博物館科技系列：使用投影機的先備知識
本篇改編自個人臉書網誌：№7 【互動系使用投影機的先備知識】
近來所服務科技的「創新展示競藝場」（互動廣告實驗室）做了許多投影測試。為方便教學與研究，特別寫了這篇分享投影機硬知識的文章，也談談投影機這個被忽略卻更具展示實效的裝置。投影機一直不是在展示場域上的主流，不過高流明高解析投影機已有更合理的價格，而且投影機還提供以下幾個優勢，所以展示規劃上不應該完全捨棄投影機的可能性。
- 只要考慮流明與照度（也就是投影光源的可見光總量與投射平面上的光通量），選擇適當的投影機，就可以處理不同尺寸的投影面。這方面的多元性遠勝於一般螢幕顯示器的。
- 目前一般LED螢幕仍有最大尺寸的技術限制（目前已可見UHD 86吋產品），而投影機在這方面已經有比較長足的技術突破，外牆投影，以及室內投影牆即是例子。
- 投影機有不同的投影技術與鏡頭可以選用，所以可以在不同空間與需求條件中，搭配出適合的投影機機型與價格。
- 雖然投影機有一定的燈泡壽命限制，但相對的螢幕顯示器也有使用年限問題，也不像投影機只要更換燈泡就能回復基本效能。
- 運用projection Mapping（譯名有映射投影、光雕投影、映像投影）技術使投影面可以與展場有更緊密且多元的設計，無論是image stitching (多個投影影像拼接stitch/疊合 stack and blend)、projection deforming (投影變形)、 multi projection stack setup and alignment多投影面重疊，都能使投影機的投影內容跳脫展場空間尺寸、明暗變化等限制。
在深入介紹投影展示範例以前，先從幾個基本概念談起。無論是在會議室、教室、演講會場使用投影機，常會注意到的問題是：看不清楚、不夠亮、需要關燈、字體有鋸齒、顏色失真等等。其實，要了解與善用投影機不難，幾個重點如下：
先搞懂是LCD或DLP 投影機
1. LCD投影機色彩比較鮮明：
目前主流投影機主流是 LCD投影機（Liquid crystal Display液晶顯示） 與 DLP投影機（Digital Light Processing數位光學處理技術）兩類。LCD投影機影三片LCD，紅藍綠三原色是採用此三片 LCD 呈色的，色彩較不失真，三色光也幾乎同時投射到螢幕；DLP投影機，則是單片成像部件（市面上也有3DLP玩家頂規機種），其三色光都使用同一微鏡調製反射，因此三色光是分時到達屏幕。因此DLP機種在色彩重現方面自然會不如LCD者， 但DLP機種的對比強，暗部細節與黑白文字則較為清晰銳利。
2. DLP投影機壽命長保養容易：
由於DLP 投影機使用的是構造簡單的單片結構，所以輕量小尺寸的投影機大都採用DLP 技術。而且LCD機體的防塵力較差，RGB液晶片會因灰塵與使用次數而老化，畫面會開始偏色。所以如果講究投影機使用壽命，DLP機種會是比較適合的選擇，但若追求色彩層次質感，建議選用LCD 機種。
認識照度（Lux）、流明（Lumens）、亮度（輝度 Luminance）
- Lux 照度: 投射在表面上的光量稱為照度，以勒克斯（lux）為單位測量。
- Lumens 流明: 來自光源的可見光的總輸出以流明來測量。在距離的統一條件下， 通常流明越多，亮度就越高。
- Luminance亮度: 指的是每平方公尺所發出的「光量」，此亮度計算方式為：投影機的流明數/投影面面積。
通常投影機產品資訊（甚至是型號）都會標示流明數，這是判斷與採購投影機性能的基本參考資料。承前所言，流明數大小基本就代表投影機光通量高低，如果投影機的光通量不夠，自然受到投影區周圍光源影響的程度較大，就像低流明投影機（3000流明以下）常讓教室與會議室中開燈或關燈困擾不已，開燈看不到投影畫面，關燈看不到紙本書面。此外，投影面積越大，相對應的流明也要夠，畫面才能夠亮夠清晰。
不同流明等級機種與場域功能需求
但在我們了解這些基本單位與用途後，如何據以判斷什麼的場地用什麼樣流明的機種呢？
從投影機廠商的資訊有如下的建議：
