#7/2006 • ПОЛЕЗНО ЗНАТЬ

www.kramer.ru, e-mail: academy@kramer.ru

ДОМАШНИЙ ГИПЕРБОЛОИД

ОДНАЖДЫ У ТОЛСТОГО СПРОСИЛИ, ПОЧЕМУ ЕГО РОМАН НАЗЫВАЕТСЯ «ГИПЕРБОЛОИД ИНЖЕНЕРА ГАРИНА», ВЕДЬ В ОСНОВЕ ПРИБОРА - ПАРАБОЛИЧЕСКОЕ ЗЕРКАЛО? АЛЕКСЕЙ НИКОЛАЕВИЧ ЗАДУМАЛСЯ ТОЛЬКО НА СЕКУНДУ: «А ТАК СТРАШНЕЕ!» СОВРЕМЕННЫЕ ПРОЕКТОРЫ СРОДНИ ФАНТАСТИЧЕСКОМУ ОРУЖИЮ - В НИХ ТОЖЕ ЕСТЬ МОЩНЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА, ЗЕРКАЛА, ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ, НО ИСПОЛЬЗУЮТСЯ ОНИ ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО В МИРНЫХ ЦЕЛЯХ.

С названием им, однако, тоже не повезло, поскольку нынешние проекционные устройства не имеют почти ничего общего со старыми слайдо-, эпидиаскопами и другими, говоря казенным языком, техническими средствами обучения. Современный проектор - это автономный прибор, обеспечивающий передачу (проецирование) на большой экран информации, поступающей от внешнего источника - компьютера, видеомагнитофона, CD и DVD-плеера, видеокамеры, телевизионного тюнера и т.п.

Абсолютное большинство современных проекторов имеют как компьютерные, так и видеовходы, но бывают модели только с последними (их принято называть видеопроекторами) или с компьютерными (мультимедийные). Такие конструкции, естественно, дешевле универсальных.

Принципиальное отличие современных проекторов от «старых» в том, что они не нуждаются в физическом носителе изображения, с которого, собственно, оно и проецируется на экран - будь то слайд, рисунок на бумаге или прозрачной пленке и пр. Они получают картинку от внешнего источника в виде электрического сигнала, а это значит, что органично включаются в системы безбумажной обработки информации, становятся важнейшими элементами мультимедиа.

При выборе домашнего проектора возможны два подхода. Первый - понять, для чего он вам нужен (например, смотреть видео, играть на компьютере и т.д.), а потом искать модель с подходящими техническими характеристиками. Во втором случае сначала определяется сумма, которую можно потратить, после чего выбирается лучшая модель в этих пределах. Первый подход обойдется дороже, но и результаты, скорее всего, будут более впечатляющими, поскольку за качество всегда приходится платить. В любом случае, для того, чтобы сделать правильный выбор, нужно знать основные технические характеристики современных проекторов и понимать, какие из них имеют первостепенное значение, а какими можно и пренебречь.

 

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЕКТОРОВ

Основными характеристиками мультимедийного проектора считаются разрешающая способность (разрешение), световой поток (яркость) и вес. Дополнительные критерии -  контрастность и равномерность изображения, наличие или отсутствие ZOOM-объектива, возможность коррекции трапецеидальных искажений, количество и типы входных и выходных разъёмов. Кроме того, перед покупкой стоит подумать о сервисном обслуживании и обязательно - о запасных лампах.

В современных проекторах применяются дуговые лампы трех типов: металлогалоидные (МН), сверхвысокого давления (UHP) и ксеноновые (Х). В отличие от ламп накаливания они не перегорают, а лишь со временем их полезный световой поток падает. Поэтому, когда данный параметр уменьшается вдвое, можно считать, что она вышла из строя и требует замены. Лампы UHP относительно легко заменить самостоятельно, не обращаясь в сервисный центр, поскольку они конструктивно защищены от неосторожного нанесения отпечатков пальцев, смертельно опасных для проекционных ламп всех типов.

