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电影院和家庭影院的亮度标准
亮度是所有图像的灵魂，但是目前标准却有很多，比如SMPTE（电影和电视工程师协会）规定35mm胶片电影亮度为16 fL；而DCI（数字电影倡导联盟）和SMPTE规定2D数字电影屏幕中心亮度14 fL（±3fL），屏幕边缘亮度不低于中心亮度的70%且最小值不低于9 fL；同时推荐3D数字电影屏幕中心亮度不低于4.5 fL。IMAX规定2D数字电影亮度为22 fL，3D数字电影亮度为11fL（双眼亮度，单眼为5.5 fL）。在国内，亮度标准又不一样。中国 GB/T21048-2007国家标准星级电影院的亮度标准为屏幕中心55cd/m2（16fL）；一星和二星级影院允差为±15cd/ m2（±4.4fL）；三星至五星级影院允差为±7cd/m2（±2fL）。在THX标准中，2D家庭影院亮度标准分别为投影系统14～16fL；等离子电视机35fL；液晶电视机35fL；背投影电视机35fL。然而，THX等组织还没有给出3D家庭影院的亮度标准，因为如果简单移植DCI和SMPTE的4.5fL亮度标准恐怕多数情况下难以达到，后面会重点阐述这个问题。
提到亮度调校，就必然要说一下如何获得正确的亮度。无论3D电影院还是家庭影院，获得正确亮度最简单快捷就是采用屏幕亮度计（通常要求受光角不大于2°）进行实测调校。DCI标准要求在座位上测试亮度，以前屏幕亮度计太贵包括电影院在内都很难测试亮度，最近世界顶级屏幕厂家英国哈克尼斯公司推出了成本较低的数字电影专用的2D/3D屏幕亮度计Digital Screen Checker，该产品主要供电影院精细化管理使用，这样电影院在放映2D和3D电影就可以通过更换合适功率的灯泡获得最佳的亮度，毕竟电影放映机的氙灯寿命比较短，功率越大越贵而寿命却越短。例如将大厅用旧的达不到亮度标准的灯泡调到小厅，大厅换新灯泡；将3D厅亮度下降的灯泡调到2D厅，3D 厅用新灯泡。
事实上这款产品对于家庭影院设计师来说也是有很大的帮助，拥有该亮度计就可以优化3D投影机和屏幕的配置和进行亮度检测，使3D家庭影院亮度也达到DCI标准，在市场竞争中获得主动权。以前，家庭影院进行3D亮度测试时都是按照2D模式，将3D眼镜装在蜘蛛（Spyder）或Eye-One Pro传感器计前，再贴着屏幕中心配合HCFR等软件计算后的结果。因为家用3D投影机采用主动快门技术，贴在屏幕前测试时3D眼镜貌似电源指示灯工作，但实际上往往接收不到同步信号，3D眼镜快门没有工作，这样测试出来就不准确。再加上3D格式多，如果3D的视频的测试要成为一个标准，那么该标准必须要兼容所有3D系统，我想这也是为什么THX和ISF到目前都没有推出家庭影院3D视频测试调校培训的原因。而该哈克尼斯新推出的2D/3D亮度计可以满足电影院和家庭影院各种3D格式在观众座位的准确测试亮度，在此有必要先了解一下电影院的3D系统。
3D电影的主要指标
3D电影的指标主要有以下几个：
1.屏幕中心亮度：这项指标同常规2D电影的指标有些类似，所不同的是，这是透过3D左眼镜（或右眼镜）测量到的银幕中心的亮度。这项指标是保证图像质量的基础指标，在电影院可用来指导选择氙灯及屏幕的配置，在家庭影院可用来指导选择投影机及屏幕的配置。
2.光效：光效是反映3D设备通光效率的一个指标，可分为左眼光效和右眼光效。设备调整到最佳状态，眼镜质量达标时，左右眼光效值应比较接近，以确保观众双眼看到相同质量的图像。
3.平均光效：取左眼光效和右眼光效的平均值为平均光效，这项指标可衡量3D设备的通光效率，数值越大越好。它对设备的调试也具有指导作用，是3D电影的一项重要指标，正常情况下所说的光效都是指平均光效。
