Сегодня находят широкое применение в домах и различных организациях проекторы, устройства вывода информации используют для трансляции изображения на специальное полотно, применяемое в качестве экрана. Благодаря этому проецируемая картинка получается большой и приятной для глаза. По качеству изображения они немногим уступают телевизорам. Рынок сейчас наводнен проекторами на любой вкус. При выборе такой электроники нужно точно знать, какие задачи будут ставиться перед аппаратом. Ведь современные модели отличаются друг от друга не только классом и областью применения, но технологиями вывода картинки. Информация об устройстве проекторов и их работе может помочь в выборе.
Виды проекторов
Чаще всего, когда мы слышим о проекторах, представляем гаджет, который установлен в определенном месте. Такой тип устройства вывода информации на вертикальную плоскость очень востребован, хотя он отнюдь не единственный. Стационарные аппараты, как правило, оснащены максимально, поскольку производители не ограничены размерами корпуса. Их сложно брать с собой, зато пользователь получает мощную техническую начинку. Имеется и портативный тип устройства, проекторы эти легко переносить для проведения презентаций в разных местах. В них неплохие характеристики сочетаются с компактностью. Функциональный набор также здесь на хорошем уровне.
Но производители на этом не останавливаются, стараясь сделать размеры аппаратов еще меньше. Результатом чего стало появление девайсов карманного формата и проекторов для мобильных устройств с наименьшими габаритами. Вес первых не превышает отметку в 300 граммов. Для тех, кто находится в движении, модель, умещающаяся в кармане, - это настоящая находка. Однако для обеспечения высокой портативности техническую составляющую немного урезают. Наименьшие модели способны подключаться к смартфонам, что позволяет выводить изображение с экрана телефона. Их отличает легкость и удобство в эксплуатации, однако полезные функции в них сильно ограничены.
Области применения
Также проекторы классифицируются на офисные и домашние. Аппараты для дома выводят широкоформатную картинку с высокой контрастностью и реалистичностью, а также обладают качественным звуком, за счет чего можно с удовольствием смотреть фильмы, способные полностью погрузить зрителя в гущу событий. Размер светового потока в таком случае имеет второстепенное значение. Что касается гаджетов для работы в условиях офиса, то они более универсальны.
Чем отличаются домашние проекторы от офисных?
Домашние проекторы отличаются от офисных по некоторым параметрам, из которых стоит выделить следующее:
- формат экрана;
- разъемы и их назначение;
- производительность;
- вес корпуса;
- цветопередача;
- уровень шума и ресурс лампы;
- встроенные динамики.
Устройство и принцип действия
Устройство проекторов в большинстве своем отличается мало. Технический арсенал мультимедийного аппарата состоит из оптической системы, модулятора изображения, лампы, систем очистки и охлаждения, а также электронной начинки. Световой прибор, коим, по сути, является проектор, перенаправляет свет от лампы с концентрированным потоком на необходимую плоскость. Это довольно сложные по содержанию устройства, условно разделяющиеся на две категории. В первую входят модели с CRT-технологией получения изображения, оборудованные электронно-лучевыми трубками в количестве трех штук, а во вторую - девайсы DLP, LCD и LCoS, работающие с помощью фиксированной матричной структуры. Последние пользуются большей популярностью, так как обеспечивают более высокое качество. В устройство мультимедийных проекторов, как правило, входят ZOOM-объективы, благодаря им размер изображения меняется без необходимости перемещать сам аппарат. В некоторых моделях фокусное расстояние изменяется с помощью пульта управления, а в других - регулировкой объектива вручную. Последний способ не так удобен, но производит настройку более точно.
В большинстве случаев применяются металлогалогенные лампы, способные испускать больше светового потока, чем галогенные с аналогичной мощностью. Но к концу срока службы их эффективность снижается вдвое. Также используются в устройстве проекторов лампы проекционного типа с низким энергопотреблением и высоким потоком света, они отличаются более естественным спектром. В современных проекторах устанавливаются очень долговечные источники света, ресурс которых может варьироваться от 1000 до 4000 часов. Чтобы своевременно произвести замену данного элемента, в каждом аппарате предусмотрен счетчик.
Оптика отвечает за перенаправление света к дисплейной панели. В нее входят такие компоненты, как зеркала, призмы и линзы для проекции. Модуляторы изображения отвечают за уровень яркости, разрешение и быстродействие, сегодня используются системы DLP, LCD, LCoS и CRT, о них подробно будет рассказано далее. Немаловажная роль в устройстве проектора принадлежит охлаждению, вентилятор очень важен для нормализации температуры лампы и электронных плат. Чтобы взаимодействовать с источниками имеют на корпусе необходимые разъемы - VGA, DVI, HDMI и прочие. Многие модели оснащаются также USB-портом и поддержкой Wi-Fi.
DLP-проекторы
В таких аппаратах роль ядра выполняет специальная матрица, формирующая изображение. Каждое зеркало легко реагирует на поступающий сигнал поворотом на малый угол. Благодаря этому создаются пиксели изображения. Устройство DLP проекторов позволяет им выводить картинку с высокой контрастностью и с более детализированными тенями, что является главным преимуществом технологии. Модели, оборудованные подобной системой, показывают себя с лучшей стороны по части долговечности и надежности, особенно в сравнении с устройствами прошлого поколения. Минусом можно назвать высокую стоимость проекторов такого типа.
LCD-системы
В большинстве ситуаций используются аппараты, снабженные тройкой жидкокристаллических матриц синего, зеленого и красного цветов. Мощный поток света, исходящий из лампы, пробивается сквозь них. Таким образом возникает изображение, выводимое на экран. Данная технология имеет массу достоинств, к их числу можно отнести легкость конструкции и простоту эксплуатации отдельных компонентов. Проекторы LCD создают качественную картинку, характеризующуюся реалистичностью, насыщенностью цветовой гаммы и стабильностью. Но владельцы подобных девайсов могут столкнуться и с недостатками, в некоторых экземплярах встречается неприятный визуальный эффект, напоминающий проволочную сетку.
Проекторы с технологией LCoS
Этот тип проекторов появился не так давно. К сильным сторонам данной технологии, прежде всего, относится высокая четкость без эффекта «сетки». Прочие особенности также заслуживают внимания. Базируются такие аппараты на матрице LCoS, представляющей собой жидкие кристаллы на кремнии. По распространенности эта технология уступает LCD и DLP. Но за счет уникальных особенностей она имеет хорошие перспективы. За счет применения кристаллов LCoS получается изображение по отражательному принципу, а не просветному, как это можно видеть в аппаратах LCD. Отражающая матрица откликается на воздействие быстрее, в три раза превосходя по скорости просветную технологию. К тому же конструктивные особенности панелей LCoS позволяют эффективней использовать поверхность кристаллов, что дает возможность наращивать количество пикселей без необходимости увеличения панели. А это напрямую влияет на качество картинки. Устройство проекторов LCoS не очень сложное, а значит, в производстве они дешевле, так как отсутствуют механические элементы.
CRT-проекторы
Эта технология является пионером в области создания проекторов. Первый экземпляр с данной системой вывода изображения появился еще в далеком 1970 году. Такие аппараты базируются на трех электронно-лучевых трубках, имеющих красный, зеленый и синий светофильтры. Они отвечают за формирование светового потока, проходящего через фокусирующие линзы, он попадает на экран в виде полноцветной картинки. Сегодня устройства CRT встречаются все реже, уступая дорогу более современным аналогам. Пик популярности этой технологии остался позади. Однако она превосходит более новые технологии по многим параметрам, а именно по цветопередаче, разрешению, сроку службы лампы и акустическому шуму. Ее слабые стороны - сложность настройки и громоздкость моделей, где она используется. К тому же она отличается низким уровнем яркости, поэтому для просмотра необходимо отключать освещение.
Плюсы и минусы проекторов
Проекторы предлагают большую диагональ экрана, что является весомым аргументом в пользу покупки данного устройства. Можно довести информацию до большего количества людей. Все зависит лишь от предпочтений и размера помещения. Чем больше изображение, тем ярче впечатления. Если на мониторе могут быть черные полосы из-за разных форматов видео, то с проектором таких проблем не будет. В нем легко настроить экран под любой формат. В устройство цифровых проекторов нередко включают поддержку 3D-картинки без потери качества. Если создать подходящую обстановку, затемнив помещение, можно получить изображение лучше, нежели в LED-мониторе.
Недостатки тоже имеются. Самый дорогой элемент проектора - это лампа, и она приходит в негодность примерно раз в 4 года. Ее замена повлечет за собой немалые финансовые затраты. Проектор из-за активного охлаждения лампы ощутимо шумит. При просмотре видео или слайд-шоу приходится терпеть звук работающих вентиляторов.
Критерии выбора
Существует немало моментов, на которые стоит обращать внимание при поиске подходящего проектора, устройство вывода изображения всегда нуждается в хорошем уровне яркости. Хотя на этот показатель большое влияние имеют условия эксплуатации, хорошо если есть выбор режимов, зачастую их три - «Презентация», «Фильм» и «Динамический». К насыщенности цветом также стоит присмотреться. Трехматричные проекторы выдают более естественное изображение, превосходя в этом отношении одноматричные аппараты. Смотреть нужно и на уровень контрастности. Особенно данный параметр важен, если необходим домашний кинотеатр. Последним, но не менее важным моментом является разрешение картинки, что сказывается на четкости картинки.
Вывод
Современные проекторы - это довольно сложные устройства, однако в то же время они могут стать незаменимой вещью как в сфере бизнеса, так и для использования в домашних условиях. Они способны подарить зрителям яркие эмоции от просмотра благодаря качествам, которых нет у телевизоров или мониторов. Главное - подходить к выбору с умом.
Это устройство, подключаемое к компьютеру или ноутбуку, планшету,видеокамере и т.д. для получения изображения на проекционном экране.
Для работы проектора не требуется каких-либо специальных программ. Работа с проектором подобна работе с компьютерным или видео монитором. На пульте дистанционного управления проектором имеются регулировки яркости и контрастности изображения.
Проекторы для офисных презентаций не нуждаются в сложной и частой регулировке. Такие проекторы можно включать и работать с ними, не читая инструкции. Внутри корпуса проектора находится источник света лампа или лазерный светодиод и преобразователь входного сигнала в изображение. Как правило, проектор имеет вход для подключения сигнала от компьютера и один или два входа для коммутации сигналов видео. В проекторах имеются также аудио входы для воспроизведения звука на встроенные динамики. Проекторы мультисистемны и работают со всеми стандартами видео (PAL / SECAM / NTSC). Это значит, что вы можете воспроизводить любую телевизионную программу и записи с видеокассет и лазерных дисков.