К сожалению, у всех ламп КПД чрезвычайно низок, поэтому проекторы и греются как печки. Выделяемое тепло отводится довольно мощными вентиляторами, которые никак не удается сделать бесшумными. У хороших моделей шум не превышает 45 дБ, что примерно соответствует акустическому фону от компьютера или тихому разговору. Общее правило:  чем больше потребляемая проектором мощность, тем большим будет уровень шума. С этой точки зрения аппараты с лампами UHP имеют явное преимущество.

Разрешающая способность - это плотность изображения на экране, которая определяется количеством точек в одной строке и количеством строк в растре. В настоящее время максимально возможное разрешение достигает значения 1800 х 1440 точек. Впрочем, развитие проекционных технологий идет так стремительно, что, вероятно, эти данные уже устарели.

У каждого проектора есть свое «родное» разрешение, которое определяется физическими параметрами его матриц. Если разрешение входного сигнала не совпадает с ним, приходится использовать различные алгоритмы пересчета, т.е. сжатия или расширения изображения. А это - дополнительные искажения картинки. Лучше всего приобретать аппарат, физическое разрешение которого совпадает с разрешением входного сигнала. Для домашнего использования вполне подойдут недорогие SVGA-модели (800 х 600).

Что касается видеостандартов, то большинство проекторов поддерживают наиболее распространённые системы цветности PAL, SECAM, NTSC 3,58 и NTSC 4,43. Новейшие модели, как правило, поддерживают формат HDTV.

Световой поток - это единица, характеризующая среднюю величину светового потока проектора по девяти зонам, равномерно распределенным по площади экрана. Этот параметр был введен в 1982 году американским Институтом национальных стандартов (ANSI), поэтому и измеряют его в ANSI лм. У современных проекторов он находится в диапазоне от 500 до 12000 ANSI лм, но для домашних условий вполне достаточно и 1000 ANSI лм при площади комнаты до 50 кв. м и размере экрана примерно 2 х 2,5 м.

Коррекция трапецеидальных искажений. Оптическая ось объектива в реальных условиях никогда не бывает перпендикулярной плоскости экрана, что приводит к появлению т.н. трапецеидальных искажений (keystone). Из-за этого верхняя часть кадра на экране оказывается шире, чем нижняя, или наоборот. Для борьбы с этим явлением используют либо конструктивную, либо оперативную коррекцию искажений проекции.

В первом случае оптика конструируется так, что ось проекции изначально отклонена от горизонтальной плоскости (проведенной через основание проектора). В инструкциях  обычно приводится отношение восходящей относительно объектива части изображения к нисходящей (Keystone U/D ratio) или соответствующие иллюстрации. Поскольку при потолочном креплении такие проекторы нужно переворачивать основанием вверх, в них предусмотрен переворот картинки по вертикали. Иногда в документации указывается диапазон углов проекции, в пределах которого трапецеидальные искажения могут быть откорректированы пользователем. Наиболее удобным является смещение картинки по вертикали, что позволяет двигать ее вверх или вниз, не изменяя положения самого проектора. Механическая коррекция трапецеидальных искажений лучше электронной.

В паспортных данных проекторов приводятся также данные о минимальных и максимальных размерах изображения и расстояниях до экрана, на которых эти размеры могут быть получены. При этом максимальные значения имеют скорее рекламный характер, поскольку работать с ними можно лишь при полном затемнении помещения.

У большинства современных моделей вариообъективы с изменяемым фокусным расстоянием. В дорогих аппаратах изменять масштаб изображения и регулировать фокусировку можно с помощью сервопривода, управляемого с пульта ДУ. Эту функцию по достоинству оценят те, у кого проектор прикреплен к потолку. Если же вы планируете использовать его в обычных условиях, то платить вполне ощутимые деньги за сервопривод не стоит.

