Gain d’une toile de projection

 

La diffusion de la lumière

On entend souvent dire que la lumière se réfléchit sur la toile, mais le terme « réflexion » est impropre dans ce cas puisque le principe physique recherché est la diffusion de la lumière et non la réflexion.

En fait, on parle de réflexion lorsque la surface recevant la lumière est lisse, comme celle d’un miroir, et on dit diffusion lorsque la surface est plus ou moins rugueuse. Ainsi, la surface d’une toile de projection n’est jamais totalement lisse pour justement éviter la réflexion qui provoquerait l’apparition d’un point chaud ou hot spot (concentration de la lumière au centre de l’écran).

 

 

Étalon lambertien

La réflectance d’une surface est le rapport entre le flux lumineux renvoyé sur le flux lumineux incident :

r = \frac{\Phi _{r}}{\Phi _{i}}

\Phi _{{r}} : flux renvoyé en lumens par la surface

\Phi _{{i}} : flux incident en lumens reçu par la surface

La réflectance est un nombre sans unité, mais elle peut aussi s’exprimer en pourcents.

 

Un étalon lambertien est une surface de référence qui renvoie bien la lumière (réflectance proche de 100 %) dans toutes les directions selon le principe de la diffusion. C’est ce genre de surface qui est utilisé pour définir le gain d’une toile de projection.

Il existe deux types d’étalon lambertien : ceux dont la surface est recouverte de sulfate de baryum (BaSO4) et ceux dont la surface est composée de Spectralon.

 

Le sulfate de baryum a la propriété d’avoir une forte réflectance (97 %). Sur la photo ci-dessous, vous pouvez voir un étalon lambertien au sulfate de baryum (à droite), l’échantillon de toile à gauche étant la SnoMatte 100 de Stewart et la toile de fond étant la Daylight Reference 1.1 de Xtrem Screen.

Daylight Reference 1.1 en toile de fond, SnoMatte 100 (à gauche) et étalon au sulfate de baryum (à droite)

 

Le Spectralon est un polymère, fabriqué à partir de polytétrafluoroéthylène (PTFE) plus connu sous le nom de « Téflon« , qui possède une réflectance de 99 %.

Étalons en Spectralon

Pour en savoir plus sur les étalons en Spectralon, cliquer ici.

 

La réflectance d’un étalon lambertien étant proche de 100 %, il est alors pris comme référence avec un gain fixé à 1 par convention.

 

 

Gain d’une toile

Pour déterminer le gain d’une toile, le technicien se réfère par rapport à un étalon lambertien. Il projette une mire blanche à 100 IRE, il mesure la luminance de la toile et celle de l’étalon, et il calcule finalement le gain de la toile selon la formule suivante :

gain = \frac{Y_{toile}}{Y_{0}}

Y_{{toile}} : luminance (en cd/m²) de la toile

Y_{{0}} : luminance (en cd/m²) de l’étalon lambertien

Vous pouvez retrouver ce genre de mesures, réalisées par Soulnight alias Florian, sur Cin&Son.

 

Le gain d’une toile peut être quasiment constant quel que soit l’angle de vision, c’est ce que nous voyons sur le graphique ci-dessous à propos de la toile SnoMatte 100 de Stewart.

Stewart SnoMatte 100

 

Toutes les toiles dites « classiques », basées sur le principe de la diffusion de la lumière, vont être dans ce cas. En revanche, les toiles dites « à gain » ont un gain qui dépend de l’angle de vision. C’est ce que vous pouvez voir sur le graphique ci-dessous à propos de la Silver 5D de Stewart.

Stewart Silver 5D

Sur ce graphique, nous pouvons voir plusieurs informations intéressantes. Le gain maximum (peak gain) est obtenu pour un spectateur centré par rapport à l’écran (angle de 0°). Il est mesuré à 2, c’est-à-dire que sous cet angle, un spectateur voit l’image comme deux fois plus lumineuse par rapport à une toile de gain 1. En revanche, au dessus de 33 ° (angle de demi-gain), l’image est vue comme moins lumineuse par rapport à une toile de gain 1. Par ailleurs, la référence de gain 1 est un étalon PTFE, c’est-à-dire qu’ici un étalon en Spectralon a été utilisé comme référence.

Une toile « à gain » ne renvoie pas plus de lumière qu’elle n’en reçoit, mais elle la concentre dans un cône de vision plus étroit. Cette propriété est souvent à l’origine d’un point chaud qui peut être plus ou moins important.

Pour les toiles « à gain », c’est le gain maximum qui est indiqué. Par exemple, pour la Stewart Silver 5D, son gain est de 2.

Une toile est dite neutre si son gain est constant pour l’ensemble des angles de vision et si elle ne modifie pas la colorimétrie. Dans ce cas, on dit qu’elle a un comportement lambertien.

Une toile est dite « à gain positif » si son gain maximum est supérieur à 1. A l’inverse, une toile à gain négatif possède un gain maximum inférieur à 1.

Il ne faut pas confondre les toiles « à gain » avec les toiles dites « techniques ». Celles-ci, en plus d’être des toiles « à gain », possèdent aussi des propriétés de réjection de lumière afin d’en contrôler la diffusion. Ainsi, ces toiles permettent de préserver le contraste de l’image même dans en environnement hostile à la vidéoprojection, comme un salon au plafond blanc et aux murs clairs par exemple. Mais, toutes les toiles « à gain » ne sont pas forcément des toiles « techniques ». Par exemple, la toile Absolute Reference White 2.0 chez Xtrem Screen, est une toile « à gain » sans propriété de réjection de lumière.

 

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Cet article a été rédigé par Hervé Thiollier, consultant / installateur home cinéma.

Site web : ht-consulting.pro

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