投影幕布的发展现状*

1. 江南大学教育部针织技术工程研究中心， 江苏 无锡 214122；2. 浙江宇立新材料有限公司，浙江 海宁 314400

投影幕布是指在接收投影设备投射出的光线时，能在其表面显示黑白或彩色图像的平面。投影幕布伴随着电影技术、投影技术的发展而产生[1]。在投影技术出现的早期，人们通常将影像投射在白墙或白布上，并没有意识到投影幕布对影像的影响。随着影视技术的蓬勃发展，人们对影像的质量有了更高的要求，投影幕布越来越朝着超大画面、影像逼真、更高分辨率、更高对比度、更好视觉保护和更便携化的方向发展[2]。

1 投影幕布的生产流程

投影幕布的生产流程通常为织造→贴合→烘干→冷却→卷取→打包。其中：

(1) 织造包括面膜、基布和底膜的织造。基布通常运用机织、针织的技术进行生产，且为保证投影幕布表面的平整度，多采用平纹机织物或经平经编织物为基布。其中，经编机目前生产的织物幅宽最大可达6 m，可用于制作超宽投影幕布。基布下机后其表面的平整度并不够，因此需进行定型处理。面膜和底膜通常为高聚物膜，常利用压延技术进行生产。图1以聚氯乙烯(PVC)膜的压延[3]60为例介绍了其生产工艺流程。

图1 PVC膜压延生产工艺流程

(2) 贴合指的是将面膜和底膜均匀地黏附在基布两侧的过程。图2同样以PVC膜为例介绍了贴合生产的工艺流程[3]60。

图2 PVC膜贴合生产工艺流程

(3) 面膜和底膜贴合在基布两侧后需进行烘干处理。烘干过程应注意烘燥温度，以防影响投影幕布质量。

(4) 烘干后的投影幕布需再经冷却定型处理。不同冷却辊的温度要控制在适当的范围内，以防投影幕布突然遇冷，产生非正常收缩。

(5) 冷却后的投影幕布最后再进行切边、卷取和打包处理。

2 投影幕布的分类

2.1 按投射方向分类

2.1.1 反射式投影幕布

反射式投影幕布是指投影方向在观众席侧的投影幕布。由于反射式投影幕布在生产过程中不易受尺寸的限制，因此反射式投影幕布的应用范围很广。但反射式投影幕布的成像效果易受环境光线的影响。

反射式投影幕布按照光学原理可分为漫散射反射投影幕布(如白塑投影幕布等)[4]和方向性漫散射反射投影幕布(如金属投影幕布和玻璃微珠投影幕布等)。

2.1.2 透射式投影幕布

透射式投影幕布与反射式投影幕布的投影方向相反，其投影方向在观众席的另一侧。透射式投影幕布在使用过程中接收的投影光线由位于暗房中的投影机发出，因此成像效果不易受环境光线的影响，画面质量好，颜色鲜艳，图像逼真，同时还消除了观影时投影机对观众视野的影响，避免了观众在观影过程中因进出而在投影屏幕上出现“人头攒动”的现象。另外，投影仪位于投影幕布后的暗房中，这减轻了使用过程中的噪声污染。

透射式投影幕布按照投影幕布的软硬程度可分为硬质型透射式投影幕布和软质型透射式投影幕布；按照投影幕布的光学原理可分为方向性漫散射透射投影幕布和方向性漫透射投影幕布。

2.2 按性能分类

2.2.1 白塑投影幕布

白塑投影幕布[5]76是典型的漫反射投影幕布，其反射光均匀而无明显集聚增益的反射方向。白塑投影幕布是在基布上均匀喷涂一层PVC或白色硫酸钡涂料而成的，基布常采用涤纶机织物或涤纶经编织物，基布上的PVC或白色硫酸钡会形成若干凹凸不平的微小反射面，因此入射光可以在其表面形成漫反射。白塑投影幕布的增益接近1.0，实际值为0.9，可以有效地反射透射光，视角可达140°。白塑投影幕布表面洁白均匀，对光线的反射柔和，且长时间观看视觉不易疲劳，但白塑投影幕布的观看效果易受环境光线的影响。

2.2.2 玻璃微珠投影幕布

玻璃微珠投影幕布[5]76是典型的回归型反射投影幕布，也属入射角上增益反射投影幕布，反射光有集聚增益的反射方向，最大反射反射光始终朝向入射光的入射方向。这种反射模式具有交通路标的光学特点，当光线投射到玻璃微珠投影幕布上时，光线会延着投影光线的入射方向反射回人眼。玻璃微珠投影幕布的基布和白塑投影幕布类似，但前者所用涂料为玻璃微珠。玻璃微珠直径一般为0.02～0.03 mm，不宜过大，因为过大会降低投影幕布的分辨率，影响成像质量。玻璃微珠投影幕布的增益较高(为1.5～30.0)，视角小(一般为50°左右)，因此不适合长时间的观看。此外，玻璃微珠投影幕布表面硬挺，只可卷曲不可折叠，这不利于携带，且玻璃微珠覆盖在基布表面，故不能触碰硬物，否则易导致刮痕。