Разъемы и кабели. Если проектор будет подключен к компьютеру, нужно убедиться в том, что выходной мониторный разъем последнего имеет тот же тип и количество контактов, что и входной в приобретаемом видеопроекторе (обычно 15-контактный разъем HD-15 с расположением контактов в

3 ряда). В этом случае можно подключить проектор вместо монитора. Как правило, проекторы оснащаются и разъемом Monitor out, обычно тоже HD-15. Если подсоединить к нему кабель монитора, то будете видеть изображение на двух экранах. Для стыковки с компьютером по звуковым стереоканалам в проекторе обычно есть специальные разъемы - два RCA или один М3 (mini-Jack стерео), так что при воспроизведении на компьютерном приводе CD или DVD-ROM можно воспользоваться усилителем мощности и встроенными громкоговорителями проектора. Если помимо этого к разъемам Audio out проектора подключить музыкальный центр, получится некоторое подобие системы Surround Sound.

Дополнительный комплект разъемов для связи с другими аудиовизуальными источниками имеют проекторы мультимедиа. Для этого тоже предназначаются разъемы RCA (черного и красного цвета) или М3 стерео по звуковым каналам, а по видео - RCA, BNC и S-Video. RCA (желтого цвета) или BNC (байонет, советский аналог - СР-75) соединяется с выходом полного цветного телевизионного сигнала (называемого также композитным) видеоаппаратуры. При наличии S-Video лучше воспользоваться ими, качество картинки будет заметно выше.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ В ПРОЕКТОРАХ

В самом общем виде большинство современных видео- и мультимедийных проекторов устроены довольно просто (рис. 1). Мощный источник освещает матрицу, на которой формируется изображение, и через блок линз оно передается на экран.

Самое сложное - сама матрица. Именно ее принцип действия определяет тип проектора и его основные технические характеристики. Различают два вида матриц: отражающие и просветные. В первом случае свет от источника отражается и с помощью оптической системы поступает на блок линз, а во втором - проходит сквозь матрицу. В последние годы появился новый тип проекторов - с самосветящимися матрицами. Такие аппараты не нуждаются в отдельном источнике света.

ТРЁХЛУЧЕВЫЕ (CRT) ПРОЕКТОРЫ

История современных проекторов ведет свое начало с 1970 года, когда Генри Клосс создал первый трехлучевой аппарат.

Принцип действия CRT-проектора таков. Три монохромных кинескопа диаметром 7 - 12 дюймов, каждый из которых закрыт красным, синим или зеленым светофильтром, создают световые потоки, поступающие в оптический объектив. Там они фокусируются и проецируются на экран, где, смешиваясь, создают полноцветное изображение. Обратите внимание, что в самих проекторах этого типа «готовая» картинка отсутствует, она формируется только на экране (рис. 2).

Использование CRT долгое время сдерживалось особенностью формирования телевизионного изображения: на большом экране его растр становился очень заметным, а между строками оставались темные полосы. Из-за этого картинка «разваливалась», как плохая газетная фотография. Проблему удалось решить путем применения удвоителей, а затем и учетверителей строк (т.н. апскейлеров). Естественно, сложность и цена проекторов от этого возросла.

У современных CRT-проекторов есть два существенных преимущества. Во-первых, они единственные, способные показывать настоящий черный цвет, ведь в «черных» фрагментах электронные пушки запираются и вообще не излучают. Во-вторых, технически несложно сделать развертку с огромным количеством строк и получить картинку с чрезвычайно высоким разрешением. В «младших технологиях», о которых речь пойдет ниже, это нереализуемо в принципе. Однако у CRT много серьезных недостатков. Прежде всего, они сложны в эксплуатации. Даже обычные аналоговые телевизоры со временем обрастают проблемами, но если в них плохое сведение лучей грозит первоначально лишь легкой размытостью, то в CRT оно фактически приводит к полному отказу проектора. Поскольку расстояние от линз до экрана велико, несведенные световые потоки, пройдя его, дадут вместо изображения бесформенные цветные пятна.