Яркость и графическое разрешение изображения- это самые важные свойства проекторов для презентаций. Говоря о яркости проекторов, мы будем подразумевать световой поток проектора, то есть количество света, излучаемое проектором. Световой поток не зависит ни от размера экрана, ни от расстояния от объектива проектора до плоскости экрана и измеряется в ANSI люменах. Световой поток современных офисных проекторов превышает 1000 ANSI-люменов, что позволяет проводить презентации при обычном искусственном свете.
Для воспроизведения видео рекомендуется использовать проекторы с графическим разрешением не менее 800х600 точек SVGA
. Для качественного воспроизведения компьютерного изображения с мелкими деталями выбирайте проектор с графическим разрешением не менее 1024х768 точек XGA
. Для компьютерных приложений с повышенными требованиями по контрастности и графическому разрешению изображения применяйте проекторы с графическим разрешением 1400х1050 точек SXGA +
.
Оптическая схема проекторов со стандартными объективами устроена так, что нижний край изображения оказывается на уровне объектива проектора. В большинстве моделей проекторов предусмотрена возможность коррекции вертикальных трапециевидных искажений, возникающих при расположении проектора значительно выше или ниже нормального рабочего положения. Проекторы формируют изображение заданного размера. При использовании стандартных объективов с коэффициентом 2:1 расстояние от объектива проектора до плоскости экрана совпадает с удвоенной шириной экрана. Длина штатного компьютерного кабеля обычно не превышает 3 м, чего вполне достаточно работы в офисе. При необходимости допускается использование компьютерных кабелей длиной до 15 м. Длина штатного видео кабеля также не велика, однако при необходимости для передачи сигнала видео можно использовать профессиональные видео кабели длиной до 100 м.
В качестве источника света в проекторах используются надежные металлогалоидные или металлогалогеновые лампы
со сроком службы не менее 2000 часов. Все эти лампы по сути являются ртутными лампами в которые добавлены соли йода и брома. Эти лампы очень мощные и поставляются в специальном ламповом модуле, который включает лампу, отражатель и собственно сам модуль с контактами и направляющими для установки в определенный проектор. При выходе из строя лампы проектора меняется весь ламповый модуль в сборе. Срок службы лампы значительно сокращается при нарушении условий охлаждения и вентиляции, поэтому правильно выключайте проектор и следите за чистотой воздушных фильтров.
При использовании проектора в режиме офисной эксплуатации по 2 часа в сутки ежедневно, включая выходные и праздничные дни, одной лампы хватит на срок не менее, чем на два с половиной года.
Мультимедийные проекторы: базовые технологии
Среди разработанных на сегодняшний день технологий выдачи изображения на проекционный экран можно выделить четыре основные, получившие наиболее широкое применение в коммерческих продуктах ведущих производителей и различающиеся в первую очередь типом элемента, используемого для формирования изображения:
В каждом случае свойства формирователя определяют основные достоинства и недостатки технологии, а, следовательно, и область применения созданных на ее основе проекционных аппаратов.
CRT-технология.
Мультимедийные проекторы на базе электронно-лучевых трубок (CRT) выпускаются в течение уже нескольких десятилетий. Но, несмотря на появление более современных технологий, по качеству воспроизведения изображения (разрешение, четкость, точность цветопередачи), уровню акустического шума (менее 20 дБ) и длительности непрерывной работы (10 000 часов и более) они до сих пор не имеют себе равных. Ни одна другая технология пока не обеспечивает столь же глубокий уровень черного и столь же широкий динамический диапазон яркости изображения, благодаря которым CRT-проекторы позволяют различать детали даже при демонстрации затемненных сцен. Физические характеристики флюоресцирующего покрытия экрана трубки (см. Устройство CRT-проектора) исключают потерю информации при воспроизведении видеосигналов разных стандартов (NTSC, PAL, HDTV, SVGA, XGA и т. д.), а сходство технологии производства используемых в проекторах трубок с телевизионными обеспечивает точность передачи цветов без применения алгоритмов гамма-коррекции.
Обладая несомненными достоинствами, особенно при демонстрации видео, CRT-проекторы имеют и ряд существенных недостатков, ограничивающих сферу их применения. При значительных габаритах и массе в несколько десятков килограмм они проигрывают современным портативным мультимедиа-проекторам в яркости. При характерном для них световом потоке в пределах от 100 до 300 ANSI-лм просмотр программ возможен лишь в отсутствие внешнего освещения. Для достижения наилучшего качества изображения при инсталляции CRT-проектора нужно выполнить множество тонких настроек (сведение лучей, баланс белого и т. д.), что требует привлечения квалифицированного персонала. Между тем, после перемещения аппарата на новое место, замены вышедшего из строя компонента или естественного ухода параметров с течением времени все процедуры необходимо повторить заново. Таким образом, к достаточно высокой цене самого устройства могут добавиться значительные эксплуатационные расходы.
Устройство CRT проектора
Наиболее совершенные CRT-проекторы строятся на трех электронно-лучевых трубках с размером экрана от 7 до 9 дюймов по диагонали. Каждая трубка воспроизводит один из базовых цветов пространства RGB - красный, зеленый или синий.
Выделенные из входного сигнала цветовые составляющие управляют работой модуляторов соответствующих трубок, меняя интенсивность электронного луча, который под воздействием магнитного поля отклоняющей системы сканирует внутреннюю поверхность экрана трубки с фосфорным покрытием. Таким образом на экране трубки формируется изображение одного цвета. С помощью линзы оно проецируется на внешний экран, где смешивается с проекциями от двух других трубок для получения полноцветной картинки.
Преимущества CRT:
- Высокое качество изображения
- Большая длительность непрерывной работы
- Глубокий уровень черного (контрастность)
- Практически неограниченное разрешение
- Низкий уровень шума, достаточность пассивного охлаждения
- Испытанная временем технология (более полувека)
- Низкий уровень яркости
- Необходима периодическая калибровка
- Нечеткая геометрия
- Не рекомендуется для статических изображений
LCD-технология
В мультимедийных проекторах, выполненных по технологии LCD (Liquid Crystal Display), функции формирователя изображения выполняет LCD-матрица просветного типа. По принципу действия такие аппараты напоминают обычные диапроекторы (см. Устройство LCD-проектора) с той разницей, что проецируемое на внешний экран изображение формируется при прохождении излучаемого лампой светового потока не через слайд, а через жидкокристаллическую панель, состоящую из множества электрически управляемых элементов - пикселов. В зависимости от величины приложенного к каждому такому элементу переменного напряжения меняется его прозрачность, а, следовательно, и уровень освещенности участка экрана, на который проецируется данный пиксел.
LCD-технология позволила существенно удешевить проекционные аппараты, уменьшить их габариты и одновременно увеличить излучаемый ими световой поток (в наиболее мощных моделях он достигает и 10000 ANSI-лм). Она естественным образом адаптирована к воспроизведению видеосигналов от компьютерных источников, а также сохраненных в цифровом формате видеофайлов. LCD-проекторы просты в обращении и настройке и сохраняют свои параметры после транспортировки. Именно поэтому они широко применяются в бизнес-сфере для проведения презентаций и демонстрации шоу-программ.
Вместе с тем, из-за ограниченности собственного оптического разрешения, определяемого числом пикселов в жидкокристаллической матрице формирователя изображения, LCD-проекторы воспроизводят без искажения сигналы только одного, как правило, компьютерного стандарта SVGA, XGA и т. д. Для воспроизведения сигналов иных стандартов, в том числе телевизионных, применяются специальные алгоритмы преобразования графической информации к естественному для данного проектора цифровому формату. Наличие непрозрачных промежутков между отдельными пикселами в жидкокристаллических матрицах приводит к появлению на экране сетки, различимой с близкого расстояния. С переходом на полисиликоновые матрицы с более плотной структурой пикселов и разрешением XGA и выше этот недостаток становится практически незаметным, а постоянное совершенствование алгоритмов формирования цветного изображения значительно улучшает его качество по сравнению с моделями более ранней разработки.
Устройство LCD проектора
Принцип работы жидкокристаллических матриц, используемых в LCD-проекторах в качестве формирователей изображения, основывается на свойстве молекул жидкокристаллического вещества менять пространственную ориентацию под воздействием электрического поля и оказывать поляризующий эффект на световые лучи. В многослойной структуре матрицы, представляющей собой прямоугольный массив множества отдельно управляемых элементов (пикселов), слой жидких кристаллов помещается между стеклянными пластинами, на поверхности которых нанесены бороздки. Благодаря им, во всех элементах матрицы удается сориентировать молекулы идентичным образом, причем, вследствие взаимно перпендикулярного расположения бороздок двух пластин, ориентация молекул меняется по мере удаления от одной из них и приближения к другой на 90 градусов.
Пропущенный через такой слой жидкокристаллического вещества поляризованный свет (см. рис.) также меняет плоскость поляризации на 90 градусов. Поэтому структура, в которую добавлены входной и выходной поляризационные фильтры с взаимно перпендикулярными осями поляризации (a и b), оказывается прозрачной для внешнего светового потока, частично ослабевающего при прохождении входного поляризатора.
Находясь под воздействием электрического поля, молекулы жидкокристаллического слоя меняют свою ориентацию, и угол поворота плоскости поляризации светового потока заметно уменьшается. В этом случае большая часть светового потока поглощается выходным поляризатором. Таким образом, управляя уровнем электрического поля, можно менять прозрачность элементов матрицы.
В LCD-панелях с активной адресацией пикселов, выполненных с применением подложек из аморфного кремния, каждый элемент работает под управлением отдельного тонкопленочного транзистора (TFT - Thin Film Transistor).
Сам транзистор и соединительные проводники, занимая значительную часть поверхности матрицы, снижают ее световую эффективность, препятствуя увеличению разрешения, определяемого числом пикселей.
Переход на полисиликоновую технологию (p-Si), широко применяемую в современных LCD-проекторах, позволил перенести элементы схемы управления в слой поликристаллического кремния и заметно уменьшить размеры проводников и управляющих транзисторов. Тем самым, удалось повысить световую эффективность матриц и обеспечить условия для увеличения их разрешения. Дополнительный выигрыш по световому потоку в некоторых LCD-матрицах обеспечивает микролинзовый растр - каждый элемент матрицы снабжается собственной микролинзой, направляющей световой поток через прозрачную область. Подобные матрицы сегодня применяются во многих LCD-проекторах.
Современные LCD-проекторы выполняются на базе трех полисиликоновых жидкокристаллических матриц, размером, в основном, от 0.7 до 1.8 дюймов по диагонали. Структурная схема такого проектора представлена на рисунке.
Световое излучение лампы с помощью конденсора преобразуется в равномерный световой поток, из которого дихроичные зеркала-фильтры выделяют три цветовые составляющие (красную, синюю и зеленую) и направляют их на соответствующие LCD-матрицы. Сформированные ими цветные изображения объединяются в цветосмесительном призматическом блоке в одно полноцветное, которое затем через объектив проецируется на внешний экран.
Обьектив с блоком ЖК матриц. К каждой матрице идет контактный шлейф.
