设计最为合适的家庭影院屏幕和视距

设计最为合适的家庭影院屏幕和视距

作者：家庭影院技术 钱志远

作为家庭影院，似乎屏幕应该大大益善。不久以前，大多数朋友还只能用电视机当作家庭影院的画面设备，当然大大益善并没错。这几年能选择的大画面设备多了，

情况就不同了。有些朋友选了背投，一开始感觉画面大了不少，若干天后却留恋起CRT 电视的清晰细腻了。几万元的PDP 该没说的了吧，如果你房间不够大，图

像的颗粒感会成为你心头挥之不去的阴影。

这是因为画源图像的格式、画面设备的分辨率和成像原理没能与你的视觉能力良好地配合起来。我们天天在用眼睛，但我们并不了解自己眼睛的视觉生理和心理特点。从看电影的角度讲，清晰度和临场感是两项最关键的视感。

清晰度决定于眼睛的最大分辨能力，我们觉得图像清晰度的不满意有两种情况，一是感觉到图像模糊，物体边缘晕化。二是直接看到组成画面的一粒粒小颗粒。

前者在所有图像显示设备上都可以产生，只要设备的分辨率或信源本身的清晰度达不到我们眼睛的分辨率。我们就会感觉到图像模糊。后者则是由于数字显示设备的像素点太大，至使我们人眼能分辨出来。

这里都涉及到了肉眼的分辨能力，即视觉分辨角，见图1（a ）。所谓视觉分辨角是指人类肉眼能分辨出的两个点的最小视角。如果实际视角小于此值，人眼就觉得这是一个点，看不出构成图像的像素点，图你就均匀自然。正常视力者这个角度在1’~1.5’之间。若图像的分辨率低于此值，画面就显得模糊。当图像的分辨率达到此值，画面就显得非常清晰，如实物一般。但图像的分辨率高得过多也无必要。因为肉眼已分辨不出差别，造成资源的浪费。（见图1）

具体到家庭影院画面设备，视觉分辨率限制了最近的视距和画面尺寸之比，使画面不能随心所欲地增大。下表是不同清晰度格式的图像的画面尺寸与最近视距的对应关系，这里以水平视觉分辨角为1’计算的。小于这个距离图像就会显得模糊，模拟电视的扫描线和PDP 电视的颗粒感、LCD 投影机的网络结构都会暴露。如果想看到自然、细腻的画面，必须大于这个距离，除非你本身有近视。

使用这张表格时要注意，不同性质的显示设备不同档次的同种设备表现得不同的。CRT电视机在垂直方向上会看出行线结构，而水平方向上除了模糊就不再有别的缺陷，这就是模拟方式显示图像的长处。而PDP和LCD投影画面近了就能看出一个个像素点，当然整幅图像的模糊也会同时表现出来。LCD直视式电视和DLP投影机也不会看出像素点，仅仅表现为开始感觉模糊。

这个表是按数字化格式的像素点矩阵算出来的。前3列都是4:3画幅，最短距离与像素数正好成反比例，最后一列HDTV是16:9画幅，多了一个画幅比的差别，不再直接成反比。在视频领域中，优质的现行电视和DVD基本上与VGA格式相当。目前的精密显像和数字高清类电视与XGA格式相仿。但由于信源最高还只能是DVD，在这样近的距离也会感到图像模糊，但行线结构看不到了，图像细腻均匀。如果设备不够格，或信源用VCD，那你还不到这么近看就觉得模糊了。

家庭影院要想有真实感首先是保证有足够的清晰度，你看实物能看多细，那么图像也能给你有这么细的细节，否则你马上会感觉到是在看图片。

家庭影院的临场源于画面大，大到多少才能出现身临其境的错觉呢？这与观看图像时的视野角度，也称视角有关。注意这是指人眼到画面左右两边视线的夹角。这与画面设备的可视角正好相反，视野角度的顶点是人眼，可视角度的顶点是画面的中心，见图1之（B）、（C）。

人的视角也是有限度且因人而异。一般而言，映在人眼视网膜上的图像，只有中心部分能分辨清楚，这叫分辨视域，约15度。从十几度到30度之间则称有效视域，观众能立刻看清物体的存在和有什么动作，还不到需要转动头部才能辨别清楚的程度，但分辨能力已经下降了。超过水平方向视野角30度的周边部分称为诱导视野，俗称眼睛的余光。只能感觉到物体的存在或有动作出现，并不能看清楚是什么物体或什么动作。当人们感觉到有动体或变化的时候，就会把眼珠或头颈转过去，让动体落入视角正中以便分清何物。这一角度为30度到100度，因人的差异就更大。

只有画面的视野角度宽到周边部分已有模糊的视觉范围出现，不转动头部就不知道边上是什么或发生什么时，才有真正身临其境的实际环境感。只有视野角度足够宽，图像空间才会因诱导视野的出现而呈现出现实空间的景象。当然，这时正面对着你的画面必须是清晰得与实物、实景一样。

实际的视野角度是由视距（眼睛到画面的距离）和画面宽度决定的。因此，不同清晰度的图像格式能提供的有足够清晰度的高野角度是不同的，见表1中的最后一行，表中可见现行电视的视野角度全部落在分辨视域内，整幅图像都原形毕露，不可能有什么临场感和实景错觉。即使用到宽幅的HDTV格式，整幅图像也基本上在有效视域之内，仅最边缘的部分开始进入诱导视野。如果我们对正中部分的清晰度放松一些要求，坐得近一些，视野角度就能增宽，来换取临场感。

另外，上述数据是以要求较严的1’计算的，若以1.5’计算，就能向前推进1/3左右，视野角度能增大1/4的样子。

结合上面的理论分析，再介绍一下具体操作的步骤。

因为家庭影院是对于个人设置的，故此首先要确认一下自己的最高视觉分辨率和能够接受的清晰程度。方法如下，到商店里去找一台近看像素颗粒比较明显的42英寸16:9画幅，像素点850×500左右的PDP电视，差不多就是表1中SVGA格式一列的要求。然后，往后退，直至颗粒感看不到，图像仍很清晰为止。量出屏幕与你之间的距离。如果你的最高视角分辨率为1’，那么应在3.7米处，开始看不出像素点。如果不是，请将实际距离除以3.7，得到一个修正因子。对表1所有各项都乘上这一因子，就成为对你个人而言最为舒适的屏幕尺寸和视距的配合。

举个例子，如果按上述方式测出，在3米远处画面的清晰度和自然都满意了，那么这个因子就是3/3.7=0.81。若房间的墙距4米，购买现行电视格式的普通彩电，那么34英寸大小最合适。因为，按表算出的最近视距为3.7×0.81=3米，去掉CRT电视机和沙发后背的深度正合适。若用42英寸的背板，需要视距为4.6×0.81=3.7米，加上背投的厚度和座席，距离就近了些，图像质量就会不令人满意。如果你一定要用大画面，那就应该用水平方向有800个像素点以上的DLP或LCD背投。看来在这样大小的房间里，要投影出80或100英寸的画面，在清晰度上还要作出一些牺牲，除非用EVD和SXGA格式的投影机。