此外还有平均串扰度和串扰差比等指标，电影院一般情况下采用以上几种主流3D系统都能满足要求，因此不是重点考核的指标。需要指出的是，电影工业将2D放映的亮度定义为双眼100%，则3D系统的光效理论极限值为每只眼睛为50%，因此4.5fL的3D亮度是单眼的亮度。有个别组织将3D亮度定义为左右眼同时接收到图像的亮度，因此其3D亮度是单眼的两倍，按照现在3D系统的技术水平，凡是标称10fL以上3D亮度的都是指双眼亮度。
目前Real D XL的光效最高，由于Real D XL采用了特有的专利技术利用反射型偏振镜片将偏振光二次回收利用投射到屏幕上，而把光亮损耗减少到最低，从而单机系统的光效提高约一倍，接近双机系统的亮度。经中国电影科研所实测，国内3D系统的平均光效Xpand 15.9%，Master Image 13.2%，杜比8%，Real D最高为17.5%，Real D-XL没有实测，国外报告可达25%以上。好莱坞正在倡导6fL的3D亮度，而Real D最新推出XL-DP双机系统，在宽度70英尺（21米）的巨幕上可以获得6fL的3D亮度，据Real D介绍国内仅北京UME影城双井店DMAX使用XL-DP双机系统。 主动3D系统光效就是快门眼镜的光效，通常所指的眼镜透光率（英文名词为Transmission或Transparency）往往是指左右眼镜接收到光线的总传输率，也就是光效的2倍。
家庭影院的3D系统
绝大多数主流3D家庭影院投影机移植电影院Xpand主动快门技术，这是因为单机单镜头有利于减少成本，而且可以用白色屏幕。这类家庭影院采用的采用液晶快门眼镜，根据我们实测平均光效为9-16%。但也有少数厂家推出偏光被动系统的3D投影机，如RUNCO D-73d和LG CF3DA等，其中LG CF3DA是第一款采用双灯单镜头的偏光3D顶级投影机，实测其光效达到25%。
家庭影院3D投影机有3LCD、DLP和LCoS三种显示技术。 3LCD投影机由于采用透射式面板，目前已经能做到3D模式与2D模式相比基本上不会衰减亮度，而3LCD投影机本来亮度就占有优势，因此3D模式亮度的优势最为突出，但缺点是串扰较大和ANSI对比度最低，另外像素开口率较小搭配编织透声幕容易出现摩尔纹。DLP投影机采用数字微镜反射技术，亮度虽然没有3LCD高，但3D串扰最低，画面干净锐利是最大优点，但由于3D模式需要提高刷新频率，将导致DMD芯片出现光损，因此DLP投影机的3D模式输出亮度与2D模式相比会下降1/3左右。LCoS投影机采用硅基液晶反射面板，优点可以获得很高的原生对比度及黑位，但亮度最低，部分产品也和DLP一样，3D模式输出亮度与2D模式相比也会下降1/3左右。因此采用DLP或LCoS的3D投影机需要选择高增益屏幕，而3LCD投影机则视亮度和眼镜平均光效而定。
3D家庭影院亮度的计算
3D亮度是可以计算出来的，有一个计算公式。3D亮度（fL）=眼镜平均光效×屏幕增益×投影机3D模式光效×投影机亮度 / 屏幕面积。由此我们可以计算出一些3D家庭影院的亮度。
先看眼镜平均光效，经我们实测主流品牌3D投影机附带的3D眼镜的平均光效为9～15%，比如夏普为15.5%、JVC为14.7%、Sony为13.8%、爱普生为爱普生为12.3%，而松下为9%。再看看屏幕增益。普通白幕为1.0左右、高增益白幕1.2～2.2、编织透声幕0.85～0.95、微孔高增益透声白幕1.4～2.2、金属幕为2.0～4.0。
接下来是投影机3D模式光效，一般情况下3LCD 3D投影机可取0.93～1.0，视不同品牌而定，而DLP 3D投影机通常为0.67，LCoS 3D投影机则通常为0.67～0.95，视不同品牌而定。投影机亮度则是指投影机亮度标称值，对于严格按照ISO21118标准的机型为标称值的80%，非标准亮度机型需要进行实测。需要注意的是屏幕面积当然指的是屏幕尺寸大小，我们通常说的幕布尺寸是指的幕布的对角线长度，而这里我们需要用到的则是幕布的面积。对于16：9的屏幕面积如下，面积和对角线尺寸呈平方关系，如100英寸幕布面积为29.67 ft2，119英寸幕布面积为42.02 ft2，而133英寸幕布的面积为52.49 ft2、150英寸幕布的面积为66.77 ft2。