D-ILA-технология
Относительно недавно разработанная компанией Huges-JVC технология D-ILA(Direct Drive Image Light Amplifier) фактически является первым коммерческим воплощением так называемой технологии LCOS, представляющей, по мнению большинства экспертов, одно из наиболее перспективных направлений в области создания проекционного оборудования. Подобно LCD-технологии она базируется на свойствах жидких кристаллов, однако, вместо обычных просветных матриц на основе аморфного или поликристаллического кремния, предполагает использование в качестве формирователей изображения приборов отражающего типа (см. Устройство D-ILA-проекторов). В матрице D-ILA светомодулирующий жидкокристаллический слой располагается поверх подложки из монокристаллического кремния, на которой фотолитографическим способом сформированы управляющие пикселами электроды, одновременно выполняющие функции отражающих элементов. Почти вся схема управления матрицей размещается непосредственно в подложке, что обеспечивает данной технологии ряд существенных преимуществ по сравнению с LCD-панелями. Матрицы D-ILA проще в изготовлении и при меньших размерах могут иметь существенно более высокое разрешение. Эффективность использования площади кристалла в них достигает 93%, что практически исключает проявление сеточной структуры на экране.
Большинство выпущенных к настоящему времени D-ILA-проекторов базируются на матрицах с разрешением SXGA (1365х1024 пикселей) и, обладая световым потоком в пределах от 1000 до 7000 ANSI Люмен, характеризуются сравнительно большой массой и высокой ценой. Кроме того, существуют и матрицы повышенного разрешения QXGA (2048х1536 пикселов) размером 1.3 дюйма по диагонали. Последние обеспечивают полноценное (без использования алгоритмов сжатия) воспроизведение видеосигналов стандарта HDTV (1080i).
Устройство D-ILA проекторов
В D-ILA проекторах функции формирователей изображения выполняют жидкокристаллические матрицы отражающего типа, характеризующиеся высоким разрешением и световой отдачей.
Структура матрицы D-ILA
Матрица D-ILA представляет собой многослойную структуру, размещенную на подложке из монокристаллического кремния. Все компоненты схемы управления выполнены по комплиментарной технологии CMOS и располагаются за светомодулирующим слоем жидких кристаллов. Это позволяет существенно увеличить плотность размещения пикселов, размеры которых могут составлять всего несколько микрон, и обеспечить высокую эффективность использования площади кристалла (достигнутый уровень - 93%).
Преимуществом технологии является также возможность формирования светомодулирующего слоя и схемы управления в ходе единого технологического процесса. Отражающие свойства матрицы определяются состоянием слоя жидких кристаллов, меняющегося под воздействием переменного электрического напряжения, которое формируется между отражающими пиксельными электродами и общим для всех пикселей прозрачным электродом.
D-ILA матрицы выдерживают существенное повышение температуры, что позволяет применять в проекторах, выполненных на их основе, мощные источники света.
Проекторы D-ILA строятся по трехматричной схеме (каждая матрица формирует изображение одного из базовых цветов RGB-пространства) и демонстрируют великолепное изображение, на котором практически незаметна пиксельная структура. Они с равным успехом могут быть применены для воспроизведения компьютерных и видеосигналов, однако в силу новизны технологии спектр выпускаемых на сегодняшний день устройств относительно невелик
DLP-технология
Лежащая в основе любого DLP-проектора технология цифровой обработки света (DLP) базируется на разработках корпорации Texas Instruments, создавшей новый тип формирователя изображения - цифровое микрозеркальное устройство DMD (Digital Micromirror Device). DMD-формирователь представляет собой кремниевую пластину, на поверхности которой размещены сотни тысяч управляемых микрозеркал. Главное его преимущество по сравнению с формирователями иного типа заключается в высокой световой эффективности, обусловленной двумя факторами: более эффективным использованием рабочей поверхности формирователя (коэффициент использования - до 90%) и меньшим поглощением световой энергии работающими "на отражение" микрозеркалами, которые к тому же не требуют применения поляризаторов. В силу этих причин, а также относительно простого решения проблемы отвода тепла, DLP-технология позволяет создавать как мощные проекционные аппараты с большим световым потоком (в настоящее время достигнут уровень 18000 ANSI-лм), так и сверхминиатюрные проекторы (ультрапортативные, микропортативные) для мобильных пользователей. Именно в этих классах продуктов DLP-технология сегодня доминирует.
Современные DLP-проекторы строятся по схеме с одним, двумя и тремя DMD-кристаллами (см. Устройство DLP-проектора). Как и LCD-аппараты, они характеризуются собственным оптическим разрешением, определяемым числом микрозеркал в DMD-матрице, и наилучшим образом приспособлены для воспроизведения графической и видеоинформации, хранящейся в цифровом формате (компьютерные файлы, изображения).
Используемый в них принцип формирования полутонов (а также полноцветного изображения в устройствах с одной DMD-матрицей) основывается на свойстве человеческого глаза усреднять визуальную информацию за короткий промежуток времени и требует применения сложных алгоритмов пересчета входных данных в управляющие микрозеркалами ШИМ-последовательности (сигналы с широтно-импульсной модуляцией). Качество алгоритмов во многом определяет достигаемую точность цветопередачи.
Устройство DLP- проектора
DMD-кристалл, по сути, представляет собой полупроводниковую микросхему статической оперативной памяти (SRAM), каждая ячейка которой, а точнее ее содержимое, определяет положение одного из множества (от нескольких сотен тысяч до миллиона и более) размещенных на поверхности подложки микрозеркал с размерами 16х16 мк.
Как и управляющая ячейка памяти, микрозеркало имеет два состояния, отличающиеся направлением поворота зеркальной плоскости вокруг оси, проходящей по диагонали зеркала. В каждом состоянии угол между плоскостью зеркала и поверхностью микросхемы составляет 10 градусов. Таким образом, принципиальной особенностью любого DMD кристалла является наличие в его структуре подвижных механических элементов.
В DLP проекторах DMD кристалл выполняет функции формирователя изображения. В зависимости от положения микрозеркала отраженный им световой поток направляется либо в объектив тогда на экране формируется светлое пятно, либо в светопоглотитель тогда соответствующий участок экрана остается затемненным.
Принцип формирования изображения с помощью DMD-матрицы (Digital Micromirror Device)
Для воспроизведения полутонов применяется метод широтно-импульсной модуляции (ШИМ) сигналов, управляющих переключением зеркал. Чем больше времени в течение усредняемого глазом интервала в 1/60 секунды микрозеркало проводит в состоянии "включено", тем ярче пиксел на экране.
Пример формирования участка изображения LCD и DLP матрицами Современные DLP-проекторы строятся по схеме с одним, двумя и тремя DMD-матрицами.
Оптическая схема одноматричного DLP-проектора
В одноматричном DLP-проекторе световой поток лампы пропускается через вращающийся фильтр с тремя секторами, окрашенными в цвета составляющих пространства RGB (в современных моделях к трем цветным секторам добавлен четвертый - прозрачный, что позволяет увеличить световой поток мультимедийного проектора при демонстрации изображений с преобладающим светлым фоном).В зависимости от угла поворота фильтра (а, следовательно, и цвета падающего светового потока) DMD-кристалл формирует на экране синюю, красную или зеленую картинки, которые последовательно сменяют одна другую за короткий интервал времени. Усредняя отражаемый экраном световой поток, человеческий глаз воспринимает изображение как полноцветное. По схеме с одним DMD-кристаллом в настоящее время строятся наиболее миниатюрные DLP-проекторы. Они применяются для проведения мобильных бизнес-презентаций, а также для демонстрации цветного видео. Следует, однако, учитывать, что в последнем случае световой поток проектора с четырех секторным цветным фильтром оказывается ниже указанного в техническом паспорте, т. к. в этом режиме прозрачный сектор не работает, и эффективность использования светового потока лампы снижается.
Оптическая схема двухматричного DLP-проектора
В двухматричных DLP-проекторах вращающийся цветной фильтр имеет два сектора пурпурного (смесь красного с синим) и желтого (смесь красного и зеленого) цветов. Дихроичные призмы разделяют световой поток на составляющие, при этом поток красного цвета в каждом случае направляется на одну из DMD-матриц. На вторую в зависимости от положения фильтра направляется поток либо синего, либо зеленого цвета. Таким образом, двухматричные проекторы, в отличие от одноматричных, проецируют на экран картинку красного цвета постоянно, что позволяет компенсировать недостаточную интенсивность красной части спектра излучения некоторых ламп.
Оптическая схема трехматричного DLP-проектора
В трехматричных DLP-проекторах световой поток лампы с помощью дихроичных призм расщепляется на три составляющих (RGB), каждая из которых направляется на свою DMD-матрицу, формирующую картинку одного цвета. Объектив аппарата проецирует на экран одновременно три цветных картинки, формируя таким образом полноцветное изображение.
Благодаря высокой эффективности использования светового излучения лампы, трехматричные DLP-проекторы, как правило, характеризуются повышенным световым потоком, достигающим у наиболее мощных аппаратов 18000 ANSI-лм.
Новые направления
Лазерные проекторы
В некоторой степени наследником электронно-лучевых трубок являются лазерные проекторы, в которых изображение формируется за счет излучения трех (иногда больше) лазеров. Наследниками – потому, что матрица лазеров формирует три луча тех же цветов, которые потом смешиваются и изображение создается очень сложной системой фокусировки и развертки, в которой находится специальная система зеркал. По своей сути, формирование изображения таким проектором подобно картинке на экране ЭЛТ телевизора - лазерный луч «обегает» проекционный экран сверху вниз до 50 раз в секунду, и глаз человека воспринимает получившуюся картину как единое целое.
Излучающая головка лазерного проектора в разобранном состоянии
Реалистичное изображение формируется при этом практически на любой, в том числе и неровной, поверхности, а его характеристики достаточно высоки. С 2000 года, когда началось серийное производство таких проекторов, они стали выдавать более качественную картинку, но все еще остаются проблемы с цветопередачей, хотя изображение и обладает впечатляющими показателями контраста и яркости. Такие проекторы пока остаются в большей степени дорогими профессиональными инструментами – они излишне велики и потребляют много энергии. Однако они имеют конструкцию, позволяющую разделить излучающую батарею лазеров с большим тепловыделением и проецирующую часть. Также время жизни лазера заметно превосходит срок службы лампы традиционных проекторов, а энергии при сопоставимых параметрах яркости, расходуется также меньше.
Ну и самым главным параметром лазерных проекторов является их способность создавать изображения на огромных диагоналях – размеры экранов могут быть до нескольких десятков метров.