Кроме того, CRT-аппараты при отличной контрастности имеют неважную яркость - электронные пушки просто не в состоянии испускать потоки света, сравнимые с современными лампами, поэтому использование таких проекторов оправдано только в затемненных помещениях. Есть и еще один минус: мощные CRT - тяжелые и громоздкие устройства. Зато, в отличие от ламп, ресурс электронно-лучевых трубок намного выше.

ТЕХНОЛОГИЯ DLP

Все DLP-проекторы производятся на основе специальных DMD-матриц (Digital Micromirror Device - цифровое микрозеркальное устройство), созданных компанией Texas Instruments. DMD-матрица представляет собой кремниевую пластину площадью около квадратного сантиметра с отражающими элементами на поверхности. На каждом из них расположено крохотное зеркало, способное под управлением электронной схемы занимать одно из двух возможных положений. В первом положении свет отражается и участвует в создании изображения, а во втором - направляется на светопоглотитель. Таким образом, получается нечто вроде светящегося и «погашенного» пикселя.

Градации серого цвета получаются за счет изменения частоты колебания зеркал (больше «погашенных» пикселей - темнее серый, меньше - светлее). Для создания цветного изображения в одноматричных DLP-проекторах применяют специальные цветовые фильтры-колёса, вращающиеся с огромной скоростью (рис. 3). Так, в каждый момент на экране присутствует картинка только одного из цветов, а в полноцветное изображение она интегрируется за счет особенностей зрения человека.

Для одноматричных DLP-проекторов характерен т.н. эффект радуги - при быстром повороте головы зрителя или частом моргании контуры объектов «рассыпаются» на первичные цвета. Для борьбы с этим эффектом разработчики стараются увеличивать скорость вращения цветового колеса.

 

Гораздо лучшими характеристиками обладают трехматричные DLP-проекторы (рис. 4). Свет, проходя через призму, разделяется на три составляющие, каждой из которых соответствует одна DMD-матрица. Цветовые фильтры-колёса в таких проекторах уже не требуются, и эффект радуги отсутствует в принципе. Особенностью этой схемы является то, что световые потоки проходят через призму в двух направлениях: от источника света к матрицам и от матриц к объективу.

У DMD-матриц нет инерционности изображения, равным качеством обладают как статичные, так и подвижные картинки.

Из возможных проблем технологии стоит упомянуть об эффекте залипания зеркал. Поскольку они меняют свое положение с очень высокой частотой и имеют крайне малые размеры, реакция некоторые из них может запаздывать, из-за чего они выпадают из общей картины. При просмотре видеофильмов это почти не заметно, но при работе, скажем, в AutoCAD разрывы линий и лишние точки будут сильно раздражать.

DLP-проекторы самые легкие и компактные по сравнению с остальными. Одноматричные модели хороши как основа домашнего кинотеатра, но, если позволяют средства, лучше все-таки приобрести многоматричный, у него более естественное изображение. Неплохо они справляются и с презентациями, хотя для статичных или ярких картинок LCD, пожалуй, предпочтительней.

ТЕХНОЛОГИЯ LCD

С появлением на рынке LCD-проекторов (LCD - Liquid Crystal Display) кинескопные медленно, но неотвратимо стали уходить в прошлое. Главное достоинство - относительно невысокая цена. Это сейчас одна из самых распространенных технологий. Поток света, создаваемый мощной лампой, проходит сквозь LCD-матрицу, как через кинопленку, затем через объектив, и готовое изображение проецируется на экран (рис. 5). В настоящее время используют трехматричные тракты, где каждая из матриц отвечает за одну из составляющих цвета. В самых дешевых проекторах или экземплярах, подвергавшихся ударным нагрузкам, возможно смещение картинки одной из матриц, из-за чего у общего изображения появляются цветные контуры, как у ненастроенного CRT-аппарата или монитора с плохим сведением. Но разница заключается в том, что CRT еще можно настроить, а LCD - нет.