我们以夏普XV-Z30000A投影机为例来尝试计算一下。Z30000A标注出厂最低亮度为1280流明，眼镜平均光效实测15.5%，配119英寸增益1.4的屏幕，则3D亮度=15.5%×1.4×0.67×1280 / 42.02=4.43fL。
对于偏光3D家庭影院投影机，目前的机型都是内置3D偏光系统，其计算公式有所不同：3D亮度（fL）=眼镜平均光效×屏幕增益×投影机3D模式亮度 / 屏幕面积。例如，LG CF3DA偏光3D投影机标称2D亮度2500流明，3D亮度1250流明，则出厂最低3D亮度为1000流明，偏光3D眼镜平均光效实测高达50%，配120英寸增益3.0的金属屏幕，则3D亮度=50%×3.0×1000/ 42.73=35.1fL。
有了这个计算公式，我们就可以倒推出其他一些参数规格。比如如果我们设计亮度6fL，配置增益2.4的金属幕，那么我们就可以计算出所需屏幕的最大面积。需要200平方英尺，这就是画幅16：9对角线260英寸的面积。通常情况下，建议高端3D私家影院设计亮度4.5～5fL，中低端3D家庭影院设计亮度3～3.5fL，如果亮度太低容易导致观看3D节目的头晕等不适感。
高增益屏幕的类型
从上面分析知道，大多数采用DLP和LCoS投影机的3D家庭影院都需要配置高增益屏幕，高增益屏幕有白幕和金属幕两大类，而白幕表面的珠光涂层又有两种，其中玻珠幕为回归型，珍珠幕则为反射型，一般电影院和家庭兼用的金属幕也是反射型，如下图所示：
屏幕的半增益视角
半增益视角是指屏幕增益降低到中心峰值增益一半的数值，如下图所示：
屏幕半增益视角的应用
屏幕半增益视角有何用处呢？下图是电影院采用增益1.4和1.8屏幕的半增益视角覆盖观众座椅角度图。家庭影院如果有多排座位应该设计保证半增益视角覆盖第一排边上座位，对于1080p分辨率的3D图像，第一排的观看距离应不小于屏幕高度的1.6倍，最后一排观看距离不大于屏幕高度的4倍。
亮度是所有图像的灵魂，但是目前标准却有很多，比如SMPTE（电影和电视工程师协会）规定35mm胶片电影亮度为16 fL；而DCI（数字电影倡导联盟）和SMPTE规定2D数字电影屏幕中心亮度14 fL（±3fL），屏幕边缘亮度不低于中心亮度的70%且最小值不低于9 fL；同时推荐3D数字电影屏幕中心亮度不低于4.5 fL。IMAX规定2D数字电影亮度为22 fL，3D数字电影亮度为11fL（双眼亮度，单眼为5.5 fL）。在国内，亮度标准又不一样。中国 GB/T21048-2007国家标准星级电影院的亮度标准为屏幕中心55cd/m2（16fL）；一星和二星级影院允差为±15cd/ m2（±4.4fL）；三星至五星级影院允差为±7cd/m2（±2fL）。在THX标准中，2D家庭影院亮度标准分别为投影系统14～16fL；等离子电视机35fL；液晶电视机35fL；背投影电视机35fL。然而，THX等组织还没有给出3D家庭影院的亮度标准，因为如果简单移植DCI和SMPTE的4.5fL亮度标准恐怕多数情况下难以达到，后面会重点阐述这个问题。
提到亮度调校，就必然要说一下如何获得正确的亮度。无论3D电影院还是家庭影院，获得正确亮度最简单快捷就是采用屏幕亮度计（通常要求受光角不大于2°）进行实测调校。DCI标准要求在座位上测试亮度，以前屏幕亮度计太贵包括电影院在内都很难测试亮度，最近世界顶级屏幕厂家英国哈克尼斯公司推出了成本较低的数字电影专用的2D/3D屏幕亮度计Digital Screen Checker，该产品主要供电影院精细化管理使用，这样电影院在放映2D和3D电影就可以通过更换合适功率的灯泡获得最佳的亮度，毕竟电影放映机的氙灯寿命比较短，功率越大越贵而寿命却越短。例如将大厅用旧的达不到亮度标准的灯泡调到小厅，大厅换新灯泡；将3D厅亮度下降的灯泡调到2D厅，3D 厅用新灯泡。
