Welche Bildwandfläche eignet sich für welche Projektion?
von Ebi Kothe,
Projektionen sind wichtige Bestandteile der Veranstaltungstechnik und werden trotz immer höherer Auflösungen von LED-Wänden auch weiterhin ihre Einsätze haben – sei es, weil die Baulichkeit vor Ort den Einsatz einer schweren LED-Wand nicht zulässt oder die Ansprüche an die Homogenität der Darstellung, insbesondere bei Betrachtern nahe des Bildes, dies erfordern. Abgesehen davon lässt sich eine Großbilddarstellung als Projektion kostengünstiger realisieren. Während die technischen Daten der zu verwendenden Projektoren in Bezug auf Auflösung und Helligkeit bei einer Planung oft im Mittelpunkt des Interesses stehen, werden die Eigenschaften der Bildwandfläche selbst oft untergeordnet behandelt. Dabei führen erst beide Komponenten zu optimaler Bildqualität. Für die verschiedensten Anwendungsfälle besteht ein breites Angebot von Projektionsuntergründen mit unterschiedlichsten Ausrichtungen.
Konfektionierung der Projektionsfolien (Bild: Christoph Hilger / AV Stumpfl)
Um ein Bild zu projizieren, bedarf es einer geeigneten Fläche. Jede möglichst helle Wand wäre dazu grundsätzlich nutzbar. Geht es jedoch um eine qualitativ hochwertige Darstellung, sind Projektionsleinwände dafür besser geeignet. Erst eine glatte Fläche und ein auf den jeweiligen Einsatzzweck abgestimmtes Material führen zu optimalen Ergebnissen. Bei der Auswahl ist daher der geplante Anwendungsfall zu betrachten. Für den mobilen Einsatz im Eventbereich empfehlen sich auf Rahmenkonstruktionen aufgespannte Bildwände, die üblicherweise aus Polyvinylchlorid (PVC) hergestellt werden. Bei größeren Flächen werden einzelne Bahnen mittels Hochfrequenz-Schweißverfahren mit speziellen Maschinen nahezu unsichtbar miteinander verbunden.
Knüpfbare Aufprojektionswand auf Aluminiumrahmen von AV Stumpfl (Bild: Christoph Hilger / AV Stumpfl)
Ein wichtiges Gütekriterium ist der sogenannte Leuchtdichtefaktor. Dieser Faktor, auch Gain genannt, beschreibt den Wirkungsgrad einer Projektionsfläche. In der DIN 19045 sind die Bedingungen beschrieben, wie die Lichtausbeute einer Bildwand im Vergleich zu einer definierten Referenzfläche ermittelt wird. Diese Referenzfläche ist eine weiße Kreidekachel aus Bariumsulfat, deren Leuchtdichtefaktor mit 1 bezeichnet wird. Alle Angaben von Leuchtdichtefaktoren der einzelnen Hersteller sollten sich immer auf diese Referenzfläche nach DIN 19045 beziehen.
Die Folienteile werden miteinander verschweißt (Bild: Gerriets)
Gemessen wird die Leuchtdichte bei unterschiedlichen Betrachtungswinkeln. Die Leuchtdichte ist üblicherweise am höchsten, wenn das projizierte Licht senkrecht auf die Bildwand fällt und der Betrachter in der gleichen Achse auf die Projektionsfläche schaut. Die Projektionsachse und die optische Achse sind in diesem Fall gleich, der Betrachtungswinkel ist 0° und hier wird der maximale Leuchtdichtefaktor gemessen. Je weiter sich ein Betrachter aber außerhalb der Projektionsachse befindet, desto größer wird der Betrachtungswinkel und umso kleiner wird in der Regel die Leuchtdichte des reflektierten Lichts. Ein Leuchtdichte-Diagramm zeigt den Leuchtdichtefaktor beim jeweiligen Betrachtungswinkel. Je flacher der Kurvenverlauf ist, desto gleichmäßiger ist die Leuchtdichteverteilung der Projektionsfolie. Je steiler die Kurve ist, desto mehr neigt die Projektionsfolie zum Hot-Spot und ist für bestimmte Einsatzzwecke wie zum Beispiel Softedge-Projektionen nicht geeignet. Eine weitere grafische Darstellungsart der Leuchtdichteverteilung in Abhängigkeit zum Betrachtungswinkel ist eine sogenannte Leuchtdichtefaktor-Indikatrix. Professionelle Anbieter von Projektionsflächen liefern diese Daten, damit der Interessent das für ihn optimale Material bestimmen kann. Bei den meisten Standardanwendungen sollte das auf eine Bildwand auffallende Licht breit streuend reflektieren und keine ausgeprägte Vorzugsrichtung der Reflexion haben, damit auch seitliche Betrachter noch ein gutes Bild sehen können.