2.2.3 金属投影幕布

金属投影幕布[6]属反射角上增益反射投影幕布，反射光有集聚增益的反射方向，最大反射光始终朝向入射光的反射方向。金属投影幕布表面光滑，其对投影光线的反射呈镜面反射，因此金属投影幕布的辐射强度较大，且其反射与增益互补。金属投影幕布一般是在机织物或经编织物的基础上涂覆一层金属涂料而获得的。金属涂料一般为铝粉涂料或银粉涂料，因此金属投影幕布的成本较高，且不适合宽幅幕布。金属投影幕布的增益较高(一般为1.5～10.0)，因此也不适宜长时间观看；屏幕亮度较高，视角很小，故仅适用于在明亮的环境下观看静止的图像。这些都使金属投影幕布的应用受到了限制。

2.2.4 3D投影幕布

3D电影能够比传统电影带来更好的视觉体验[7]。而传统投影幕布在进行3D投影时，亮度损失严重，所观看到的图像较图像本身的对比度、色彩鲜艳度严重不足，画面的质感严重受影响。目前，以玻璃纤维制作的高清投影幕布具有高增益、色彩还原性能突出等优点，能很好地用作3D投影幕布。高清玻璃纤维投影幕布多以无碱玻璃纤维布为基布。因为无碱玻璃纤维布受力变形小、平整度极佳，因此投影幕布表面整体亮度一致，表面无光斑，且牢度大、耐用。再在基布上进行刀刮涂层处理，涂层所用的水性聚氨酯中还加入了铝银浆，故基布在涂刮了这种涂层后可形成高反光涂层，能实现2.0左右的高增益，整个产品表面细腻，不会出现因投影幕布性能不佳而产生画面干涩的弊病，非常适合高清画面，甚至4K高清画面的精准还原。

2.2.5 Image Maximum(巨型投影幕布)

Image Maximum(巨型投影幕布)的基本特点就是投影幕布的面积巨大，能充满观众的视野，使观众在观影过程中获得身临其境的体验感[8]。与普通投影幕布相比，Image Maximum在保证投影质量的前提下，还可赋予观众强烈的视觉冲击力和感染力。目前，Image Maximum的幅宽已达到5 m，通常以涤纶机织物为基布，基布两侧复合有反射膜和遮光膜。反射膜通常为PVC膜，主要起反射作用；此外，为增大反射膜表面的漫反射作用，降低增益，还会在反射膜表面涂覆白色硫酸钡涂料。遮光膜的材质也为PVC，但由于PVC膜不是黑色的，因此还需对遮光膜外表面进行处理，通常是在遮光膜的外表面黏附一层黑胶膜，以减少入射光的透过率，提高透射光的反射率。Image Maximum的基布还可选用经编织物。目前，经编织物的最大幅宽已经达到6 m，完全符合Image Maximum幅宽的要求，并且经编织物生产效率更高，这更利于降低成本。

2.2.6 便携式投影幕布

硬质幕布画面优异，但不能折叠，故在户外使用或搬运的过程中容易产生折痕，影响投影幕布的品质。目前，以机织物或经编织物为基布，然后将聚氨酯树脂涂覆在基布上，所形成的投影幕布质地柔韧，成像画质好。由聚氨酯树脂在基布表面建立的一层连续、平滑并具有一定强度的涂膜，不仅封闭了织物中的缝隙，同时也为后续加工提供了一个连接层；并且通过调整聚氨酯树脂涂层所用涂料配方，可以方便地调整投影幕布的亮度增益，进而可拓宽这种投影幕布的应用领域。通过在聚氨酯树脂表面涂覆含有有机硅保护层的真空镀铝层，可使投影幕布既能提供像硬质投影幕布般好的画面效果，又能实现折叠携带，且有机硅保护层能保护真空镀铝层耐划，这为投影幕布的成像质量提供了保证，还延长了投影幕布的使用年限。

2.2.7 高对比度投影幕布

高对比度投影幕布即灰幕[9]，是在白幕的基础上改进而来的，也称“白天抗光幕布”，通常使用灰色的幕料制作而成。灰幕比白幕能够吸收更多的环境光线，这样前者就可以在较强环境光线的情况下使屏幕上的黑位得以保持，增加了屏幕上的黑白对比度。灰幕适合环境光较强或背景灯打开的观看场合，但如果在自然光的条件下观看，则屏幕表面会略呈灰色，这会使图像中的纯白色变灰色，最终影响观看效果。