事实上这款产品对于家庭影院设计师来说也是有很大的帮助，拥有该亮度计就可以优化3D投影机和屏幕的配置和进行亮度检测，使3D家庭影院亮度也达到DCI标准，在市场竞争中获得主动权。以前，家庭影院进行3D亮度测试时都是按照2D模式，将3D眼镜装在蜘蛛（Spyder）或Eye-One Pro传感器计前，再贴着屏幕中心配合HCFR等软件计算后的结果。因为家用3D投影机采用主动快门技术，贴在屏幕前测试时3D眼镜貌似电源指示灯工作，但实际上往往接收不到同步信号，3D眼镜快门没有工作，这样测试出来就不准确。再加上3D格式多，如果3D的视频的测试要成为一个标准，那么该标准必须要兼容所有3D系统，我想这也是为什么THX和ISF到目前都没有推出家庭影院3D视频测试调校培训的原因。而该哈克尼斯新推出的2D/3D亮度计可以满足电影院和家庭影院各种3D格式在观众座位的准确测试亮度，在此有必要先了解一下电影院的3D系统。
3D电影的主要指标
3D电影的指标主要有以下几个：
1.屏幕中心亮度：这项指标同常规2D电影的指标有些类似，所不同的是，这是透过3D左眼镜（或右眼镜）测量到的银幕中心的亮度。这项指标是保证图像质量的基础指标，在电影院可用来指导选择氙灯及屏幕的配置，在家庭影院可用来指导选择投影机及屏幕的配置。
2.光效：光效是反映3D设备通光效率的一个指标，可分为左眼光效和右眼光效。设备调整到最佳状态，眼镜质量达标时，左右眼光效值应比较接近，以确保观众双眼看到相同质量的图像。
3.平均光效：取左眼光效和右眼光效的平均值为平均光效，这项指标可衡量3D设备的通光效率，数值越大越好。它对设备的调试也具有指导作用，是3D电影的一项重要指标，正常情况下所说的光效都是指平均光效。
此外还有平均串扰度和串扰差比等指标，电影院一般情况下采用以上几种主流3D系统都能满足要求，因此不是重点考核的指标。需要指出的是，电影工业将2D放映的亮度定义为双眼100%，则3D系统的光效理论极限值为每只眼睛为50%，因此4.5fL的3D亮度是单眼的亮度。有个别组织将3D亮度定义为左右眼同时接收到图像的亮度，因此其3D亮度是单眼的两倍，按照现在3D系统的技术水平，凡是标称10fL以上3D亮度的都是指双眼亮度。
目前Real D XL的光效最高，由于Real D XL采用了特有的专利技术利用反射型偏振镜片将偏振光二次回收利用投射到屏幕上，而把光亮损耗减少到最低，从而单机系统的光效提高约一倍，接近双机系统的亮度。经中国电影科研所实测，国内3D系统的平均光效Xpand 15.9%，Master Image 13.2%，杜比8%，Real D最高为17.5%，Real D-XL没有实测，国外报告可达25%以上。好莱坞正在倡导6fL的3D亮度，而Real D最新推出XL-DP双机系统，在宽度70英尺（21米）的巨幕上可以获得6fL的3D亮度，据Real D介绍国内仅北京UME影城双井店DMAX使用XL-DP双机系统。 主动3D系统光效就是快门眼镜的光效，通常所指的眼镜透光率（英文名词为Transmission或Transparency）往往是指左右眼镜接收到光线的总传输率，也就是光效的2倍。
家庭影院的3D系统
绝大多数主流3D家庭影院投影机移植电影院Xpand主动快门技术，这是因为单机单镜头有利于减少成本，而且可以用白色屏幕。这类家庭影院采用的采用液晶快门眼镜，根据我们实测平均光效为9-16%。但也有少数厂家推出偏光被动系统的3D投影机，如RUNCO D-73d和LG CF3DA等，其中LG CF3DA是第一款采用双灯单镜头的偏光3D顶级投影机，实测其光效达到25%。
