Lumen - Erklärung & Vergleich (ANSI / ISO / CVIA / Nits)


25.01.2024
Ekki Schmitt

Lumen - Erklärung & Vergleich (ANSI / ISO / CVIA / Nits)



“ANSI Lumen” vs ”ISO Lumen” vs ”CVIA Lumen” vs. ”Nits (cd/m²)”

Kauft man einen neuen Projektor oder LaserTV, ist die Lichtleistung ein entscheidendes Qualitätsmerkmal. Je mehr Lichtreserven er hat, desto besser kann er sich gegen Fremdlicht durchsetzen oder Highlights in HDR-Bildern darstellen oder größere Bilder erzeugen. Angegeben wird die Lichtleistung bei Projektoren und LaserTVs in Lumen, entsprechende Angaben findet man immer in den technischen Daten der Hersteller.

Doch die Hersteller wissen natürlich auch, dass eine hohe Lumenangabe einen hohen Werbeeffekt hat und versuchen daher entsprechend, die Angaben hoch zu „pushen“. Aus diesem Grund ist den Werksangaben immer ein gewisses Maß an Misstraue entgegen zu bringen.

Im Laufe der Jahre wurden auch von unabhängigen Organisationen Messstandards zur Helligkeit festgelegt, die die Angaben vergleichbarer machen sollen. Im gewissen Maße tun sie das auch, doch auf der anderen Seite gibt es mittlerweile gleich drei „konkurrierende“ Institute und die Vergleichbarkeit wird wieder schwieriger, wenn Hersteller nicht die gleichen Verfahren anwenden. In diesem KnowHow Special bringen wir daher im wahrsten Sinne des Wortes etwas Licht ins Dunkle: Wir erklären und vergleichen ANSI Lumen, ISO Lumen und CVIA Lumen!

 


Lumenangabe ohne weiteren Verweis

Als ersten betrachten wir die Herstellerangabe, die auf keines der Verfahren / Institute verweist, sondern einfach nur einen Lumenwert angibt. Bei solchen Angaben ist gänzlich unklar, wie sie entstanden sind: Welche Farbtemperatur liegt zu Grunde? Welche Messpunkte wurden gewählt? Usw… Da die Hersteller möglichst hohe Werte erzielen wollen, ist davon auszugehen, dass diese Angabe nicht sehr praxisnah ist. Man kann hier sicherlich 30% bis 40% abziehen, um einen realistischen Wert zu erhalten.

 


ANSI Lumen

Seriösere Hersteller machen ihre Werksangaben nach dem „ANSI“ Standard. Die Abkürzung steht für „American National Standards Institute“, das hier verwendete Messverfahren wurde also von dem amerikanischen Institut entwickelt. Es gibt zur Messung der Helligkeit ein 100% Weißbild vor und macht neun separate Messungen innerhalb dieses Bildes erforderlich.

 

 

Durch die Messpunkte wird dem Umstand Rechnung getragen, dass die Bildränder weniger Helligkeit aufweisen, als die Mitte. Nach den neun Messungen mit einem Lux Beleuchtungsmesser bildet man den Mittelwert, multipliziert diesen mit der Leinwandgröße und erhält die Lumenangabe.

 

Das Luxmeter misst die Beleuchtungsstärke, anschließend wird in Lumen umgerechnet

 

Das ANSI Verfahren ist bei den Herstellern am weitesten verbreitet und führt bei seriöser Durchführung zu den maximalen Helligkeitswerten, die ein Projektor / LaserTV erreichen kann. Außer Acht gelassen werden aber nach wie vor der verwendete Bildmodus, die Farbtemperatur etc… Für praxisrelevante Ergebnisse kann man hier meist auch 20% abziehen. Die meisten Hersteller veröffentlichen die Lichtleistungen ihrer Projektoren nach ANSI-Standard.

