Wenn der Lens Shift gegen die ALR-Leinwand arbeitet

Ein großer Lens-Shift-Bereich und eine ALR-Leinwand sind einzeln jeweils ein Gewinn, zusammen aber ein Zielkonflikt. Der Shift-Bereich erweitert die möglichen Montagepositionen; die winkelselektive Oberfläche der ALR-Leinwand verengt sie wieder. Wer beides plant, ohne die Reihenfolge zu beachten, montiert den Projektor an einen Punkt, den das Gerät zulässt und die Leinwand bestraft.

Warum sich die beiden widersprechen

Eine ALR-Leinwand erreicht ihren Kontrastgewinn über eine optische Struktur, die auf eine bestimmte Projektionsgeometrie gerechnet ist. Bei einer Leinwand für den klassischen Projektor bedeutet das: Licht, das ungefähr aus der Blickrichtung des Zuschauers kommt, wird zum Sitzbereich zurückgeworfen; Licht aus anderen Winkeln — von der Seite, von der Decke — wird abgewiesen.

Der Lens Shift macht das Gegenteil zur Bedingung. Er existiert, damit das Gerät eben nicht auf der Achse sitzen muss. Je weiter Du ihn nutzt, desto schräger trifft das Projektorlicht auf die Struktur, für die es eigentlich gedacht war.

Sichtbar wird das in drei Formen, und alle drei kommen gemeinsam:

• Ein heller Fleck auf der Objektivachse. Die Struktur wirft das Licht dorthin zurück, wo sie es erwartet. Bei ausmittiger Montage liegt dieser Bereich in Verlängerung des Objektivs und damit neben den Sitzplätzen; im Bild erscheint er als Hotspot.
• Ungleichmäßige Helligkeit über die Bildfläche. Der Einfallswinkel ist über die Bildhöhe hinweg nicht mehr annähernd gleich, also fällt auch der Gain unterschiedlich aus. Der obere Bildrand steht anders da als der untere.
• Weniger Gain als versprochen. Der Datenblattwert einer ALR-Leinwand gilt für die vorgesehene Geometrie. Außerhalb davon bleibt weniger Licht übrig, und der Kontrastvorteil, für den die Leinwand gekauft wurde, schrumpft.

Verschärfend wirkt der Gain selbst: Je stärker die Leinwand bündelt, desto schmaler ist das Fenster, in dem sie das tut. Eine ALR-Leinwand mit hohem Gain verzeiht deshalb weniger als eine mit moderatem.

Die Schwelle ist ein Winkel

In Prozent des Verstellbereichs lässt sich die Frage „wie viel Shift ist zu viel" gar nicht beantworten. Der Prozentwert beschreibt das Gerät; die Leinwand kennt nur den Winkel, unter dem das Licht sie trifft. Dieselben 50 Prozent vertikaler Shift ergeben bei kurzer Wurfweite einen steilen und bei langer Wurfweite einen flachen Einfallswinkel. Die Schwelle steht deshalb in Grad.

Gemeint ist der Einfallswinkel an der Bildmitte, also der Winkel zwischen dem Lichtweg vom Objektiv zur Bildmitte und dem Lot auf die Bildfläche. Er ergibt sich aus dem Höhenversatz zwischen Objektiv und Bildmitte und der waagerechten Wurfdistanz; den Rechenweg, die Planungsform über Projektionsverhältnis und Shift-Anteil sowie den Gültigkeitsbereich führt Einfallswinkel des Projektorlichts an der Bildmitte.

Für die Materialklassen veröffentlicht Elite Screens diese Grenzen:

Der AVITECT-Planungswert liegt bei 5 Grad. Das ist eine eigene Setzung mit Sicherheitsabstand und keine Herstellerangabe. In diesem Band planen wir, wo der Raum es zulässt: Es deckt den Normalfall des Deckenprojektors über der Bildoberkante ab und liegt unter jedem Herstellerlimit. Die 15 Grad sind die dokumentierte Obergrenze für winkelselektives Material, und darüber wird nicht geplant.

Zwei Einschränkungen gehören dazu. Das Datenblatt der gewählten Leinwand geht immer vor. Steht dort eine Zahl, gilt sie; die Werte oben sind der Rückfall für den häufigen Fall, dass der Hersteller dazu schweigt. Und die Zahlen gelten für den senkrechten Versatz. Seitlich planen wir strenger, weil die meisten ALR-Flächen auf eine Symmetrie um die senkrechte Mittelachse gerechnet sind.

Warum eine Grenze auf den Einfallswinkel auf der sicheren Seite liegt

Die Größe, an der die Helligkeit am Sitzplatz tatsächlich hängt, ist der Winkel zwischen der Spiegelrichtung des Projektorstrahls und der Blickrichtung des Zuschauers. Das European Digital Cinema Forum bezeichnet ihn als β, Da-Lite als bend angle, und der Halbwertswinkel im Datenblatt wird über genau diesen Winkel abgelesen.

Bei winkelselektivem Material fällt er an der Bildmitte höchstens so groß aus wie der Einfallswinkel: Der Zuschauer sitzt in aller Regel auf Höhe der Bildmitte oder darunter und rückt damit näher an die Spiegelrichtung heran. Eine Grenze auf den Einfallswinkel ist deshalb konservativ.