Устройство проекторов | Введение
Всех нас завораживает волшебный мир кино. Атмосфера кинотеатра позволяет полностью погрузиться в действие и прочувствовать замысел режиссёра, ощутить прилив эмоций и даже в какой-то мере прожить жизнь экранных героев. Разумеется, вряд ли кто-то будет спорить, что одним из основных аспектов столь сильного воздействия является яркое, насыщенное изображение большого формата. И на сегодняшний день такую картинку можно получить лишь при помощи проектора – устройства, которое использует источник света для проецирования кадров на экран. Стоит отметить, что современные проекторы – это весьма высокотехнологичные устройства, однако истоки появления самого принципа формирования такой картинки уходят в глубину веков. Если подойти к вопросу достаточно упрощённо, то первыми зрителями можно считать первобытных людей, которые наблюдали движущиеся тени от огня на сводах пещер. Затем вспоминается знаменитый китайский театр теней, использующий схему, которую мы могли бы назвать сегодня обратной проекцией. А первые массовые устройства возникли лишь в 17 веке. Назывались они "волшебными фонарями", изобретателем которых считают голландского учёного Христиана Гюйгенса. Устройство волшебного фонаря было очень простым: в деревянном или металлическом корпусе был размещён источник света, а изображения для проекции были нарисованы на пластинах из стекла, обрамлённых в рамки. Свет проходил через картинку и оптическую систему, расположенную в передней части аппарата, и попадал на экран.
История волшебного фонаря насчитывает почти три века, и всё это время происходило совершенствование конструкции. Например, для усиления светового потока чуть позже был добавлен рефлектор, а в 19 веке свеча была заменена на электрическую лампу. Кстати, волшебными фонарями часто пользовались бродячие артисты, удивляющие публику невиданным световым зрелищем. Стоит отметить, что такие устройства были распространены и в дореволюционной России, где они применялись в образовательных целях. Более того, диапроектор, любимый нами с детства, является прямым наследником волшебного фонаря. Также нельзя не упомянуть об определяющей роли этого устройства в изобретении кинематографа, с появлением которого волшебный фонарь перестал быть столь популярным, положив, однако, начало всей проекционной технике.
Популярность кино вызвала бурный прогресс оборудования не только для съёмки, но и для воспроизведения, который продолжается до сих пор. Появились специализированные устройства для обучения, такие как оверхед-проекторы , которые до сих пор можно встретить в школах. Им на смену пришли первые модели мультимедийных устройств, которые можно было подключать к различным источникам видеосигнала, а значит – использовать для демонстрации фильмов вне кинотеатров. Дальнейшее развитие технологий позволило организовать просмотр, ничем не уступающий кинотеатральному, в домашних условиях. Идея домашнего кинотеатра покорила энтузиастов и любителей кино и вызвала новый всплеск интереса к индустрии производства фильмов. Помимо этого, массовый спрос на проекторы стал причиной значительного удешевления технологий и разработки по-настоящему доступных моделей. А это, в свою очередь, позволило широко использовать проекционное оборудование и в других областях, таких как образование.
Итак, все современные способы формирования проекционных изображений можно разделить три группы: излучающие, такие как CRT, просветные, такие как LCD, и отражающие, такие как LCoS и DLP. Каждая из них имеет свои особенности, достоинства и недостатки, которые и определяют популярность той или иной системы на рынке.
Устройство проекторов | Основные проекционные технологии
CRT (технология электронно-лучевых трубок)
Несмотря на то, что проекторы , построенные на основе электронно-лучевой трубки, были и остаются достаточно редкими устройствами, для полноценного обзора их упоминание и место в истории современной проекционной техники являются весьма важными. Эти устройства можно с уверенностью назвать прародителями домашних кинотеатров, поскольку они позволяли формировать огромные изображения ещё тогда, когда ни о жидких кристаллах, ни о микрозеркалах ещё никто не слышал. Итак, что же представляет собой CRT-проектор ?
Принцип действия этих устройств знаком каждому, кто помнит старые телевизоры или компьютерные мониторы. Катод, расположенный в основании электронно-лучевой пушки, испускает поток электронов, который разгоняется высоким напряжением. Затем электромагнитная отклоняющая система фокусирует пучок и изменяет направление движения заряженных частиц, в результате чего они бомбардируют внутреннюю поверхность стеклянного экрана, покрытого люминофором, который начинает светиться под действием электронов. Таким образом, электронный луч, прочерчивая каждый кадр строка за строкой, и формирует картинку на экране. Однако, поскольку в подобных устройствах применяются монохромные вакуумные элементы, для получения полноценного цветного изображения одного кинескопа недостаточно. Поэтому в CRT-проекторах
устанавливаются три трубки, которые отвечают за формирование базовых цветов: красного, зелёного и синего. Кстати, поскольку от таких устройств всегда требуется большой световой поток, диагональ экрана каждого кинескопа может составлять до 9 дюймов. Далее все три изображения при помощи массивных объективов и различных аналоговых систем коррекции искажений сводятся в единое целое на экране.
Схема технологии CRT
Что касается качества изображения, то даже по нынешним временам его можно назвать замечательным. Во-первых, это отличная цветопередача. Во-вторых, способность воспроизводить низкий уровень чёрного, и, как следствие, демонстрировать картинку с высокой контрастностью. И, в-третьих, возможность воспроизведения практически любого входного разрешения сигнала. Кроме того, такие проекторы могут изменять геометрию картинки, оставляя постоянным количество элементов изображения. Правда, стоит отметить, что такие возможности требуются только в специальных задачах, таких, как, например, совмещение нескольких изображений в авиатренажёрах.
CRT-проекторы – весьма тихие, поскольку в них практически не используются активные системы охлаждения. И при этом они могут непрерывно работать в течение сотен часов, хотя, опять же, такое преимущество для обычного домашнего кинотеатра практически не требуется. Также стоит отметить, что подобная технология проецирования изображения более чем испытана временем, ведь её история насчитывает около пятидесяти лет, а, значит, все возможные сложности производства и эксплуатации были давно уже преодолены. Кстати, такие устройства выпускаются до сих пор.
К сожалению, несмотря на все усилия, яркость демонстрируемого изображения нельзя назвать рекордной. Кроме того, такие проекторы не очень подходят для формирования статических изображений, поскольку люминофор, покрывающий внутреннюю поверхность кинескопа, имеет тенденцию выгорать со временем, а неподвижные картинки, формируемые в течение длительного времени, оставляют фантомные следы, достаточно заметные на других изображениях. Также стоит отметить, что довольно сложная система совмещения трёх базовых сигналов требует периодической калибровки, для проведения которой необходим специалист высокого класса.
Учитывая, что современные технологии воспроизведения изображений больших форматов, подгоняемые модой на объёмную картинку и внеднением стандартов сверхвысокой чёткости развиваются с огромной скоростью, CRT-проекторы на фоне нынешних моделей выглядят эдакими динозаврами: такие же огромные, тяжёлые и устаревшие.
LCD (жидкокристаллическая просветная технология)
С этим способом воспроизведения изображения связана уже современная эра проекционных устройств. Стоит отметить, что формула "новое – это хорошо забытое старое" полностью применима к данному случаю. Как утверждает история, первые попытки создания жидкокристаллических проекторов относятся к началу восьмидесятых годов прошлого века. Фактически идея заключалась в том, чтобы заменить движущуюся плёнку и затвор в кинопроекторе на LCD-матрицу, демонстрирующую видеоряд. И уже к середине десятилетия появились первые коммерческие образцы. Разумеется, эти устройства были не лишены недостатков – типичные показатели: 9 килограммов веса при световом потоке не более 300 люмен, низком разрешении и заметной сетке пикселов – однако они послужили отправной точкой развития доступных средств воспроизведения картинки большого формата и, как следствие, целого направления массовых домашних кинотеатров.
Итак, каким образом работает ЖК-проектор ? В основе функционирования лежит свойство молекул жидкокристаллического вещества менять пространственную ориентацию под воздействием электрического поля. Однако гораздо более важен тот факт, что проходящий через ячейку свет может менять направление плоскости поляризации. Более того, управляя приложенным напряжением, можно изменять это самое направление. Но что это даёт для формирования картинки? Всё очень просто: если добавить до и после ячейки поляризационные фильтры, плоскости поляризации которых взаимно перпендикулярны, можно управлять прозрачностью любого элемента изображения. Разумеется, подобное представление принципа работы достаточно упрощено, однако когда-то всё работало именно так. А теперь добавьте управляющие транзисторы, проводники, дополнительные пиксели для каждого цветового канала, соответствующие цветофильтры – и получите цветную жидкокристаллическую панель.
Итак, у нас есть массив точек, расположенный на стеклянной подложке (для того, чтобы свет мог свободно проходить через матрицу), прозрачностью которых мы можем управлять. Но это еще не проектор : нам потребуется мощная лампа, система охлаждения, управляющая электроника, блок питания, объектив для проецирования изображения и корпус. На первый взгляд, всё довольно просто, однако применение одной матрицы практически сразу же выявило несколько серьёзных недостатков: перегрев LCD-панели, невысокая контрастность и общее ухудшение качеств поляризующих плёнок под действием высоких температур. Поскольку потенциал новой технологии был весьма высок, то дальнейшее её развитие привело к появлению в 1988 году схемы с тремя матрицами, которая получила название 3LCD.
Это конструктивное решение оказалось настолько популярным, что используется в проекторах
до сих пор. В чем же его особенность? В том, что, как нетрудно догадаться из названия, в формировании изображения участвуют сразу три матрицы. Итак, свет от источника (как правило, это газоразрядная лампа) попадает на систему дихроичных зеркал, которые установлены в оптическом блоке. Их задача – пропускать свет определенного спектра и отражать всё остальное. Таким образом, белый свет разделяется на три потока, которые формируют базовые цвета изображения: красный, зелёный и синий. Каждый луч проходит через свою монохромную матрицу, формирующую картинку соответствующего цвета, а затем все три составляющие совмещаются при помощи специальной призмы. Полученное изображение проецируется через объектив на экран.
Схема технологии 3LCD
Дальнейший прогресс технологии, который позволил разместить все три матрицы вплотную к призме, что, в свою очередь повысило точность сведения трёх изображений. Кроме того, внедрение полисиликоновой технологии помогло не только повысить сопротивление ЖК-панели тепловому нагреву, но и заметно уменьшить размеры проводников и управляющих транзисторов. Таким образом, значительно повысилась световая эффективность матриц и появилась возможность дополнительного увеличения их разрешения. В современных проекторах также применяется микролинзовые растровые панели, которые направляют световой поток через прозрачную область и тем самым дают дополнительный выигрыш по яркости. Стоит отметить, что технологический процесс продолжает совершенствоваться до сих пор, поскольку предел возможностей пока не достигнут.