0-Achse und seitliche Betrachtungswinkel einer Aufprojektion
Es gibt allerdings auch Ausführungen für spezielle Anwendungsfälle, bei denen die Leuchtdichte in Richtung Mittelachse besonders hoch ist. So ist es möglich, dass es Leuchtdichtefaktoren größer als 1 gibt. In diesen Fällen reflektiert oder transmittiert eine Projektionsfläche mehr Licht als die weiße Referenzfläche der DIN 19045. Üblicherweise geht die Anhebung in der Mittelachse jedoch mit einem Abfall zu den Seitenwinkeln einher, sodass sich solche Materialien besonders eignen, wenn sich die Betrachter vorzugsweise im Bereich der Mittelachse befinden.
Der unmittelbare Nutzen einer Lichtbildwand mit höherem Gain liegt auf der Hand: Um ein ebenmäßig helles Bild im Vergleich zu einer Wand mit geringerem Leuchtdichtefaktor zu erzeugen, reicht eine geringere Projektorleistung – zu Zeiten knapperer Budgets ein einzurechnender Faktor.
Eine weitere mögliche Unterscheidung besteht im räumlichen Verhältnis Projektor – Leinwand – Betrachter: Handelt es sich um eine Aufprojektion, bei der sich der Projektor auf der gleichen Seite der Leinwand wie der Betrachter befindet oder soll es eine Rückprojektion werden, bei welcher sich der Projektor aus Sicht des Betrachters hinter der Leinwand befindet? Das Deutsche Institut für Normung e.V. (DIN) hat in DIN 19045-4 mit dem Titel „Projektion von Steh- und Laufbild“ die verschiedenen Projektionswände klassifiziert und in verschiedene Bildwandtypen mit den Bezeichnungen D, R, B und S eingeteilt. Mit den verschiedenen Bildwandtypen kann man die Projektionstechnik an die räumlichen Gegebenheiten, an die Raumgröße und die Sitzanordnung der Betrachter anpassen.
Leuchtdichtediagramm einer Folie für Auf- und Rückprojektion in Abhängigkeit vom Betrachtungswinkel: Gain in der 0-Achse bei Aufprojektion (rot) 1,89, bei Rückprojektion (blau) 0,58 (Bild: AV Stumpfl)
Dabei decken die Bildwandtypen D und R die häufigsten Anwendungsfälle ab. D steht für Diffus und beschreibt eine Aufprojektionswand, die das auffallende Licht breitstreuend reflektiert und keine ausgeprägte Vorzugsrichtung der Reflexion aufweist. Solche Folien sind auch in lichtdichter Ausführung erhältlich, die kein auftreffendes Licht durchlassen, damit dies nicht durch Transmission verschwendet, sondern möglichst in Richtung der Betrachter reflektiert wird. Erreicht wird dies oft durch Verbindung verschiedener, aufeinander liegender Folien. Zusätzlich werden so auch störend von der Rückseite einstrahlende Lichtanteile verhindert.
Der Typ R bezeichnet eine Bildwandfläche für Rückprojektion, bei welcher das von hinten auftreffende Licht nicht reflektiert, sondern durchgelassen wird (Transmission). Insbesondere bei Rückprojektionsfolien ist eine gleichmäßige diffuse Lichtverteilung notwendig, um einen sogenannten Hotspot – für den Betrachter wahrnehmbare Hell/Dunkelunterschiede – zu vermeiden. Von den einschlägigen Anbietern werden sowohl für Auf- als auch für Rückprojektion universell verwendbare Folien angeboten, um dem Anwender möglichst hohe Variabilität zu bieten. Für diese Produkte liefern professionelle Hersteller natürlich zwei Gainwerte – jeweils für Auf- und Rückprojektion. Allerdings gilt auch hier – wie oft bei Multifunktionalität: Wer Alles etwas kann, kann üblicherweise Nichts besonders gut.