 


ISO Lumen

Alternativ zum ANSI Verfahren gibt es seit vielen Jahren auch das „ISO“ Verfahren. ISO steht für „International Organisation for Standardization“ und hat seinen Sitz in Genf. Hierbei handelt es sich also um ein europäisches Pendant zum amerikanischen Institut (ANSI). Die ISO Auflagen zur Lumenmessung kann man gegen Gebühr von rund €200.- als Dokument „21118:2020“ beim Institut erwerben, oder es auch bleiben lassen, denn wir erläutern die wichtigsten Aspekte:

 

ISO Lumen

Das Messverfahren ist im Grunde dasselbe, wie bei der ANSI-Messung: Es wird ebenfalls ein 100% Weißbild projiziert, in neun Punkten gemessen, der mittlere Lux-Wert gebildet und durch Mutltiplikation mit der Projektionsfläche in Lumen umgerechnet. Hauptunterschiede liegen vielmehr in den strengeren Kriterien zum Messequipment (Lux Meter), der etwas genaueren Messpositionierung (auf Ebene der Leinwand) und strengeren Auflagen zum Messraum. Dies führt dazu, dass die ISO Lumen in der Regel etwas geringer ausfallen, als die ANSI Lumen, sie liegen meist 10% bis 15% niedriger. Als Faustformal kann man also rund 12% von den ANSI Lumen abziehen, um einen ISO Wert zu erhalten. (Die im Netzt kursierenden 20% sind zweifelsohne zu hoch gegriffen).

1000 ANSI Lumen = ca. 880 ISO Lumen

Wie bei der ANSI Messungen werden keine Heimkino-relevanten Vorgaben zur Farbgenauigkeit gemacht, weshalb auch die ISO-Lumen im Vergleich zu „Real World“ Ergebnissen zu hoch erscheinen. Rund 10% kann man also abziehen, für realistische Werte im Heimkino.

Nur wenige Hersteller geben die Beamerherlligkeit nach ISO an, am bekanntesten ist hier der japanische LCD-Riese Epson.

 


CVIA Lumen

Und weiter geht es mit den Messverfahren, schließlich gibt es noch das „CVIA“ Messverfahren. Die Abkürzung steht diesmal für „China Video Industry Association“, also das chinesische Pendant. Obwohl in den Pressemitteilungen stets auf höhere Anforderungen bei der Messung gegenüber ANSI wert gelegt wird, sind die konkreten Vorgaben nur schwer zu finden, wir haben die Arbeit für Sie übernommen: 

 

CVIA Lumen

 

Wenig überraschend setzt auch das CVIA-Messverfahren auf neun Messpunkte und als Ergebnis die Mittelwertbildung. Für die konkrete Beamer-Einstellungen werden tatsächlich weitere Anforderungen gelegt, allerdings in einem sehr großzügigen Rahmen: So muss die eingestellte Farbtemperatur zwischen 6000K und 18000K (strenger 13000K) liegen und die Delta-E Abweichungen zum SDR Farbraum dürfen gewisse Werte nicht überschreiten. Übersetzt heißt dies, dass CVIA Lumen die Videonormen nicht komplett außer Acht lassen, aber auch nicht mit einem kalibrierten Bild zu vergleichen sind. Aus diesem Grund liegen auch die CVIA Lumen im Bereich der ANSI und ISO Lumen. CVIA Lumen werden, wenig überraschend, von manchen chinesischen Beamer- und LaserTV Herstellern genutzt.

 


Wirkliche Praxis-Werte

Unser Vergleich zeigt: Trotz sehr einheitlicher Standards zeigen alle „offiziellen“ Messverfahren lediglich die maximal möglichen Helligkeitswerte, lassen aber da farblich korrekte (kalibrierte) Bild weitgehend außer Acht. Die wirklich praxisnahen Ergebnisse kann man also nur in unabhängigen Tests erfahren, weshalb wir bei HEIMKINORAUM stets zu allen interessanten Modellen entsprechend ehrliche Kurztests veröffentlichen. Als ganz grober Richtwert kann man mit einem Verlust von ca. 20% gegenüber der Werksangabe rechnen. Ein Projektor mit Werksangabe von ca. 2500 ANSI Lumen, bietet ca. ISO 2200 Lumen, 2200 CVIA Lumen und 1900 Lumen bei guten Farben.

 


Wie viel Lumen braucht man überhaupt?