Итак, основными достоинствами технологии формирования изображения на основе трёх ЖК-матриц можно назвать высокую яркость картинки, небольшой вес конструкции, легкую настройку и эксплуатацию, а также возможность проецирования изображений очень больших форматов. Что касается недостатков, то к ним обычно относят большое расстояние между пикселями, которое является следствием необходимости размещать между ячейками проводники и управляющие транзисторы. Это приводит к эффекту сетчатости изображения, однако, учитывая перпективы внедрения разрешений, превышающих Full HD при сохранении размера диагонали экрана, подобный вопрос исчезнет уже в ближайшем будущем. Другой серьёзный недостаток, присущий ЖК-проекторам , - это довольно высокий уровень чёрного, и, как следствие, низкая контрастность, однако справедливости ради стоит отметить, что современные решения на основе IPS-матриц демонстрируют уже весьма впечатляющие результаты. Кроме того, недостаточное быстродействие LCD-панелей тоже давно уже не стоит на пути к качественному изображению. А вот шум по-прежнему является актуальным недостатком. Дело в том, что в этих проекторах применяются мощные газоразрядные лампы, нуждающиеся в серьёзной системе охлаждения, в которой применяются вентиляторы, что приводит к повышенному уровню шума. Также стоит отметить, что срок службы лампы составляет от 2000 до 4000 часов, после чего происходит снижение яркости в два раза, а, значит, при интенсивном использовании придётся периодически её менять, что связано с заметными финансовыми вложениями. Кроме того, сами матрицы тоже имеют тенденцию к изменению своих свойств с течением времени.
Кстати, тот самый первый и простой вариант проекционной технологии, когда используются одна ЖК-панель и источник света, послужил основой для множества самодельных конструкций. В Интернете и сейчас есть множество инструкций по самостоятельному изготовлению проекционного устройства при помощи матрицы монитора и проектора для лекций.
LCoS (жидкокристаллическая отражающая технология)
Ближайшим родственником принципа формирования изображения 3LCD является LCoS-технология, которая расшифровывается как Liquid Crystal on Silicon – "Жидкий Кристалл на Кремнии". Итак, в чём же суть? Если говорить совсем просто, то световой поток модулируется жидкокристаллической матрицей, которая работает не на просвет, а на отражение. Как это реализовано на практике? На подложке располагается управляющий полупроводниковый слой, покрытый отражающей поверхностью, а над этим "сэндвичем" находятся матрица из ячеек с жидкими кристаллами, защитное стекло и поляризатор. Свет от источника попадает на поляризатор, поляризуется и проходит через жидкокристаллическую ячейку. На полупроводниковый слой подаётся сигнал, который позволяет управлять плоскостью поляризации входящего света путём изменения пространственной ориентации жидкого кристалла. Таким образом, ячейка становится в той или иной степени прозрачной, позволяя регулировать количество света, которое проходит к отражающему слою и обратно.
На основе этого принципа формирования изображения было разработано несколько коммерческих технологий, причём каждая из них была запатентована. Одни из самых известных – это SXRD от компании Sony и D-ILA от JVC. Кстати, стоит отметить, что несмотря на то, что обе из них активно используются и по сей день, точкой отсчёта следует считать далёкий 1972 год, когда был изобретён жидкокристаллический оптический модулятор. Технологией заинтересовались военные, и несколько лет спустя уже все командные центры ВМФ США были оснащены на основе этих устройств. Разумеется, это были полностью аналоговые аппараты и, кстати, в качестве источника изображения в них выступали электронно-лучевые трубки. Не стоит и говорить, что те были непомерно сложны и дороги. Уже в наше время коммерческой разработкой и усовершенствованием принципа модуляции отражённого света занялась компания JVC, которая представила первый на основе технологии D-ILA в 1998 году. Итак, как же устроен такой аппарат?
В настоящее время в основном используются решения на основе трёх матриц, однако справедливости ради стоит сказать, что существуют и одночиповые LCoS- . Обычно используются две схемы. В первом случае источником света выступают три мощных светодиода красного, зелёного и синего цветов, которые переключаются последовательно и с высокой скоростью, а на отражающей матрице синхронно формируются кадры для каждого потока. Во втором случае белый свет от лампы разделяется на составляющие непосредственно на матрице при помощи специального фильтра, а сам массив ячеек формирует уже полноцветное изображение. Подобные не получили широкого распространения либо по причине невысокого светового потока, либо по причине сложности производства. Поэтому, как и в случае с просветными жидкокристаллическими панелями, наиболее успешной стала схема с тремя LCoS-матрицами.
Итак, свет от источника при помощи системы дихроичных и простых зеркал разделяется на три световых потока, соответствующих красному, зелёному и синему цвету. Далее каждый из них попадает на свою призму-поляризатор (PBS). Затем потоки направляются на отражающие матрицы, модулируются, формируя цветовые компоненты для базовых каналов изображения, проходят обратно через PBS-элементы и сводятся вместе в дихроичной призме. Полученная картинка проецируется через объектив на экран.
Схема технологии D-ILA
Достоинствами этой технологии можно с уверенностью назвать замечательное качество изображения, высокую яркость и контрастность картинки, а также возможность проецирования изображений очень больших форматов. Также стоит отметить, что особенности производства отражающих матриц позволяют располагать управляющие проводники и электронику за отражающим слоем, значит, площадь покрытия пикселей гораздо больше. Иными словами, изображение выглядит гораздо более однородным, чем в случае с просветными панелями. Кроме того, управление массивом точек в компании JVC реализовано при помощи аналоговых сигналов, что позволяет получить более плавные градиенты. А технология производства, помимо всего прочего, позволяет создавать матрицы с очень высоким разрешением, что, безусловно, будет очень актуальным в свете внедрения стандартов изображения 4K.
Что касается недостатков, то в первую очередь стоит упомянуть весьма высокую цену. Позволить такой могут себе лишь весьма обеспеченные энтузиасты домашнего кинотеатра. Кроме того, такие устройства нельзя назвать компактными и лёгкими, поэтому использовать их в мобильных презентациях вряд ли получится. Их удел – большие и средние залы кинотеатров. Поскольку в этих устройствах используются такие же газоразрядные лампы, как и в просветных жидкокристаллических , все недостатки, связанные с их использованием, присутствуют здесь в полной мере. Напомним, это, в первую очередь, шум активных охлаждающих систем, а также ограниченный срок службы лампы, замена которой обойдётся в значительную сумму.
DLP (микрозеркальная технология)
Третьим, и наиболее активным игроком на рынке современных проекционных устройств, можно с уверенностью назвать DPL-технологию, которая также работает по отражающему принципу. Её название – это аббревиатура от Digital Light Processing, что можно перевести как "Цифровая Обработка Света". В основе этой технологии лежит специальная микроэлектромеханическая система, которая представляет собой крошечное зеркало, за положение которого отвечает столь же миниатюрная механика, управляемая при помощи электрических сигналов. Зеркало может находиться в двух положениях. В первом случае оно отражает свет, который после прохождения всего тракта формирует точку на экране. Во втором положении свет попадает на специальное светопоглощающее устройство. Стоит отметить, что благодаря очень маленькому размеру зеркало может переключаться между двумя состояниями очень быстро. Поскольку принцип работы и управления схож с бинарным (света нет – логический ноль, свет есть – логическая единица), то устройства такого типа считаются цифровыми.
Для того чтобы формировать изображение, понадобится целый массив таких микрозеркал вместе с управляющей механикой, поэтому инженеры разработали специальный микрочип, выполненный по микроэлектронной технологии, который называется DMD или Digital Micro Device – "Цифровое Микро Устройство".
Стоит отметить, что эта технология была разработана компанией Texas Instrumens ещё в 1987 году, и по сей день DMD-матрицы выпускаются только этой фирмой. Кстати, первый коммерческий образец проекционного устройства на основе DLP был представлен лишь в 1996 году. Так как же устроены подобные ?
Существуют две основные схемы, представленные на рынке: одночиповая и трёхчиповая. Первая – более дешевая и, соответственно, более популярная, а вторая – более дорогая и менее распространённая.
Итак, схема с одним DMD-чипом работает следующим образом. Свет от источника проходит через быстро вращающееся прозрачное колесо, которое разделено на несколько цветных сегментов. В первом приближении это красный, зелёный и синий цвета. Далее окрашенный световой пучок проецируется на DMD-чип, строго синхронизированный с диском, на котором микрозеркала уже сформировали кадр для данного цвета. Отражённый поток проецируется через объектив на экран. Поскольку, как уже упоминалось, для каждого микрозеркала возможно только одно из двух положений, то оттенки цветов формируются за свет времени, которое каждое микрозеркало проводит в состоянии отражения. А всё остальное делает наше сознание и инерционность зрения, поэтому на экране мы видим не отдельные цвета, а плавно изменяющееся изображение.
Схема одночиповой технологии DLP
Основными достоинствами такой схемы на сегодняшний день являются высокая яркость и отличная контрастность изображения. За счёт конструкции DMD-чипов DLP-устройства также отличаются невиданным временем отклика. Поскольку здесь работает принцип отражения, то эффективность использования светового потока в таких очень высока, а, значит, для получения необходимых значений яркости требуются лампы меньшей мощности. В связи с этим сокращается энергопотребление, а также шум активной системы охлаждения. Стоит также отметить, что DMD-чипы сохраняют свои первоначальные характеристики с течением времени. Кроме того, благодаря простоте конструкции такие устройства, как правило, отличаются относительно невысокой ценой и компактностью габаритов. По однородности изображения и заметности пикселей на экране DLP-технология находится как раз между 3LCD и LCoS.
Что касается недостатков, то они тоже достаточно весомые. В первых моделях цветовое колесо вращалось со скоростью до 3600 оборотов в минуту, поэтому скорость вывода отдельных изображений на экран, с одной стороны, была весьма высокой, а с другой - всё же недостаточной. Из-за этого зритель периодически мог наблюдать так называемый "эффект радуги". Его суть состоит в том, что если на экране отображался яркий объект на тёмном фоне, а взгляд быстро переводился с одного края кадра на другой, то этот яркий объект распадался на красные, синие и зелёные "фантомы". Причём в фильмах таких сцен хватало, и дискомфорт от просмотра также был ощутимым.
Для уменьшения его влияния разработчики начали раскручивать цветовое колесо и увеличивать количество сегментов на диске. Сначала были всё те же красные, зелёные и синие сегменты, но их стало шесть, и располагались они уже друг напротив друга. Таким образом частота выводимых кадров удваивалась, и "эффект радуги" становился менее заметным. Были варианты с добавлением сегментов промежуточных цветов, однако результат был практически таким же – менее заметно, но всё же присутствует. Кстати, отдельно стоит упомянуть проблему цвета и яркости в DLP- . Трёхсегментное колесо позволяло получить хорошую цветопередачу, но всё же снижало яркость, поэтому к нему начали добавлять ничем не окрашенный участок. Это позволило увеличить световой поток, но привело к выбеленным цветам с малым количеством градаций. Тогда Texas Instruments создала технологию Brilliant Color (с тем самым шестисегментным диском с дополнительными промежуточными цветами), которая и помогла исправить положение. В настоящий момент на рынке присутствуют модели с количеством отдельных сегментов на цветовом колесе, достигающим семи.