Für Spezialanwendungen sind die Typen S und B definiert: Bei einer Leinwand Typ S (specular/spiegelnd) wird das vom Projektor kommende Licht wie von einem Spiegel reflektiert. Erreicht wird dieser Spiegeleffekt durch eine Metall- oder Silberschicht auf der Bildwandoberfläche. Solche Bildwände haben üblicherweise einen erhöhten Gain-Faktor und eine ausgeprägte Vorzugsreflexionsrichtung in Richtung der gespiegelten Einfallsachse.
Bildwände mit metallischen Pigmenten werden für 3D-Projektionen nach dem Polarisationsverfahren benötigt. Nur diese sind in der Lage, die zur Trennung des linken und rechten Bildes eingesetzten unterschiedlichen Polarisationsrichtungen des Lichtes mit unveränderter Polarisation zu reflektieren. Der Bildwandtyp B (beaded/beperlt) funktioniert ähnlich wie der zuvor beschriebene Typ S, nur dass das Licht in Richtung des Lichteinfalls „retroreflektiv“ zurückreflektiert wird. Dies wird durch eine Kristall- oder Perloberfläche erreicht. Auch diese Bildwände besitzen neben höherem Kontrast einen größeren Leuchtdichtefaktor, was zu Lasten des maximalen Betrachtungswinkels geht. Einsatzmöglichkeiten sind die Erzeugung eines möglichst hellen Bildes bei Verwendung eines nicht sehr leistungsstarken Projektors, der Einsatz in nicht verdunkelbaren Räumen oder die gewollte Begrenzung einer seitlichen Einsicht. Sogenannte Hellraumleinwände mit parabolisch gekrümmter Fläche werden für Aufprojektionen mit Gain bis zu 26 angeboten.
Leinwände werden in unterschiedlichen Farben angeboten – von weiß bis nahezu schwarz. Für möglichst verlustfreie Projektionen eignen sich besonders helle Materialien. Soll die Projektionsfläche jedoch zum Beispiel in einem Bühnenbild eingebunden und bei Nichtbespielung möglichst unauffällig sein empfehlen sich eher dunklere Ausführungen, die auch üblicherweise weniger Störlicht reflektieren. Die Materialfarbe hat Auswirkungen auf den Leuchtdichtefaktor und damit möglicherweise auf die notwendige Projektorenstärke. Bei dem Einsatz von dunklen Folien werden im Vergleich zu hellen Flächen höhere Projektorenleistungen nötig sein um auf die gleiche Bildhelligkeit zu kommen. Aber auch Farbwiedergabe und Kontrastverhalten einer Bildwand können interessante Aspekte für eine Auswahl sein.
Folienmaterial in verschiedenen Farben von AV Stumpfl (Bild: AV Stumpfl)
Die Reflexion bzw. Transmission einer Leinwand muss in Bezug auf die Farbwiedergabe über das Farbspektrum nicht immer gleich hoch sein, sondern kann sich in einzelnen Wellenlängen des für das menschliche Auge wahrnehmbaren Lichtes – der Bereich zwischen etwa 380 bis 780 Nanometer – unterscheiden. Bei besonders hohen Anforderungen an exakte Farbwiedergabe sollte man sich die von professionellen Anbietern zur Verfügung gestellten Farbspektogramme der einzelnen Folien ansehen. Eine gute Farbwiedergabefähigkeit erkennt man an einer Gleichmäßigkeit der verschiedenen Wellenlängen des Farbbereiches.
Farbspektrogramm einer Projektionsfolie (Bild: Gerriets)
Auch in Bezug auf den Kontrast bestehen Unterschiede bei den einzelnen Produkten: Bei einem guten Kontrast werden schwarze Bildteile vom Betrachter als schwarz und weiße Bildteile als weiß wahrgenommen. Naturgemäß lässt sich ein weißes Bild auf einer weißen Bildwand besser projizieren als auf einer dunklen. Schwarze Bildbereiche kann man wiederum auf einer dunklen Fläche optimaler erzeugen – man erhält einen besseren Schwarzwert.
