当投影机被用于各种教室和会议室场所时，至关重要的就是确定提供合适的图像所需要的投影机照度。投影机所提供的照度是确定图像可视性、价格和屏幕尺寸的一个重要因素。
    本文描述了跟投影机光线输出相关的若干概念以及房间中环境或其它光源引起的背景光线的影响。为了达到这一目的，引入了图像对比度的概念，并关联到与背景光线比较的图像光线级别。
    屏幕上的图像
    为了了解投影机和环境，我们需要记住我们所看的图像是就是我们所期待的。屏幕就是显示图像的地方。屏幕的作用是作为一个表面，把图像背后的光线反射回我们的眼睛。当考虑不同的投影配置时，屏幕可以比图像大得多。应当记住的是：来自投影机的光线创建图像，由图像提供我们感兴趣的信息或图画。
    对于投影机来说，流明数表示来自透镜的光线的量。对于所有的白色图像，当它被投影到屏幕上时，光线被均匀地分布在图像上。实际图像由没有光线的暗区或其它存在色彩，如绿色或红色的区域构成。然而，投影机是用全白图像来额定最大光线大小的。
    考虑来自投影机的光线的一种方式就是，它类似于从沐浴花撒上出来的水。随着沐浴花撒的距离增加，水被喷射到更大的面积上。不论你是接近或远离沐浴花撒，出水量是恒定的。如果我们距离沐浴花撒再远一些，那么，落在固定面积上的水，如你手上的水就开始减少。
    当我们增加图像面积时，投影光线会发生相同的效果。落在小的固定区域的光线开始减少。光线的总量仍然是一样的，但是，它只是要投影到更大的图像上。
如上所述，光线是由所谓的“流明”单位度量的。投影机提供一定量的流明。该流明被分布在图像区。为了确定实际的流明级别，全白色图像被投影到屏幕上，并在白色图像的9个位置进行测量。与此同时，要测量图像大小并计算总的流明。
    随着图像变得更大，在任何固定的面积—如1平方英寸—内，流明数被降低。在单位面积内的光线越低，图像的亮度就越小。
    例如，3×4英尺的图像具有12平方英尺的面积。如果投影机具有1000流明的输出，那么，如图1所示，图像的每一平方英寸就有1000/12=83流明的亮度。
    如果通过延长投影距离把屏幕上的投影机图像增大到6×8英尺，那么，图像面积就是48英尺，每平方英寸的流明数变为1000/48=21。因此，通过把图像增大4倍，我们把每平方英寸的流明数减少了4倍。再次如图1所示。

    因为流明描述了用来产生图像的光线大小，它直接与我们眼睛看到的图像有关，并且，我们称之为图像亮度。对于这个例子，当图像尺寸增加4倍时，亮度减少4倍。至关重要的是记住：图像亮度由所投影的图像的尺寸所决定。对于投影机来说，我们可以把它们移近屏幕，以产生更小但更亮的图像。然而，我们通常利用投影机来提供大屏幕的图像。因此，对于任何投影机来说，在图像尺寸和亮度之间，都存在一个折衷。为了增加图像尺寸并保持相同亮度的图像，我们必须采用一个输出更多流明数的投影机。
    采用更高输出的投影机看来是简单的解决方案，但是，流明输出是支配投影机成本的主要因素之一。因此，在现实世界中，良好的选择就是投影机以最小数量的流明数来完成任务。
    第二个重要考虑就是：在大多数房间中都有一个落在屏幕上的其它光源。这就是来自窗户和房间中电灯的环境或背景光线。
    背景光线
    大多数投影机环境并不总是黑暗的。环境光线落在屏幕上产生背景光线，投影图像就叠加在它上面。当确定图像应该多大且需要多少流明时，必须考虑背景光线或环境光线。
    为了掌握这一点，我们能延伸沐浴类比。如果沐浴在室外，当时正好有暴风雨，那么，沐浴喷头出来的水中就夹杂着雨水。
    我们都知道随着背景光线的增加，要看清楚图像就越来越困难，我们就考虑这种情况。图像变得阴暗并可能看来“模糊不清”。
    所真正发生的事情是图像对比度被环境光线降低了。光线对图像的贡献的大小保持一样，然而，房间中的其它光源已经把更多的光线叠加到屏幕上。
 