Справедливости ради стоит сказать, что существуют и двухчиповые DLP- , которые также используют цветовое колесо для разделения света на две составляющие, которые представляют собой смеси красного с зелёным и красного с синим цветов. При помощи системы призм происходит выделение красной составляющей, которая направляется на один из микрозеркальных массивов. Зелёная и синяя компоненты попеременно проецируются на другой чип. Далее две DMD-матрицы модулируют соответствующие лучи, таким образом кадр красного цвета проецируется на экран постоянно, что позволяет компенсировать недостаточную интенсивность соответствующей части спектра излучения лампы. Стоит отметить, что при увеличении стоимости (за счёт использования двух микрозеркальных чипов), подобная схема полностью не решала проблему "эффекта радуги", и широкого распространения не получила. Поэтому производителям не оставалось ничего другого, кроме использования конструкции с тремя микрозеркальными чипами.
В трёхматричных световой поток от источника света разделяется на три составляющих при помощи массива специальных призм. Затем каждый луч направляется на соответствующую микрозеркальную панель, модулируется и возвращается в призму, где происходит совмещение с другими цветовыми компонентами. Далее готовое полноцветное изображение проецируется на экран.
Схема трёхчиповой технологии DLP
Достоинства такой схемы очевидны: высокая яркость и контрастность, низкое время отклика, отсутствие "эффекта радуги", что означает комфорт при просмотре. Опять же, высокая эффективность использования светового потока в таких позволяет применять лампы меньшей мощности, что, в свою очередь, снижает энергопотребление и шум активной системы охлаждения.
Основной недостаток тоже вполне очевиден: это цена. Стоимость одного DMD-чипа в отдельности весьма высока, а уж трёх – и подавно, поэтому трёхматричные модели в основном обслуживают средний сегмент домашних кинотеатров. Вторая трудность состоит в том, что из-за особенностей конструкции оптического тракта в DLP- крайне непросто сделать механический сдвиг линз, поэтому его можно встретить лишь в дорогих моделях.
Возвращаясь к одночиповой схеме, стоит отметить, что современное развитие оптических полупроводниковых технологий и появление светодиодов и лазеров синего и зелёного цветов позволило разработать модели, в которых отсутствует "эффект радуги". Самым простым вариантом стала замена газоразрядной лампы на три мощных светодиода основных цветов. Источники света могут включаться и выключаться очень быстро, поэтому такая схема позволила отказаться ещё и от цветового колеса, а также ещё больше увеличить скорость смены цветных кадров. Кроме того, удалось очень сильно уменьшить энергопотребление и габариты устройства, в том числе и за счёт более простой системы охлаждения. А меньшее тепловыделение так же положительно сказывается на работе всей электроники. Первый такой появился в 2005 году и весил менее полукилограмма, при этом его светового потока было достаточно для проецирования изображения с диагональю 60 дюймов.
Схема светодиодной технологии DLP
Следующим шагом стало использование в качестве источника света полупроводниковых лазеров. Дело в том, что применение таких источников считается весьма перспективным, благодаря отличным цветовым, временным и энергетическим характеристикам. Кроме того, свет, испускаемый лазерами, имеет ещё и круговую поляризацию, которую можно достаточно просто преобразовать в линейную и таким образом упростить конструкцию . Итак, источники когерентного излучения с длинами волн, соответствующими красному, зелёному и синему цвету, поочередно поступают на специальные дифракционные формирователи, которые обеспечивают равномерность света по всему сечению пучка. Затем, после совмещения системой дихроичных зеркал, каждый цветовой компонент проходит через оптический преобразователь, который превращает тонкий луч в широкий световой поток. Массив микрозеркал модулирует падающий свет, и полученное изображение соответствующего цвета проецируется на экран.
Схема лазерной технологии DLP
Самым значительным улучшением таких схем можно считать отсутствие эффекта радуги, а также замечательные результаты по цветопередаче, яркости и контрастности. Применение полупроводниковых светодиодов и лазеров в качестве источника света в позволило не только заметно снизить энергопотребление, но ещё и значительно увеличить ресурс . Производители заявляют о среднем времени наработки на отказ от 10000 до 20000 часов. Кроме того, яркость источника остаётся постоянной в течение всего времени эксплуатации. Правда, доступны подобные устройства пока далеко не всем: цена инновационного продукта по-прежнему на весьма высоком уровне.
Добавим, что на рынке можно встретить модели, которые используют в качестве источника света одновременно и лазеры, и светодиоды. Если быть совсем точными, то лазер всего один – синего цвета, который, однако, отвечает за зелёную составляющую. Как такое возможно? Дело в том, что синий лазер светит на специальную пластину, покрытую люминофором, которая начинает светиться зелёным светом. Красную и синюю составляющие изображения формируют соответствующие светодиоды. Ну а дальше всё как обычно: свет с различной длиной волны попадает поочередно на DMD-чип, а затем выводится на экран.
Кроме того, у этой схемы есть вариации с цветовым колесом, но не просветным, а покрытым люминофором. В первом случае красный цвет формирует светодиод, а зелёный и синий – голубой лазер, который направлен на вращающийся диск с двумя видами люминофора, которые поочередно светятся синим и зелёным светом. Во втором варианте красный светодиод отсутствует, а все три цвета формируются лазером и цветовым колесом с тремя разными люминофорами. Дело в том, что люминофор позволяет избежать так называемого пятнистого шума, а применение лазера – достичь очень насыщенных оттенков.
LDT (лазерная технология)
В предыдущих разделах мы рассмотрели наиболее популярные в настоящее время технологии, широко представленные на рынке. Теперь настала пора познакомиться с совсем уж экзотическим способом формирования изображения.
В главе про DLP- мы рассмотрели применение полупроводниковых лазеров в качестве источника света. А что, если сами лазерные лучи будут формировать изображение непосредственно на экране? Этот вопрос волнует человечество уже не первое десятилетие, однако ответ на него был получен в 1991 году, после того, как была изобретена технология LDT или Laser Display Technology, что переводится как "Технология Лазерного Отображения". Рабочий прототип был представлен в 1997 году, а серийный – в 1999 году. Итак, чем же примечателен физический принцип, основанный на применении лазеров?
Прежде чем ответить на этот вопрос, стоит понять, зачем вообще понадобилось разрабатывать такую технологию. Дело в том, что проекционные устройства 90-х годов прошлого века были недостаточно хороши для воспроизведения очень ярких и при этом очень контрастных изображений с высоким разрешением. Лазеры в силу своих физических особенностей могли исправить положение.
Стоит отметить, что попытки использования когерентных источников света для формирования изображения предпринимались достаточно давно, с 60-х годов. Причём первоначальная идея заключалась в том, чтобы заменить в электронно-лучевой трубке пучок электронов на лазерный луч. В этом случае конструкция значительно упрощалась, а цветопередача улучшалась. Однако в то время оказалось невозможным преодолеть некоторые технические трудности, такие, как создание лазеров, работающих при комнатной температуре, а также системы отклонения луча. Кстати, подобные работы велись и в СССР. Развитие полупроводниковых и микроэлектронных технологий позволило преодолеть вышеуказанные трудности и создать LDT- , однако до массового внедрения таких устройств по-прежнему очень далеко.
Итак, как работает технология LDT? Система построена на использовании трёх лазеров базовых цветов, которые модулируются по амплитуде особыми электрооптическими устройствами. При помощи специальной системы полупрозрачных зеркал лучи объединяются в один световой поток, который пока ещё не является полноценной цветной картинкой. Далее сигнал по оптическому кабелю поступает на оптико-механическую систему развёртки изображения. Кадр строится по тому же принципу, что и в телевизоре, – по строкам: слева направо и сверху вниз. Развёртка изображения по одной оси осуществляется при помощи специального вращающегося барабана с двадцатью пятью специальными зеркалами, а по другой – путём отклонения луча качающимся отражателем. Стоит отметить, что лазер способен описывать на экране 48000 строк или 50 кадров в секунду, а скорость перемещения точки на экране достигает 90 км/с! Такая скорость для нашего довольно инерционного восприятия, разумеется, очень велика, что и позволяет видеть на экране плавно меняющееся изображение. После развёртки световой сигнал поступает на систему фокусировки, которая объединена с отклоняющими устройствами в проекционную головку. Кстати, одной из особенностей системы является то, что источник света может быть удалён от проецирующего устройства на расстояние около 30 метров, что, в свою очередь, означает возможность применения очень мощных лазеров, требующих специальных систем охлаждения, а, значит, – получения изображения огромной яркости.
Схема лазерной технологии LDT
Какими преимуществами обладает подобный принцип формирования проекции? Во-первых, как уже было сказано, это огромная яркость изображения, и, как следствие, возможность проецировать картинку площадью в несколько сотен квадратных метров. Кроме того, её можно проецировать не просто на плоскость, а вообще на всё, что угодно, – и изображение будет оставаться резким в каждой точке! А всё благодаря лазерам: именно они позволяют избавиться от сложной системы сведения и фокусировки лучей. Более того, все остальные преимущества также обусловлены физической природой когерентного излучения. Например, лазеры очень слабо рассеиваются, поэтому создаваемое изображение имеет очень высокую контрастность, в четыре раза превышающую возможности человеческого зрения! Кроме того, поскольку лазеры обладают высокой монохроматичностью, то картинка ещё и обладает расширенным цветовым охватом и высокой насыщенностью. Помимо этого, время работы источников излучения – десятки тысяч часов, поэтому никакие традиционные газоразрядные лампы не в состоянии полноценно конкурировать с ними. То же самое можно сказать и про энергопотребление.
Технология LDT ещё очень молода и не лишена некоторых недостатков. Например, всё та же цветопередача. Для окраски каждого луча применяются специальные кристаллы, которые меняют длину волны, поэтому добиться точного соответствия совсем не просто. Разработчики занимаются этим вопросом, но пока он достаточно актуален. Размеры устройства совсем не маленькие, поэтому мобильность такого под силу только специальной бригаде. Ну и, пожалуй, главный недостаток технологии – это огромная цена, что в принципе неудивительно, поскольку этот продукт ещё очень далек до звания массового. Поэтому в настоящее время технология LDT может заинтересовать лишь крупные компании, которые специализируются на концертной деятельности, крупных световых шоу, а также инсталляциях для серьёзных конференций.
Устройство проекторов | Технологии формирования трёхмерного изображения
Интерес к проецированию объёмной картинки занимает человечество практически со времен изобретения кинематографа. Вариантов реализации было предложено множество, но базовый принцип всегда оставался неизменным: для каждого глаза должно быть сформировано своё изображение.
Современный интерес к объёмной картинке возник после выхода на экраны в 2009 году фильма Джеймса Кэмерона "Аватар". Мир планеты Пандора, показанный в картине в стереоскопическом формате, был столь реалистичен, что новая волна моды на трёхмерное изображение не заставила себя ждать. К тому времени уже был неотъемлемой частью полноценного домашнего кинотеатра, поэтому производители оборудования постарались как можно оперативнее внедрить новую технологию не только в телевизоры, но и в проекционные устройства.