Ein Projektor kann kein „schwarzes Licht“ projizieren. Schwarz entsteht nur durch die Abwesenheit von Licht – auch von Störlicht – an diesen Stellen. Ein guter Kontrast besteht dann, wenn der Unterschied zwischen dargestellten schwarzen und weißen Bildteilen möglichst hoch ist. Um auf die verschiedensten Anforderungen der Anwender einzugehen bieten die Hersteller auch hier Produkte mit unterschiedlichen Fähigkeiten an.
Bildwände müssen nach DIN 19045-5 mindestens normalentflammbar sein. Sollen diese in Deutschland im Bereich der Versammlungsstättenverordnungen der jeweiligen Länder verwendet werden, müssen sie allerdings schwerentflammbar sein. Die Klassifizierung von Baustoffen wird in Deutschland nach der DIN 4102 Teil 1-4 festgelegt. Grundsätzlich regelt diese DIN Prüfungen und Anforderungen an das Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen. In der DIN 4102-1 ist das Testverfahren genau beschrieben. Andere Länder haben ebenfalls eigene nationale Prüf- und Klassifikationsnormen für das Brandverhalten, so gilt zum Beispiel in Frankreich die NF P 92-503, in England BS 5867 und in den USA NFPA 70.
10 × 56 Meter große Projektionsfolie auf einem Messestand von Samsung (Bild: Gerriets)
In den meisten europäischen Ländern ist die europäische Norm EN 13501-1 für die Baustoffklassifizierung mittlerweile etabliert, wobei die nationalen Normen – wie auch in Deutschland – teilweise noch parallel zu den europäischen Normen gelten. Professionelle Anbieter geben Auskunft über eine bestehende Klassifikation und deren Prüfgrundlagen ihrer Produkte. Bei der Entscheidung für ein Produkt sollte man sich daher auch hier mit dem geplanten Einsatzzweck beschäftigen, um die gesetzlichen Anforderungen erfüllen zu können.
Leinwände in Standardformaten wie 16:9 oder 4:3 sind allerdings nur ein Teilbereich der möglichen Anwendungen. In vielen Fällen werden Folien als Sonderanfertigung für einen bestimmten Einsatz konfektioniert und verbaut. Aber nicht nur die bisher beschriebenen PVC-Leinwandmaterialien eignen sich zur Projektion: So gibt es ein weites Feld von Materialien, mit denen sich beeindruckende Effekte realisieren lassen. Im Theaterbereich bereits lange bekannt sind semitransparente, textile Produkte, die Projektionen abhängig von der Beleuchtungssituation mit Durchsicht auf den dahinter befindlichen Raum ermöglichen. Dieser Effekt ist auch Branchenfremden vertraut: Sieht man von außen bei Tageslicht auf ein Hausfenster mit Gardine, kann man üblicherweise nicht in den unbeleuchteten Raum dahinter schauen. Der gleiche Blick bei Dunkelheit im Außenbereich und einem beleuchteten Zimmer gibt abhängig von der Dichte des Stoffes den Blick in das Innere frei. Kann man wie im Theater oder einer Halle die Beleuchtungssituation im Raum beeinflussen, ergeben sich dadurch vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten.
Frostfolie vor einer LED-WandDie Folie bildet die hellen Aspekte der projizierten Medien ab, während die wiedergegebenen dunkleren Aspekte im Hintergrund bleiben und damit einen dreidimensionalen Effekt erzeugen. Der Abstand zwischen der LED-Wand und der Diffusionsfolie beträgt circa 5 cm; der Pixelpitch der LED-Wand beträgt 5,7 mm (Bild: Caleb Tkach)
Beleuchtet man eine im vorderen Bereich einer Bühne hängende formatfüllende Gaze oder einen Tüll schräg von vorn und sorgt dafür, dass der verbleibende Bühnenraum dahinter dunkel bleibt, wird diese vordere Ebene weitgehend blickdicht und ermöglicht dem Publikum zum Beispiel verborgene Umbauten oder Auftritte. Beleuchtet man den Raum hinter dem Gewebe und nimmt dessen direkte Beleuchtung weg, wird es abhängig von der Gewebedichte transparent. Eine weitere Möglichkeit ist die Kombination eines semitransparenten Gewebes mit einer mit Abstand dahinter befindlichen Projektionsfläche. Eine Aufprojektion eines entsprechend positionierten Projektors wird so sowohl auf der vorderen als auch auf der hinteren Ebene sichtbar. Bei einer Projektion von beispielsweise Schneeflocken auf diesen beiden Ebenen können dreidimensionale Eindrücke mit hoher Tiefenwirkung erzeugt werden. Eine solche Kombination von halbdurchsichtigem Gewebe mit dahinter liegender Bildwand wird gerne genutzt um unerwünschtes Störlicht – zum Beispiel von Bühnenscheinwerfern – von der Projektionsfläche abzuhalten. Auch bei Lasershows finden solche Gewebe Verwendung, da sie sowohl eine Durchsicht auf die Laserstrahlen als auch die Darstellung von grafischen Elementen auf der Fläche ermöglichen.