Bei retroreflektierendem Material kehrt sich das um. Dort zeigt die Reflexionskeule zum Projektor zurück, also nach oben, und ein tiefer sitzender Zuschauer entfernt sich davon; die beiden Winkel addieren sich. Daher stammt die engere Zahl von 10 Grad, und daher gelten retroreflektierende Flächen für Deckenprojektoren als die schlechtere Wahl.

Der Winkel hängt außerdem am Projektionsverhältnis, und das greift in die Gerätewahl früher ein, als es aussieht: Bei gleichem Höhenversatz wird er umso größer, je kürzer der Wurf. Wer den Projektor ans Weitwinkel-Ende stellt, um Lichtstrom zu gewinnen, verschlechtert damit den Einfallswinkel an der Leinwand. Diesen Zielkonflikt behandelt Wurfweite, Lens Shift und Einfallswinkel.

Die Planungsfolge kehrt sich um

Ohne ALR-Leinwand ist der Shift-Bereich die begrenzende Größe: Er sagt, welche Montagepunkte für die gewünschte Bildlage in Frage kommen. Mit ALR-Leinwand ist er es nicht mehr. Dann gibt die Leinwand den engeren Rahmen vor, und der Shift-Bereich des Geräts ist nur noch die äußere Schranke.

Daraus folgt eine Reihenfolge, die sich in der Praxis leicht umdreht:

1. Konzept: Braucht dieser Raum überhaupt eine ALR-Leinwand? Sie ist eine Antwort auf Fremdlicht. Lässt sich der Raum ordentlich abdunkeln, ist eine gewöhnliche Mattleinwand die bessere Wahl — sie stellt keine Bedingung an den Montagepunkt und zeigt keine Struktur.
2. Verfahren: Wenn ja, wo darf der Projektor dann stehen? Die zulässige Projektionsgeometrie der Leinwand gehört vor die Wahl der Halterung. Sie fällt in aller Regel enger aus als der Shift-Bereich des Geräts.
3. Gerät: Erst jetzt die Gerätewahl. Das Auswahlkriterium ist dann, welches Gerät die verlangte Position mit dem geringsten Shift erreicht — der größte Shift-Bereich hilft hier gerade nicht weiter.

Der dritte Punkt ist der eigentliche Bruch mit der Gewohnheit. Ein großer Shift-Bereich gilt beim Gerätekauf als Vorzug — bei geplanter ALR-Leinwand ist er ein Sicherheitsnetz, das man besser nicht braucht.

Grenzen und Sonderfälle

Ultrakurzdistanz ist ein anderer Fall, kein Gegenbeispiel. Ein Laser TV mit CLR-Leinwand arbeitet mit einer extrem ausmittigen Geometrie und funktioniert trotzdem — weil die Leinwand genau für diese Geometrie gebaut ist. Den Widerspruch erzeugt erst eine Ausmittigkeit, mit der die Leinwand nicht rechnet; Ausmittigkeit an sich ist unschädlich. Diese Geräte haben in der Regel gar keinen verstellbaren Shift, was die Frage praktisch erledigt.

Der horizontale Versatz wiegt meist schwerer als der vertikale. ALR-Oberflächen für den klassischen Projektor sind häufig auf eine Symmetrie um die vertikale Mittelachse gerechnet. Ein seitlich versetzter Projektor bricht diese Symmetrie, ein moderat höher hängender nicht im selben Maß.

Ein kleiner Shift ist unproblematisch. Zur Warnung gehört das Maß: Der Deckenprojektor, der ein Stück über der Bildoberkante hängt und dafür einen Teil seines vertikalen Bereichs nutzt, ist der Normalfall, für den ALR-Leinwände gebaut sind. Ob eine Montage im Planungsband liegt, sagt der Einfallswinkel an der Bildmitte und nicht der genutzte Anteil des Verstellbereichs.

Steht der Montagepunkt fest, lässt sich die Leinwand neigen. Elite Screens beschreibt das als bei winkelselektivem Material übliche Praxis. Der Winkel zählt zwischen Lichtweg und Bildfläche, und es ist gleich, welche der beiden Seiten dafür bewegt wird.

Verknüpfte Inhalte

Die beiden Bausteine dieses Konflikts haben eigene Einträge: der Lens Shift und die ALR-Leinwand. Warum der Shift-Bereich nicht von der Bildmitte aus gerechnet wird, klärt der Offset. Wie Gain und Winkelselektivität zusammenhängen, steht beim Leinwand-Gain, die kontraststärkere Sonderbauart bei der Fresnel-Leinwand. Ob der Raum eine ALR-Leinwand überhaupt braucht, entscheidet sich im Guide-Kapitel Lichtkontrolle im Heimkino. Die Rechnung hinter der Gradzahl steht beim Einfallswinkel des Projektorlichts an der Bildmitte, und warum ein kurzer Wurf den Einfallswinkel gegen den Lichtstrom ausspielt, klärt Wurfweite, Lens Shift und Einfallswinkel.

Quellen

Die Winkeltoleranzen je Materialklasse stammen aus einem Tech-Tip von Elite Screens, der Mechanismus über die Spiegelrichtung aus dem Leitfaden des European Digital Cinema Forum und aus einer Messbeschreibung von Da-Lite. Die Grundaussage „so wenig Shift wie möglich" steht in CEA/CEDIA-CEB23-A. Der Planungswert von 5 Grad ist eine AVITECT-eigene Setzung mit Sicherheitsabstand.