Soweit die Herstellerangaben, doch wie viel Lumen sind überhaupt notwendig? Die Antwort auf diese Frage ist in Bezug zur Nutzung zu setzen:

 

Abgedunkeltes Heimkino

Im dunklen Heimkino bei abgeschaltetem Licht reichen Lichtleistungen von 700 bis 1000 Lumen bereits für ein angenehm helles Bild bei Bildbreiten bis 3m aus. Soll auch HDR mit ansprechender Helligkeit in den Highlights projiziert werden, so empfehlen sich 1200 bis 1500 Lumen. Ideal für HDR sind 1800 bis 2500 Lumen.

 

Wohnzimmerkino mit Fremdlicht abends

Möchte man sein Heimkino nicht komplett abdunkeln, sondern ein dezente Beleuchtung einsetzen, dann sind Lichtleistungen von 1500 Lumen empfehlenswert, damit die Darstellung auf der Leinwand nicht dunkler erscheint, als das Umgebungslicht.

 

Wohnzimmerkino tagsüber

Die Sonne lässt sich nur schwer regulieren, weshalb man tagsüber mehr Licht für Projektionen braucht: Mindestens 2000 Lumen und eine Kontrastleinwand (oder Screen) sollte das System dann schon bieten. Hier gilt auch tatsächlich: Je heller, desto besser, richtig schön wird die Tageslichtprojektion ab 4000 Lumen.

  

Nits & Co: Keine Lumen bei herkömmlichen Fernseher?

Abschließend noch ein Ausflug zu den herkömmlichen Fernsehern mit LCD, LED und OLED Technologie. Hier findet man in den technischen Daten keine Angaben zu Lumen, wie kommt es? Die Antwort ist (zumindest aus physikalischer Sicht) recht einfach: Während ein Beamer mit einer einzigen Lichtquelle eine reflektierende Fläche flexibler Größe beleuchtet, ist ein herkömmlicher TV ein „Selbstleuchter“, die gesamte Fläche strahlt den Zuschauer bei ihm direkt an. Zudem ist die Größe der Fläche bei einem TV stets fest vorgegeben. Deshalb wird bei einem TV die Helligkeit eines TVs als „Leuchtdichte“ pro Quadratmeter angegeben. Die Einheit für die Leuchtdichte sind Candela, die Einheit insgesamt „cd/m²“. Dies ist auch die Einheit, die man in den technischen Daten der Hersteller findet, umgangssprachlich wird sie aber auch „Nit“ genannt.

Maßeinheit für Fernseher: cd/m² (= Nit)

Dieser Unterschied macht Fernseher und Beamer schwer vergleichbar, eine direkte Umrechnung sehr schwer. Und dennoch gibt es eine recht einprägsame Faustformel: 1cd/m² (Nit) entsprich ungefähr 3,4 Lumen. Ein Projektor & LaserTV mit 3000 Lumen entspräche also einem TV mit rund 900 Lumen. Einen (wichtigen!) Haken gibt es aber dabei noch: Dieser Blitzumrechnung bezieht sich lediglich auf eine Bildfläche von 1m². Daher muss noch durch die passende Bildgröße (m²) dividiert werden.

Faustregel:
Cd/m² (Nits) = Lumen / 3,14 / Bildgröße (m²)

Kauft man z.B. einen LaserTV mit 3500 Lumen und setzt diesen auf einen 100“ Screen ein (ca. 2,7m²) so entspricht dieser eine herkömmlichen TV Helligkeit von 3500/3,4/2,7 = 381 cd/m² (Nits). Eine weitere Faustregel: Alles über 180 Nits ist „hell genug“ für Großbilder.

 

Fazit

Sturm im Wasserglas. Auch wenn sie unterschiedlich heißen, alle unterschiedlichen Messverfahren arbeiten im Grunde nach demselben Prinzip und führen zu sehr ähnlichen Ergebnissen. Der „Battle“ ANSI vs. ISO vs. CVIA wirkt daher eher wie ein Wettbewerb um die nationale Deutungshoheit, als um wirklich praxisnahste Ergebnisse. Eine entsprechende Kunden-Verwirrung wird dabei billigend in Kauf genommen. Wer obige Faustformeln berücksichtigt, kann dennoch Produkte vergleichen. Und wer es noch genauer wissen will, der liest unsere Tests oder kontaktiert HEIMKINORAUM per Hotline oder in unseren Standorten vor Ort.

 

 

Hier ein etwas älteres Video zu dem Thema:

 

 

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