Gobelintüll als Projektionsfläche für eine Lasershow (Bild: tarm)
Klassiker im szenischen Bereich sind die Gewebe Erbs- und Gobelintüll. Erstgenannter besitzt wabenförmige Zellen mit sechseckiger, nahezu kreisförmiger Lochform und bietet dadurch eine hohe Transparenz. Da er über weniger geschlossene Fläche verfügt ist die Aufnahmefähigkeit von auftreffendem Projektionslicht geringer. Die Webart Gobelintüll führt zu rechteckigen Zellen mit höherer Dichtigkeit und dadurch besserer Sichtbarkeit eines projizierten Bildes bei weniger Transparenz. Um auch hier den jeweiligen Anwendungsfällen Rechnung zu tragen sind diese Gewebe in Weiß, Schwarz und Grau erhältlich und auf Wunsch sogar in Sonderfarben einfärbbar. Da Erbstüll nicht sehr formstabil ist und leicht zum Taillieren neigt, wird dieses Material oft für den Einsatz seitlich gespannt oder geführt. Gobelintüll ist hier unempfindlicher und kann frei im Raum hängen. Auch Gewebe wie Voile, Schleiernessel oder Laserscrim bieten noch eine gewisse Transparenz.
Raffbarer Gobelintüll als Projektionsfläche auf der Adele-Tourproduktion (Bild: Movecat / Ralph Larmann)
Aktuelle Produktionsbeispiele für textile Projektionsflächen aus dem Tourneebereich sind die letzte Adele-Tour, bei der ein 29 Meter breiter und 9,5 Meter hoher raffbarer Gobelintüll verwendet wurde und die Tourproduktion von Xavier Naidoo, bei welcher sechs um eine Centerstage angeordnete Rollleinwände mit Trevira CS Voile bestückt wurden.
Technologisch etwas aufwändiger sind Materialien, die dem Bereich Visual Effects zuzuordnen sind. Eine selbstklebende Projektionsfolie mit der Bezeichnung „Inviscreen“ verwandelt Glas- und Fensterscheiben in Projektionsflächen. Aufgrund der glasklaren Beschaffenheit ist die Folie tagsüber nicht zu sehen. Nachts oder in dunklen Räumen kann auf die hochtransparente Polyesterfolie projiziert werden. Je nach Helligkeit hinter den Fenstern sind Objekte – wie zum Beispiel eine beleuchtete Hochhaus-Skyline – weiterhin sichtbar und können so Teil der Bilddarstellung werden.
Effektfolie Pepper´s Ghost In der Folie spiegelt sich das Bild der davorliegenden LED-Wand (Bild: Gerriets)
Für Projektionen auf Glasflächen lassen sich auch schaltbare Systeme nutzen, deren Flächen mittels angelegter Spannung auf Knopfdruck transparent oder bei Unterbrechung opak geschaltet werden können. Bei diesen LC-Folie oder LC-Glas genannten Technologien wird eine Flüssigkristallfolie (Liquid Crystal) entweder zwischen zwei Glasscheiben laminiert oder einseitig auf eine bestehende Glasfläche aufgebracht. Die maximalen Größen sind hier allerdings bei einem 16:9 Format auf 3,4 x 2,2 Meter beschränkt. Bauartbedingt sind diese Systeme besonders für eine Rückprojektion geeignet. Nicht zu verwechseln ist diese LC-Technologie mit elektrochromen Glas, welches eher im Bauwesen eingesetzt wird und dessen optische Veränderung eine gewisse Zeitdauer in Anspruch nimmt.