К сожалению, разработчикам не удалось договориться о некоем едином формате, поэтому в настоящий момент на рынке главенствуют две основные технологии: поляризационная и затворная. Первая основана на разделении картинок при помощи поляризаторов. Вначале коммерческое воплощение этой идеи использовало линейную поляризацию, причём плоскости направления волн для каждого глаза были взаимно перпендикулярны. На практике всё было реализовано следующим образом. При помощи двух на экран проецируются два изображения, поляризованные для каждого глаза, специальные очки разделяют картинки, и зритель воспринимает объекты на экране как объёмные. Недостатков у такого способа формирования было несколько: необходимость использования двух , а также специального экрана, который имел повышенную отражающую способность и не менял направление поляризации. Кроме того, зрителю всегда приходилось держать голову прямо для того, чтобы эффект трёхмерности не пропадал. Следующим шагом в развитии этой технологии была замена линейной поляризации на круговую, а также проецирование кадров для каждогоглаза попеременно при помощи только одного устройства. Такой подход позволил держать голову во время просмотра произвольно, однако привёл к потере половины светового потока. Поляризационная технология при всех своих достоинствах практически не используется в домашних кинотеатрах, а применяется в основном в профессиональной сфере.
Второй вариант получения трёхмерного изображения основан на разделении кадров для каждого глаза при помощи специальных очков. демонстрирует попеременно изображения для каждого глаза, при этом частота смены кадров может достигать 120 Гц. Вместо линз в активных очках применяются специальные ЖК-матрицы, которые синхронизированы с и перекрывают световой поток таким образом, что каждый глаз видит только предназначенные для него изображения. Поскольку, как мы уже говорили, наше восприятие достаточно инерционно, потоки вопринимаются непрерывно и складываются в единую трёхмерную картинку. Именно эта технология в настоящее время наиболее активно применяется в домашнем кинотеатре, правда, справедливости ради стоит отметить, что и в профессиональной среде она тоже достаточно популярна.
Итак, процесс получения объёмного изображения понятен, осталось разобраться, какие позволяют воспроизводить такую картинку. На современном этапе развития проекционных технологий получение трёхмерного изображения удалось реализовать на основе LCD, DLP и LCoS-систем. Правда, учитывая, что затворный способ используется в домашнем кинотеатре совсем недавно, разработчикам ещё предстоит решить много вопросов. Например, быстродействие ЖК-матриц пока не в полной мере отвечает запросам по скорости обновления и отклика.
Устройство проекторов | Выводы и перспективы
Итак, мы познакомились с основными проекционными технологиями формирования изображения кинотеатрального формата, а также рассмотрели их особенности, достоинства и недостатки. Ещё десять лет назад были весьма экзотическими средствами отображения, которые только начинали массовое наступление на сферу домашнего применения. За эти годы качество изображения достигло очень высокого уровня, многие технологические недостатки ранних моделей преодолены, а разноообразие устройств позволяет подобрать на свой вкус за весьма приемлемые деньги. Даже внезапно возникшая мода на трёхмерное изображение тут же нашла отражение в выпускаемых моделях.
На сегодняшний день ситуация выглядит следующим образом. Наиболее распространённой технологией можно с уверенностью считать DLP. , построенные на микрозеркальных панелях, встречаются как в недорогом сегменте, так и в среднем. Кроме того, эта технология является ещё и весьма перспективной, причём по нескольким причинам. Во-первых, внедрение светодиодных и лазерных источников света поможет создать массовые проекционные устройства, которые будут весьма миниатюрными и низкопотребляющими, с большим световым потоком, отличной контрастностью, замечательным цветовым охватом и большим сроком службы. А, во-вторых, высокое быстродействие таких панелей создает великолепные возможности для внедрения высокоскоростных способов формирования трёхмерного изображения.
Самым ближайшим конкурентом DLP является технология 3LCD. Несмотря на то, что эта схема не нова, она по-прежнему весьма популярна и в недорогих , и в устройствах средней ценовой категории. Более того, несмотря на заложенные ограничения, например, по контрасту и по размеру расстояния между пикселями, каждое новое поколение матриц не перестает удивлять отличными результатами. Так что на сегодняшний день технологический предел возможностей этого способа формирования изображения ещё не достигнут.
Технология жидких кристаллов на кремнии на сегодняшний день является одной из самых качественных по параметрам картинки, однако и одной из самых дорогих, поэтому такие используются только в домашних кинотеатрах высшего уровня. Тем не менее, такие модели становятся доступнее с каждым годом и даже появляются в среднем ценовом сегменте, однако по этому параметру им до DLP- и LCD- пока очень далеко.
Периодически возникает вопрос возможного влияния проецируемого изображения на здоровье человека. Считается, что картинка, формируемая при помощи технологий 3LCD и LCoS, не имеет каких-либо отрицательных аспектов, поскольку транслируется на экран в сведённом виде, в то время как DLP с одним микрозеркальным чипом последовательно формирует три разноцветных изображения с высокой скоростью. Кстати, некоторые исследования показывают, что частоты смены кадров 180 Гц недостаточно для полного исключения "эффекта радуги" и связанной с ним утомляемости зрения во время длительного просмотра.
Что касается перспектив развития проекционно техники, то очень большие надежды связаны с внедрением полупроводниковых источников света, таких как светодиоды и лазеры, причём не только в сфере домашнего кинотеатра, но и в области профессиональной техники для концертов и световых шоу. Мы уже рассказывали о преимуществах, которые даёт эта технология, поэтому тоит сказать пару слов о возможных последствиях. Пока что способ формирования картинки при помощи лазерных лучей не только весьма перспективен, но и очень молод, а, значит, нет практически никаких данных о возможном влиянии на здоровье человека. Тем не менее, давно известно, что лазерный луч мощностью излучения в 1 мВт может быть опасен для зрения, а, значит, при использовании такой техники должно быть полностью исключена возможность попадания прямого светового потока на зрителей. В общем, вопрос безопасности еще предстоит исследовать.
Возможно, в ближайшем будущем все усилия производителей проекционной техники могут оказаться напрасными, поскольку, как это ни парадоксально, основным конкурентом на рынке домашнего кинотеатра может стать OLED-технология. Судите сами: уже сегодня никого не удивишь ЖК-телевизорами с диагональю 1,5 метра, а модели-рекордсмены и вовсе демонстрируют картинку более 2,7 метров, при том, что средние размеры изображения в домашнем кинотеатре как раз и составляют около 3-4 метров по диагонали. Уже сейчас есть коммерческие образцы моделей OLED-телевизоров на основе гибких подложек, которые позволяют производить не только плоские, но даже вогнутые экраны. А это, в свою очередь, рисует перед нами весьма заманчивые перспективы: возможно, в будущем нам больше не понадобятся ни , ни экраны. Для того чтобы погрузиться в действие фильма, достаточно будет нажать на кнопку электропривода и огромное гибкое полотно, покрытое органическими светодиодами, плавно появится из настенной ниши. Останется только включить кино и наслаждаться изображением.
В эпоху технологий высокой четкости проекторы набирают все большую популярность, ведь они позволяют воссоздать атмосферу настоящего кинотеатра в домашних условиях. Безусловно, данную идею можно реализовать также с помощью ЖК-телевизора с большой диагональю экрана и поддержкой стандарта видео 4K.
Однако контент с таким разрешением пока еще редкость, да и телевизоры этого класса стоят недешево. Современные же проекторы Full HD способны обеспечить превосходное качество изображения, кроме того, они занимают существенно меньше места.
LCD против DLP
В современных проекторах используются технологии LCD (Liquid Crystal Display) и DLP (Digital Light Processing), различающиеся по принципу формирования изображения. В случае с DLP роль пикселя выполняет миниатюрное зеркальце. Перед набором таких «пикселей» установлен вращающийся светофильтр, разделенный на цветные сегменты.
Свет передается через светофильтр, попадает на зеркала и отражается от них на экран. Технология LCD использует матрицы, которые освещаются отраженным с системы зеркал светом. Каждое зеркало является светофильтром и подает на матрицу только один из трех основных цветов.
Безусловно, обе эти технологии обладают как достоинствами, так и недостатками: например, LCD-проекторы обеспечивают насыщенные цвета, а DLP-решения имеют более высокую контрастность. Из минусов LCD-моделей стоит отметить меньшую глубину черного цвета, а у DLP-проекторов - наличие «эффекта радуги». Однако в современных устройствах эти недочеты практически незаметны.
По результатам наших различных сравнительных тестов LCD-проекторы пусть и не намного, но все же опережают по качеству картинки DLP-решения. Как известно, проекционную технологию LCD разработала японская компания Epson, а первое устройство на основе такого принципа был создано еще 25 лет назад. Все эти годы технология существенно улучшалась и дорабатывалась.
3D-проектор от Epson стоимостью 75 000 рублей поддерживает разрешение Full HD, позволяет подключать смартфоны и планшеты по разъему HDMI MHL и способен отображать картинку с диагональю до 300″
То наверняка встанете перед нелегким выбором. Тем, кто не сталкивался ранее с этим видом техники, сложно сориентироваться в огромном ассортименте, который предлагают магазины, и выбрать оптимальный проектор для конкретных целей. В этой статье мы расскажем об основных типах проекторов, а также о наиболее важных характеристиках проектора и помещения, на которые следует обратить внимание при выборе устройства:
- Условия использования
- Яркость
- Качество цветопередачи
- Контрастность
- Разрешение
- Способы установки
- Разъемы и интерфейсы
- Сетевой функционал
- Ресурс лампы
- Поддержка 3D
- Требования к обслуживанию
Пост получился объемным, потому что мы постарались собрать всю информацию, которая может понадобиться при выборе проектора, в одном месте и разложить ее по полочкам.
Условия использования
Проекторы можно условно разделить на три класса по типу помещений, в которых они используются.
Основная масса проекторов - это устройства, предназначенные для работы в офисах, аудиториях и классах и прочих помещениях, в которых обычно присутствует свет . Задача таких проекторов - производить хорошее изображение, невзирая на искусственное освещение. Безусловно, свет можно и отключить, но способность проекторов для офисов и образовательных учреждений давать высокую яркость стала обязательным требованием. Такие проекторы часто называют «мобильными», поскольку их довольно легко переносить с места на место. Также для подобных целей предлагаются устройства, классифицированные по типам "проекторы для образования " или "проекторы для бизнеса "
Второй тип проекторов - это проекторы для домашнего кинотеатра , предназначенные для работы при выключенном свете. В этих условиях проекторам не требуется высокая яркость, зато хорошо заметны и очень ценятся точная цветопередача и высокий уровень контрастности.