2.2.8 超短焦投影幕布

目前大多数投影幕布仅适用于远距离的投影，即投影仪必须放置于距离投影幕布较远的地方，因此对投影距离的要求使得有些投影幕布不适用于空间有限的场合，而超短焦投影幕布可以很好地解决这个问题。超短焦投影幕布是利用投影幕布中间的特殊反射层，将斜上方或斜下方投射过来的光线进行一定角度的反射，再平行反射出去，极大地缩减了观看空间。简铭镇[10]设计的一种超短焦投影幕布，不仅解决了观看空间的问题，还解决高增益与广视角之间的矛盾。这种超短焦投影幕布由四层组成，如图3所示，由后向前依次为底层(1)、第一中间层(2)、第二中间层(3)和表层(4)。底层由第一基材层PET高聚物膜(12)和黑胶布层(11)组成，黑胶布层的使用可以有效地降低光线的透过率，增加反射率；第一中间层由第二基材层PET高聚物膜(23)、棱镜层(21)和反射层(22)组成，反射层黏附在条状齿棱(2a)的表面；第二中间层由第三基材层PET高聚物膜(33)、第一胶体层(32)和透镜层(31)组成，透镜层由柱状凸透镜(3a)组成；表层由第四基材层PET高聚物膜(43)、第二胶体层(42)和扩散层(41)组成，扩散层的表面有很多突起的微粒(4a)，可增大漫反射。

图3 超短焦投影幕布

3 投影幕布的保养

3.1 投影幕布变色的原因

投影幕布在使用过程中，表面会有灰尘的集聚。灰尘会逐渐渗入布纹的孔隙处，如果清理不及时，幕布表面便会因此改变颜色。此外，因投影幕布的基布通常为纺织品，故在潮湿或高温的环境中使用时，也会使投影幕布表面的颜色改变。因此，投影幕布在使用后应妥善保管，以防由于管理不当致使幕布表面性能发生改变，影响观影质量。

3.2 投影幕布的保养方法

投影幕布的保养方法因使用场所和使用环境不同而存在差异。

流动放映单位[11]的放映场所通常不固定，放映时的外界环境对投影幕布的影响较大，因此投影幕布在使用后应更加仔细地清洁、整理、打包，最后再放入特定的银幕收纳袋中。

电影院里安装的通常为固定式投影幕布，虽然它在使用过程中不像流动式投影幕布易被沾污，但电影院人流量较大，故也应经常对影厅进行吸尘处理。

此外，梅雨季节或炎热的夏季要注意除湿和降温处理，以防止投影幕布在高温高湿的环境中变色、老化、损坏，影响投影幕布表面的光学性能。

4 投影幕布的发展趋势

投影幕布经历了从最初的白布到一般的银幕，再到超宽、3D、超短焦、便携投影幕布的发展，虽然这些投影幕布在增益、有效视角、画质、实用性等方面取得了很大的进步，但是始终没有突破投影幕布不能自发光的局限。现在已经有可自发光的智能纺织品，如若能将电子技术与投影幕布的生产技术相结合，制得一种可自发光的投影幕布取代LED屏，这将成为影像放映领域的一项重大进展。

参考文献

[1] 孙顺杰，赵海洋.投影幕布涂料在家庭影院系统中的应用[J].涂料技术与文摘，2014，35(4)：40-43.

[2] 王亚鑫，张修阳，许孟楠.观看空间与投影幕布尺寸的关系研究[J].西部皮革，2017，39(14)：16-18.

[3] 张建平，张宇蝶，李光华，等.玻璃纤维基耐折叠超宽PVC投影膜的生产技术[J].纺织报告，2015(4).

[4] 胡乡峰.银幕的光学性能和使用[J].电影评介，2008(21)：69-70.

[5] 陈毅清，刘桂芬.多功能教室投影幕布的选用与维护[J].中小学电教(教师版)，2005(10).

[6] 邹滨，邹江.教学用多媒体投影机幕布的选购和保养[J].实验教学与仪器，2010，27(2)：62-63.

[7] 刘伟，吴毅红，胡占义.电影2D/3D转换技术概述[J].计算机辅助设计与图形学学报，2012，24(1)：14-28.

[8] 孙延禄.巨幕电影特点及增大银幕影像角度尺寸的方法——2K与4K数字巨幕电影角度尺寸比较[J].现代电影技术，2012(11)：6-9.

[9] 李罕星.浅谈投影幕布——家庭影院投影幕常识[J].家庭影院技术，2007(7)：48-49.

[10] 简铭镇.一种超短焦投影幕布：CN106054513[P].2016-10-26.

[11] 逯振东，张士金，李泳，等.电影银幕(漫反射幕)的保养与清洁[J].现代电影技术，2013(9)：32-34.