Ein weiteres Produkt aus dem Bereich Visual Effects ist die hochtransparente, reflektierende Spezialfolie „Pepper´s Ghost“. Die gewünschte Animation wird von einer horizontalen LED-Wand erzeugt und auf die in einem 45°-Winkel angebrachte Folie gespiegelt. Das Publikum sieht nur die Illusion, die Spezialeffektfolie ist dabei unsichtbar.
Holo-Gauze mit Aufprojektion vor einem Bühnenakteur (Bild: Gerriets)
Aus Polyamid und einem eingewebten neunprozentigen Anteil von Silberfäden wird der Spezialtüll Holo-Gauze gefertigt und ist damit ultratransparent, hochreflektierend und polarisationserhaltend. Dadurch werden Anwendungen mit Hologrammeffekten bis hin zu echten, dreidimensionalen Projektionen mit Polarisationsfiltern ermöglicht. Der Aufbau ist aber zu der vom Effekt vergleichbaren Peppers Ghost-Folie erheblich einfacher, da die Holo-Gauze wie ein Erbstüll vor die zu bespielende Fläche gehängt wird.
Entscheidend für die Auswahl des richtigen Materials einer Bildwandfläche ist die genaue Analyse der geplanten Anwendung. Neben Eigenschaften wie Leuchtdichtefaktor, Betrachtungswinkel, Farbwiedergabe und Kontrastverhalten sind weitere Faktoren wie Brandschutzklassifizierung und Verarbeitungsmöglichkeiten zu berücksichtigen. Aus dem vielfältigen Produktportfolio professioneller Anbieter lässt sich sicherlich das optimale Produkt finden.
Bildwandflächen werden oft mit schwarzen Umrandungen ähnlich einem Passepartout versehen, um einen höheren Kontrasteindruck zu erzeugen. Abgesehen davon vereinfacht der schwarze Rand die Projektor-Einrichtung, da mögliche leichte Randüberstrahlungen darin verschwinden. Randlose, im Raum hängende Bildflächen erlauben hingegen den Eindruck eines fliegenden Bildes.
Sollen hinter der Bildfläche Lautsprecher montiert werden, können Folien mit Perforierung verwendet werden, die schalldurchlässig sind. Eine Mikroperforierung mit 300.000 Löchern pro Quadratmeter und einem Lochdurchmesser von 0,5 mm führt zu circa 6% offener Fläche. Ab einem gewissen Abstand ist diese nicht mehr wahrnehmbar, kann aber im ungünstigen Fall bei hochauflösenden Bildern zu unerwünschten Moiree-Effekten führen. Ab gewisser Höhe einer Bildfläche muss diese mit einer Gewebeverstärkung hergestellt werden, da eine reine PVC-Folie ihr Gesamteigengewicht an der Oberkante nicht mehr halten könnte und sich verziehen oder sogar abreißen würde.
Beachten sollte man besonders bei mobiler Verwendung auch, was mit der Leinwand geschehen soll, wenn der jeweilige Einsatz abgeschlossen ist. Hier geben Hersteller Hinweise bezüglich Lagerungs- und Reinigungsarten. Bei der Herstellung einer PVC-Folie werden dem Kunststoff auch Weichmacher zugesetzt, um das Material flexibel zu machen. Mit zunehmender Alterung lässt dieser Effekt jedoch nach. Weitere Feinde der Folien sind je nach Ausführung geknickte Lagerung sowie Verarbeitung bei zu niedrigen Temperaturen, welche zur Bruchbildung führen können.
Es gibt auch spezielle Projektions-Wandfarben, um eine bestehende Wand mit besseren Reflektionseigenschaften ohne bildformatige Aufbauten zu erhalten. Die Güte der optischen Eigenschaften ist allerdings sehr abhängig von der jeweiligen Verarbeitung und lassen sich nur durch aufwändige Messverfahren nach Fertigstellung objektiv überprüfen.
Kommentar zu diesem Artikel
Pingbacks