Для LCD-проекторов характерно очень красочное и яркое изображение, которое хорошо для мультфильмов, компьютерных игр или презентаций, а вот при просмотре обычного кино картинка подчас кажется не очень естественной, как бы неумело раскрашенной. Существенным минусом LCD является невозможность получения полноценного черного цвета, он больше отдает в серый. Это понятно - матрица работает на просвет, а жидкие кристаллы физически не способны создать абсолютно непрозрачный участок изображения. По этой же причине нельзя реализовать достаточное количество градаций серого. Это важно при просмотре видеофильмов, где наличие полутонов во многом определяет естественность картинки, а для мультиков или компьютерной графики  несущественно.

Зато LCD-аппараты отличаются наибольшей яркостью, причем качественное изображение получается в помещении при искусственном или естественном освещении. Кроме того, они очень просты в эксплуатации и требуют минимальных настроек, компактны и легки, поэтому часто применяются для выездных презентаций или учебных занятий, а более дорогие модели - как основа домашнего кинотеатра.

Интересной разновидностью LCD-проекторов являются HTPS (High Temperature PolySilicon - высокотемпературный поликристаллический кремний). Первоначально технология HTPS была рассчитана на изготовление видоискателей камер, но довольно быстро распространилась на производство настольных, портативных и стационарных ЖК-проекторов. Полисиликоновые панели выпускаются с разным разрешением - до 1920 х 1080 с соотношением сторон 16:9, а самые маленькие, с диагональю 0,55 дюйма, позволяют создавать миниатюрные переносные аппараты.

 

Как же они устроены? Свет ртутной лампы сверхвысокого давления, пройдя через поляризатор и линзу-конденсор, с помощью дихроичных зеркал разлагается на красный, зеленый и синий лучи, каждый из которых освещает свою матрицу (рис. 6). Светофильтры при такой схеме уже не нужны. Составляющие изображение световые лучи основных цветов прецизионно совмещаются на призме и направляются на проекционный объектив. Поскольку матрицы работают на просвет, этим проекторам трудно правильно воспроизвести фрагменты с малым уровнем яркости и полноценный черный цвет. Иногда возникают проблемы с обеспечением чистоты цвета по всему экрану.

 

ТЕХНОЛОГИЯ LCOS

LCOS (Liquid Crystal On Silicon - жидкие кристаллы на кремнии) - одни из самых молодых. Первой эту технологию начала использовать JVC, причем для обозначения собственных разработок она применяет аббревиатуру D-ILA (Direct Drive Image Light Amplifier). Принцип действия D-ILA-проекторов напоминает HTPS, но ЖК-матрицы, формирующие изображение, работают не на просвет, а на отражение.

Проекторы D-ILA уверенно справляются с компьютерными статичными картинками и естественно воспроизводят видео, с полноценным черным цветом. Важной особенностью LCOS-матриц можно считать получение высоких разрешений малыми средствами. Аппараты, основанные на этой технологии, могут успешно применяться в цифровых кинотеатрах с относительно большими экранами и реально обеспечивать прекрасное качество картинки. Минимальный вес таких моделей примерно 6 - 7 кг, но мощные аппараты для больших кинозалов могут весить и 100 кг.

В настоящее время наметилась тенденция применения LCOS все большим количеством производителей проекторов. Вместе с развитием и распространением данной технологии происходит не только совершенствование самих аппаратов, но и закономерное снижение цен.

 

***

 

С каждым днем растет популярность проекторов для дома. Они гораздо удобнее громоздких телевизоров и позволяют легко варьировать размер экрана. К тому же большинство из них, кроме источника видеосигнала, могут работать и с компьютером, что делает их поистине универсальным средством отображения. l

 

Статья подготовлена по материалам курса Kramer AV Academy

 

   
ListenListen
ListenListen

Яндекс цитирования

Яндекс.Метрика

 
           

н а в е р х

ГЛАВНАЯ | РУБРИКИ | АРХИВ | КОНТАКТЫ | АВТОЗВУК
Copyright © "Салон Аудио Видео"