    考虑图2所示的情形，房间光线对总面积为3×4英寸的屏幕贡献了200流明的环境光线。对于一幅图像，这导致屏幕的每平方英寸的背景光线级别为200/12=16流明。现在，当图像是白色时，如果我们的投影机在每平方英寸上提供83流明的亮度，那么，在该区域上的总光线亮度为83+16=99流明。
    这最初看来可能是有好处的，因为光线亮度增加了；然而，在没有光线的图像暗区，仍然有16流明的亮度。因为图像是由图3所示的黑白区域构成的，我们通过考虑“对比度”，可以考虑其对图像的影响。
    图像对比度
    对比度是对图像最亮部分与最暗部分之比的测量。在前面的例子中，对比度刚好就是99流明的亮度除以16的暗度或99/16=6。如果我们把投影机的光线增加一倍，达到2000流明，那么，对比度几乎翻一番。亮区为182(83+83+16)除以暗级，仍然为16或182/16=11。因此，对比度已经从6提高到11。
    另一方面，如果当房间光线增加一倍时，亮度级别成为115(83+32)，而暗区增加到32流明。因此，对比度是115/32=4。由于对比度低至4，我们必须问：对于屏幕上的图像，什么对比度是良好的？
    如图4，对比度级别为2，让我们能够看到图像，但是，不是非常清楚。对比度为20让我们看到大多数图像，但是，仍然不能产生丰富生动的图像。对比度级别超过200时，图像观看效果极佳。
    目前，大多数投影机产生的图像的对比度超过200，然而，当在房间光线条件下，投影机到屏幕导致的对比度很低时，我们如何了解房间光线对所导致的对比度的影响？我们能够确定投影机所需要的光线亮度吗？此外，考虑这种情形的一种方式就是问：如果要产生合适的图像，我们需要减少多少环境光线？
    有几种办法可以回答这些问题。一种办法是利用不同光线亮度级别的投影机进行试验。另一种办法是在屏幕上测量房间光线的亮度并估计对比度。
    此外，还有一种办法就是采用已知流明输出的投影机，并设置图像大小，用增加的流明输出来模拟更大的图像。为了做到这一点，一种办法就是采用已知流明的投影机，并使图像的尺寸为所想要的图像尺寸的1/4。如果该图像具有令人满意的亮度和对比度，那么，你需要一个流明数为4倍的投影机。
    例如，如果我们回到照度为1000流明的投影机的例子，在较大的屏幕上，图像可以被投影到一个3x4英尺的面积上。如果图像对比度是令人满意的，那么，这种流明级别可预知适用于更大的图像尺寸。6x8英尺的图像的面积将大4倍，因此，投影机将需要提供4000流明的照度，以形成相同对比度的图像。对于不同图像尺寸的因子如表1所示。

表1
图像尺寸(H×W，英尺)	图像对角线(英寸，4:3长宽比)	面积因子	图像面积(平方英尺)
3×4	60	1	12
6×8	120	4	48
9×12	180	9	108

    环境光线级别
    另外一个选项就是降低背景光线。这可能包括遮蔽从窗户透过的光线，并关灯以减少落在屏幕上的光线。
    表2给出了一些针对不同环境的典型光线级别。在大多数情形下，非常暗的影院设置对于学校、研讨会或演讲教室不一定管用。对于大多数情形来说，在屏幕上的背景两度通常低于每平方英寸2流明。   

表2
条件	背景亮度级别(每平方英寸流明)
电影院	0.1
低光线亮度的房间	1-2
正常的房间	30到60
用于阅读的桌面	40到60
具有窗口的房间，没有阳光；	50到100
具有窗口的房间，有阳关；	1000到5000
室外	5000到10000

    在一些存在窗口的情形下，非常难以遮蔽光线。然而，在阳光进入房间的情形下，通常都需要某种形式的遮蔽。这是因为直射阳光的亮度极高。3x3英寸的窗口能方便地让2000流明以上的光线进入房间。
    把背景亮度为仅仅2流明/平方英寸与投影机照度为1000流明的情形进行比较，那么， 4x3平方英寸图像的最大对比度是屏幕的83流明亮度加上2流明的背景亮度，从而得到屏幕上亮区的亮度为85流明，暗区的亮度为2流明，对比度为42(85/2)。42的对比度看来不高，但是，那通常就是人们在房间中以舒适的低光线级别观看的情况。
    本文总结
    利用上述概念，我们可以评估不同的投影机及环境的影响。记住：投影光线跨越空间到达屏幕的过程中，光线不会被衰减；然而，如果投影图像变得更大，在固定区域中的光线就会变少，图像看起来就没有这么亮。我们现在都知道如何利用图像的面积来计算光线的变化。
    第二个主要因素是背景光线。这会造成图像变的褪色或对比度降低。许多当今的投影机的照度为1,000到3,000流明，而背景光线级别是确定对比度的主要因素。因此，对于最优化的图像来说，至关重要的是背景光线被降低到尽可能最低的级别。
    有预测对比度的其它方式，如利用曝光表测量流明的大小。此外，采用专用屏幕和背投配置，也可以改进对比度。尽管这些方法确实提供较高的对比度级别，它们通常需要增加成本。
    利用现有的投影机和一幅简单的屏幕，我们通常受限于控制背景光线的选项。然而，即使当采用较高光线输出的投影机时，背景光线仍然存在问题。那是因为我们宁愿舒适的生活环境在正常的日光或室内光线照射下有大量的光线。因此，在几乎所有的投影机安装中，图像亮度和对比度都成为最重要的因素。