家庭影院3D投影机有3LCD、DLP和LCoS三种显示技术。 3LCD投影机由于采用透射式面板，目前已经能做到3D模式与2D模式相比基本上不会衰减亮度，而3LCD投影机本来亮度就占有优势，因此3D模式亮度的优势最为突出，但缺点是串扰较大和ANSI对比度最低，另外像素开口率较小搭配编织透声幕容易出现摩尔纹。DLP投影机采用数字微镜反射技术，亮度虽然没有3LCD高，但3D串扰最低，画面干净锐利是最大优点，但由于3D模式需要提高刷新频率，将导致DMD芯片出现光损，因此DLP投影机的3D模式输出亮度与2D模式相比会下降1/3左右。LCoS投影机采用硅基液晶反射面板，优点可以获得很高的原生对比度及黑位，但亮度最低，部分产品也和DLP一样，3D模式输出亮度与2D模式相比也会下降1/3左右。因此采用DLP或LCoS的3D投影机需要选择高增益屏幕，而3LCD投影机则视亮度和眼镜平均光效而定。
3D家庭影院亮度的计算
3D亮度是可以计算出来的，有一个计算公式。3D亮度（fL）=眼镜平均光效×屏幕增益×投影机3D模式光效×投影机亮度 / 屏幕面积。由此我们可以计算出一些3D家庭影院的亮度。
先看眼镜平均光效，经我们实测主流品牌3D投影机附带的3D眼镜的平均光效为9～15%，比如夏普为15.5%、JVC为14.7%、Sony为13.8%、爱普生为爱普生为12.3%，而松下为9%。再看看屏幕增益。普通白幕为1.0左右、高增益白幕1.2～2.2、编织透声幕0.85～0.95、微孔高增益透声白幕1.4～2.2、金属幕为2.0～4.0。
接下来是投影机3D模式光效，一般情况下3LCD 3D投影机可取0.93～1.0，视不同品牌而定，而DLP 3D投影机通常为0.67，LCoS 3D投影机则通常为0.67～0.95，视不同品牌而定。投影机亮度则是指投影机亮度标称值，对于严格按照ISO21118标准的机型为标称值的80%，非标准亮度机型需要进行实测。需要注意的是屏幕面积当然指的是屏幕尺寸大小，我们通常说的幕布尺寸是指的幕布的对角线长度，而这里我们需要用到的则是幕布的面积。对于16：9的屏幕面积如下，面积和对角线尺寸呈平方关系，如100英寸幕布面积为29.67 ft2，119英寸幕布面积为42.02 ft2，而133英寸幕布的面积为52.49 ft2、150英寸幕布的面积为66.77 ft2。
我们以夏普XV-Z30000A投影机为例来尝试计算一下。Z30000A标注出厂最低亮度为1280流明，眼镜平均光效实测15.5%，配119英寸增益1.4的屏幕，则3D亮度=15.5%×1.4×0.67×1280 / 42.02=4.43fL。
对于偏光3D家庭影院投影机，目前的机型都是内置3D偏光系统，其计算公式有所不同：3D亮度（fL）=眼镜平均光效×屏幕增益×投影机3D模式亮度 / 屏幕面积。例如，LG CF3DA偏光3D投影机标称2D亮度2500流明，3D亮度1250流明，则出厂最低3D亮度为1000流明，偏光3D眼镜平均光效实测高达50%，配120英寸增益3.0的金属屏幕，则3D亮度=50%×3.0×1000/ 42.73=35.1fL。
有了这个计算公式，我们就可以倒推出其他一些参数规格。比如如果我们设计亮度6fL，配置增益2.4的金属幕，那么我们就可以计算出所需屏幕的最大面积。需要200平方英尺，这就是画幅16：9对角线260英寸的面积。通常情况下，建议高端3D私家影院设计亮度4.5～5fL，中低端3D家庭影院设计亮度3～3.5fL，如果亮度太低容易导致观看3D节目的头晕等不适感。
高增益屏幕的类型
从上面分析知道，大多数采用DLP和LCoS投影机的3D家庭影院都需要配置高增益屏幕，高增益屏幕有白幕和金属幕两大类，而白幕表面的珠光涂层又有两种，其中玻珠幕为回归型，珍珠幕则为反射型，一般电影院和家庭兼用的金属幕也是反射型，如下图所示：
屏幕的半增益视角
半增益视角是指屏幕增益降低到中心峰值增益一半的数值，如下图所示：
屏幕半增益视角的应用
屏幕半增益视角有何用处呢？下图是电影院采用增益1.4和1.8屏幕的半增益视角覆盖观众座椅角度图。家庭影院如果有多排座位应该设计保证半增益视角覆盖第一排边上座位，对于1080p分辨率的3D图像，第一排的观看距离应不小于屏幕高度的1.6倍，最后一排观看距离不大于屏幕高度的4倍。