Говоря о киноманах, стоит отметить, что последнее время стал появляться контент в формате 4K (4096×2160 и 3840×2160), поэтому уже появились проекторы категории High-End, поддерживающие такие разрешения. Но они чрезвычайно дороги ! К счастью, у Epson есть , которое позволяет реально выводить 4K-контент с помощью full HD-матрицы . Мы называем его "4K Enhancement". Для тех, кто еще не слышал принцип работы такой технологии, поясню, что суть «4K-улучшения» состоит примерно в следующем: каждый второй кадр изображение сдвигается на полпикселя по диагонали, в результате чего каждый пиксель делится на четыре субпикселя:
По сути, создается визуальное поле с разрешением 4K. Хотя каждым отдельным пикселем этого поля управлять невозможно, все же, из изначально 4K-контента можно извлечь детали, которые было бы невозможно отобразить на full HD или WUXGA-проекторе. Спросите: "зачем"? Отвечаю: для возможности отображать 4K-контент без громадной переплаты . Ведь теперь можно купить проектор, который стоит ненамного дороже модели с разрешением full HD, но в состоянии реально выводить 4K-контент, а не выпускать модель с настоящими 4K-матрицами, которые будут стоить "как самолет". Точнее, выпускать-то можно, но позволить их себе могут единицы.
Многие проекторы для домашнего кинотеатра предлагают функционал, позволяющий сделать изображение визуально более четким, находясь в пределах имеющегося разрешения проектора. К примеру, у Epson такая функция называется «Super Resolution». Мы между собой зовем его «Unsharp Mask», по названию одноименного фильтра из Adobe Photoshop: и резкость повышается, и микроконтраст на переходах между участками изображения , что визуально, в самом деле, увеличивает воспринимаемую резкость изображения.
Установка и параметры помещения
Возможно, именно с этого стоило бы начать статью. У каждого проектора есть параметр, именуемый «отношение проекции», или «throw ratio», указывающий отношение расстояния от проектора до экрана к ширине экрана.
Проекторы с высоким проекционным отношением, называются длиннофокусными . К примеру, при отношении 2.0:1, проектор даст вам изображение шириной 2 метра с расстояния 4 метра. Хватает ли вам длины стен? Не находятся ли на расстоянии 4 метра от экрана объекты, делающие установку проектора в этом месте сложной?
Проекторы с небольшим проекционным отношением считаются короткофокусными . К примеру, Epson называет короткофокусными проекторы с проекционным отношением 0,55:1, тогда как другие производители иногда короткофокусным считают проекторы с отношением менее 1,5:1.
Быстрая установка
Иногда требуется в минимальные сроки развернуть мобильный экран и настроить изображение. Проектор при этом может оказаться расположен ниже необходимого уровня, например на тумбе, а не на столе. Если смотреть на экран под углом, не равным 90 градусам, изображение проектора искажается и вместо прямоугольного становится трапецевидным. Для быстрого исправления данной проблемы используется «трапецеидальная коррекция геометрии» («keystone»). Эта функция есть, пожалуй, у всех проекторов, и управлять ей можно прямо со встроенной в проектор панели управления. Помимо вертикальной, есть также и горизонтальная коррекция геометрии, позволяющая расположить проектор левее или правее относительно центра экрана. У большинства проекторов Epson имеется оба варианта, что автоматически делает доступной функцию «Quick Corner», которая позволяет корректировать форму экрана, меняя положение его четырех углов.
Многие проекторы оснащены автоматической вертикальной коррекцией геометрии.
У некоторых проекторов Epson имеются дополнительные функции, упрощающие установку. «Screen Fit» позволяет определить экран по черной рамке и мгновенно скорректировать геометрию единственным нажатием кнопки. «Focus Help» позволяет идеально сфокусировать объектив, не бегая от проектора к экрану.
Безусловно, упомянутые функции приводят к некоторому ухудшению четкости изображения, но не до такой степени, чтобы они изображения значительно потеряли привлекательность, а текст - читабельность.
Разъемы и интерфейсы
В стандартный набор разъемов большинства проекторов входят HDMI- и VGA-интерфейсы. Оба позволяют без проблем принимать сигнал до 1080p. Правда, если вы хотите показывать 3D в формате Blu-ray 3D, потребуется HDMI версии 1.4 или выше.
У большинства проекторов, кроме инсталляционных и домашних премиум-класса, имеется встроенный звук. В большинстве случаев речь идет об одном динамике с мощностью от 2 до 16 Ватт (чем больше - тем громче). Если у вас нет под рукой внешней звуковой системы, то передать звук на проектор вы сможете либо вместе с видео по HDMI, либо отдельно, для чего потребуется разъем Audio In. В свою очередь, аудио вход может быть как RCA (тюльпан), так и 3,5мм миниджек, как у наушников. Проекторы для образования могут также оборудоваться микрофонным входом.
Ряд проекторов обладает выходными разъемами VGA и аудио (VGA Out, Audio Out), позволяющими передать сигнал дальше, на другие устройства, позволяя проектору работать в роли разветвителя. USB разъемы могут играть различные роли:
- Подключение документ-камеры
- Подключение USB носителей
- Передача с компьютера видео и звука
- Передача на компьютер сигналов мыши (с кнопок пульта или у интерактивных проекторов)
В общем, с USB функционалом зачастую бывает не разобраться, не прочитав инструкцию. К примеру, если поддерживается подключение внешних носителей, то какие форматы файлов проектор способен воспроизводить? USB входы могут быть тоже различных форматов - Type A (как у флешек), Type B (как у принтеров), mini-USB.
В образовании могут быть востребованы старые разъемы, такие как RCA (Тюльпан) и S-Video.
В инсталляционных проекторах популярностью пользуется интерфейс HDBaseT, позволяющий передавать видео и другую информацию на большие расстояния с помощью дешевого сетевого провода cat5/6.
Сетевые возможности
Подключив проектор к сети организации, можно решить две задачи: первая - удаленное управление проекторами и мониторинг их состояния с помощью специального программного обеспечения. Вторая - использование проектора в качестве общего и передача на него изображения через сеть.
Также существует возможность проецирования через беспроводную сеть с мобильных устройств. Подробнее - см. «Сетевые возможности проекторов Epson ». Еще один вариант подключения мобильных устройств - через интерфейс HDMI с поддержкой MHL. Этот вариант подключения позволяет дублировать на проекторе экран мобильного устройства (если оно поддерживает MHL).
Ресурс лампы
Производители всегда публикуют оцениваемый ресурс используемой в проекторе лампы. Сам проектор может использовать лампу в «обычном» либо «экономичном» («Эко») режиме. Яркость последнего, как правило, бывает ниже примерно на 20-30%, зато это приводит к более долгому сроку работы ламп. Также у многих проекторов Epson имеется функция «A/V mute», которая позволяет прерывать презентацию на время, не выключая проектор. В этом режиме лампа временно затемняется уже на 70%. У современных проекторов, особенно тех, что используются в образовании и бизнесе, стоимость замены лампы не очень высока, но ее все же приходится иметь в виду, особенно - при закупке партии проекторов.
Позитивно влияет на ресурс лампы наличие воздушного фильтра, исключающее попадание на лампу пыли. Кстати говоря, система охлаждения и режим, в котором используется лампа, влияют и на шумность проектора. Особенно важно принимать данный параметр во внимание в небольших помещениях и комнатах.
Но не лампой единой! С 2015-го года в каталоге Epson имеется широкий ассортимент лазерных проекторов . Т.е. проекторов с лазерным источником света. Главное их преимущество: ресурс источника света 20 000 и более часов ! Первой ласточкой стал , а затем появились целые серии лазерных проекторов для самых разных задач: и даже необычный Epson LightScene EV-100 , выполненный в форме прожектора . Такие проекторы ко всему прочему отличаются еще и возможностью установки в любом положении.
Появление более бюджетных, "домашних" лазерных проекторов в каталоге - теперь лишь вопрос времени.
Поддержка 3D
При отображении 3D с компьютера необходимо быть уверенным, что проектор поддерживает тот формат стереопары, который вы на него отправляете. Пример форматов - «сверху-снизу», «бок-о-бок», «frame packing». Для отображения 3D Blu-ray дисков необходим интерфейс HDMI версии начиная от 1.4.
3D в той или иной степени поддерживается многими проекторами, хотя наилучшее качество дают устройства, специально спроектированные для этой задачи . Любая 3D технология работает за счет того, что от каждого глаза скрывается не предназначенное для него изображение. К примеру, активные очки по очереди закрывают то левый, то правый глаз LCD экраном. Это приводит к многократному падению яркости 3D изображения, что и является основной проблемой любой 3D системы. Благодаря сочетанию изначально высоких максимальной и цветовой яркостей самого проектора и 480-Гц технологии активных очков Epson, позволяющей сократить временные интервалы, во время которых закрытыми оказываются обе створки, 3D проекторы Epson обеспечивают более высокую яркость 3D изображения, делая его ярким и живым.
Примечание от 4.03.2019 - система спаренных проектов снята с производства и больше не продается , ибо можно смело считать, что "эпоха возрождения 3D" благополучно завершилась и подавляющему большинству покупателей (в т.ч. в сфере бизнеса и инсталляции) проекторы с 3D попросту неинтересны . Поэтому на данный момент в ассортименте Epson выводить изображения в 3D умеют только 3D-проекторы для домашнего кинотеатра .
Справедливости ради расскажу, что в далеком 2016-м году все же существовал другой интересный вариант решения, изначально спроектированного для 3D - система Epson EB-W16SK из двух спаренных проекторов EB-W16. В отличие от обычных проекторов, в ней использовалась не активная, а пассивная технология 3D-очков, основанная на поляризационных фильтрах. Хотя система EB-W16SK стоила дороже отдельного 3D проектора, а пассивная технология требовала приобретения специального экрана, эффект значительной экономии достигался за счет покупки дешевых пассивных очков (хорошие активные очки стоят в районе $100). По этой причине EB-16SK являлся неплохим выбором в случаях, когда было необходимо демонстрировать 3D целому классу.
Требования к обслуживанию проектора
Напоследок расскажем о таком важном компоненте проектора, как пылевой фильтр. Многие производители заявляют, что в их проекторах нет фильтров, которые требуют чистки и замены, а значит - нет ещё одного расходного материала. Но они умалчивают о том, что наличие фильтра от пыли помогает продлить срок службы проектора и избежать больших расходов на ремонт. Для сравнения, проекторы DLP можно чистить от пыли только в сервисной службе за деньги, а прочистить съёмный фильтр у 3LCD-проектора может любой желающий в домашних условиях. Чистить фильтры следует не реже, чем раз в три месяца.
Вместо вывода
Надеемся, что, учтя все рекомендации из данного поста, вы сможете сделать правильный выбор, и тогда проектор не только поможет вам в работе, но и доставит немало радости, хорошего настроения и незабываемых впечатлений от просмотра кино и игр на большом экране.
Добавить метки
