaben. Den gemeinsamen Bildtakt behandelt Genlock, die Alterung der Lichtquelle die Laserlichtquelle.

Quellen

Die Seite steht auf photometrischen Grundlagen — Lichtströme addieren sich auf derselben Fläche, und das gilt für das Restlicht im schwarzen Bild genauso wie für das Licht im weißen. Die daraus folgende Aussage zum Kontrast leitet sich aus den bereits geführten Erklärungen zu Schwarzwert und Kontrastverhältnis ab; der Mehrprojektor-Betrieb mit Farbabgleich, Bildtakt und mechanischer Haltbarkeit ist im Eintrag zu Warping und Edge Blending an Herstellerdokumentation belegt und hier auf den deckungsgleichen Aufbau übertragen.