「一般家庭劇院所使用的機種，大都介於1000~3000流明；中小型辦公室或教室會用3000~5000流明；大型會議室或禮堂則需要 5000~8000流明。所以消費者在選購投影機上，一定要確定自己的使用環境與用途，如果家庭劇院裝在客廳之類並非專業暗房且空間較大的地方，就不適合使用流明太低的投影機，2000至3000流明算是台灣一般家庭使用者適用性較高的範圍。」
畢竟目前市面上的投影機機種，流明數越高，通常價格也越高。所以根據使用場域去判斷適合的機種也是在採購與使用前的必要考量。
其實，就像AV Info這個影音技術與產品資訊網站介紹ANSI 流明（Lumen）資訊的圖示一樣，在投影機的流明數資訊中，也會標示ANSI ，常常會寫作「1000 ANSI 流明」、「ANSI 3500流明」等等，說明這是關乎特定標準的名詞。
所以，什麼是ANSI？ANSI是美國國家標準協會The American National Standards Institute的縮寫，是一個私立非營利組織。ANSI 認證的「流明」是可以提供投影機的實際光流資訊， 也是一種亮度和對比度的測試標準，更可以據以進行優化調節，使投影機能有很好的灰階表現，呈現不同的深淺。
在此參考與分享「ANSI與黑白 投影機亮度測量的兩種方法」與「How to test the projector’s lumens?」的兩篇報導，並且整理以下的 ANSI標準檢測的概要內容。
- 投影距離：2.4公尺。
- 投影面積：60 吋螢幕，長134公分，寬78公分。
- 平均照度：使用ANSI標準「田」字法來進行測試，將9個測試點的圖片投射銀幕上，均勻分布於9個測試點上的照度平均值就是「平均照度」。
- 標準ANSI流明：就是「平均照度」乘以「投影面積」。
談談投影焦段與投影距離
從投影機焦段去判斷所需機種，像是短焦投影機，就適合用於小空間，甚至（超）短焦投影機因為與投影面距離短（就在其前方），所以也常用於投影互動設計展區的觸控投影幕應用。這類短焦投影機在展場有其優勢，特別是在他與投影面的距離短，不致因為觀眾在投影幕前的移動而造成陰影與投影內容的交疊。所以目前在許多展場上都有普遍的應用。
在投影機的採購與使用方面，投影機的焦距（段）也攸關其投影距離與投影螢幕的大小，焦距（段）長的投影機，需要較長的投影距離，但投影出來的螢幕較大；反之則所需距離短，適用於小空間，部分超短焦機種可以在短距離即可投射較大畫面，這樣在小空間中就可以有包覆感，觀影效果會更好。而因應投影機使用場所的變化，許多高階機種採用變焦設計，使得這些高階機投影在無論遠近距離，都能提供使用者不受限於距離的投影機安裝位置選擇。請參考這篇資訊，文中還有不同頭影機鏡頭的投放比（lens throw ratio）之介紹，很建議進一步了解。
投影機影像的解析度、比例、與品質
SDTV(720x480)、HDTV(1280x720)、Full HD(1920x1080)等等都是採購投影機時常見的解析度（Resolution）標準，這些數字代表的是特定長與寬範圍內所包含的像素，像素越高，解析度越高，也就代表影像品質越好，細節越精緻。當然，高解析高畫質影像檔案尺寸也較大，不過這目前在手機、播放器、電腦、筆電的應用程式都很多元，且效能都相當優越的狀況下，影像檔的大小已經不致造成任何影響。 此外，影像還有4:3、16:9、16:10 等等顯示畫面的不同長寬比例（aspect ratio），下面這張圖可以清楚的顯示不同比例的關係。簡單的來說，過去傳統電視、電腦比例大多為 4:3，目前由於以電視欣賞高品質電影的需求獲得技術上的支援，所以目前HDTV、藍光光碟電影顯示則已改為 16:9。如果是寬螢幕筆電以及XGA(UXGA)投影機，則會是16:10的長寬比。這個連結有清楚的圖例與內容介紹。
以實務經驗建議，投影機的基本解析度至少需要達到 1920x1080 畫素 Full HD 高解析度，以及16:9畫面長寬比，才能因應目前的影像標準以及適當觀影需求。
以上說明，相信能提供有意採購投影機的展館以基礎的先備知識。
