Слайд 1
Курс лекций по дисциплине
Технические средства управления
Ушканова Е.В.
Южный федеральный университет
Слайд 3Проекторы появились на рынке потребительской электроники достаточно давно и за
время своего существования успешно перешли из разряда дорогостоящего «эксклюзива» в
сегмент широко распространенной техники для работы и развлечения.
Перестав быть дорогим и сложным в эксплуатации устройством, они нашли свое место и в офисах, как средство для проведения презентаций, и в наших домах, как средство визуализации домашнего кинотеатра.
Слайд 4
Проектор — световой прибор, перераспределяющий свет лампы с концентрацией светового потока
на поверхности малого размера или в малом объёме.
Проекторы являются
в основном оптико-механическими или оптическо-цифровыми приборами, позволяющими при помощи источника света проецировать изображения объектов на поверхность, расположенную вне прибора — экран.
Появление проекционных аппаратов обусловило возникновение кинематографа, относящегося к проекционному искусству.
(Материал из Википедии — свободной энциклопедии)
Слайд 5Виды проекционных приборов
Диаскопический проекционный аппарат — изображения создаются при помощи лучей
света, проходящих через светопроницаемый носитель с изображением.
Это самый распространённый
вид проекционных аппаратов.
К ним относят такие приборы как: кинопроектор, диапроектор, фотоувеличитель, проекционный фонарь, кодоскоп и др.
Слайд 6Эпископический проекционный аппарат — создаёт изображения непрозрачных предметов путём проецирования отраженных
лучей света.
К ним относятся эпископы, мегаскоп.
Слайд 7Эпидиаскопический проекционный аппарат — формирует на экране комбинированые изображения как прозрачных,
так и непрозрачных объектов.
Слайд 8Мультимедийный проектор (также используется термин «Цифровой проектор») — с появлением и
развитием цифровых технологий это наименование получили два, вообще говоря, различных
класса устройств:
На вход устройства подаётся видеосигнал в реальном времени (аналоговый или цифровой). Устройство проецирует изображение на экран. Возможно при этом наличие звукового канала.
Устройство получает на отдельном или встроенном в устройство носителе или из локальной сети файл или совокупность файлов (слайдшоу) — массив цифровой информации. Декодирует его и проецирует видеоизображение на экран, возможно, воспроизводя при этом и звук. Фактически, является сочетанием в одном устройстве мультимедийного проигрывателя и собственно проектора.
Слайд 9Лазерный проектор — выводит изображение с помощью луча лазера.
Слайд 10Цифровые проекторы
Жидкокристаллический проектор
DLP-проектор
LCOS проектор
Светодиодный проектор
DLP-проектор InFocus
IN34
Слайд 11Жидкокристаллический проектор — устройство, проецирующее на экран изображение, созданное одной
или несколькими жидкокристаллическими матрицами.
Механической основой LCD (англ. liquid crystal display
- матрица на жидких кристаллах ) и reflective LCD-проекторов является твердотельная стеклянная подложка с нанесенной на неё системой управления слоем структурированного жидкого кристалла. Поэтому и LCD- и reflective LCD — проекторы дают изображение, стабильное по геометрии и другим параметрам. При эксплуатации в зависимости от сюжета изображения иногда требуется только подстройка яркости и контраста изображения.
При модуляции света LCD модулятором используется принцип управления поворотом поляризации в ячейке жидкого кристалла, соответствующей каждому пикселю.
Слайд 12DLP (Digital Light Processing) — технология, используемая в проекторах.
DLP-технологию создал
Лари Хорнбек из компании Texas Instruments в 1987 году.
В DLP-проекторах
изображение создаётся микроскопически маленькими зеркалами, которые расположены в виде матрицы на полупроводниковом чипе, называемом Digital Micromirror Device (DMD, цифровое зеркальное устройство).
Каждое такое зеркало представляет собой один пиксель в проецируемом изображении.
Общее количество зеркал означает разрешение получаемого изображения. Наиболее распространёнными размерами DMD являются 800x600, 1024x768, 1280x720, и 1920x1080 (для показа HDTV, High Definition TeleVision — телевидение высокой чёткости).
Эти зеркала могут быстро позиционироваться, чтобы отражать свет либо на линзу, либо на радиатор (называемый также light dump, дамп света). Быстрый поворот зеркал (по существу переключение между состояниями «включено» и «выключено») позволяет DMD варьировать интенсивность света, которые проходит через линзу, создавая градации серого в дополнение к белому (зеркало в позиции «включено») и чёрному (зеркало «выключено»).
Слайд 13Цвет в проекторах DLP
Существует два основных метода создания цветного изображения.
Один метод подразумевает использование одночиповых проекторов, другой — трёхчиповых.
Чип DLP
Слайд 14Одночиповые проекторы
В проекторах с одним DMD-чипом цвета образуются
путём помещения вращающегося цветного диска между лампой и DMD, что
является очень похожим на «последовательную систему цветного телевидения» американской телевизионной радиовещательной компании Columia Broadcasting System, которая использовалась в 1950 годах.
Цветной диск обычно делится на 4 сектора: три сектора под основные цвета (красный, зелёный и синий), а четвёртый сектор — прозрачный, для увеличения яркости. Из-за того, что прозрачный сектор уменьшает насыщенность цветов, в некоторых моделях он может отсутствовать вообще, в других вместо пустого сектора могут использоваться дополнительные цвета. DMD чип синхронизирован с вращающимся диском таким образом, чтобы зелёный компонент изображения отображался на DMD, когда зелёный сектор диска находится на пути свечения лампы. Аналогично для красного и синего цветов.
Красная, зелёная и синяя компоненты изображения отображаются попеременно, но с очень высокой частотой. Таким образом зрителю кажется, что на экран проецируется разноцветная картинка. В ранних моделях диск совершал один оборот за каждый кадр. Позже создали проекторы, в которых диск делает два или три оборота за один кадр, а в некоторых проекторах диск разделён на большее количество секторов и палитра на нём повторяется дважды. Это означает, что компоненты изображения выводятся на экран, сменяя друг друга до шести раз за один кадр.
В некоторых последних high-end моделях вращающийся цветной диск заменён на блок из очень ярких светодиодов трёх основных цветов. Благодаря тому, что светодиоды возможно очень быстро включать и выключать, этот приём позволяет ещё больше увеличить частоту обновления одноцветность картины.
Слайд 15«Эффект радуги»
Эффект радуги присущ только одночиповым проекторам DLP.
Как уже было
сказано, в конкретный момент времени на изображение отображается только один
цвет. Когда глаз движется по спроецированному изображению, эти различные цвета становятся видимыми, в результате чего глазом воспринимается «радуга».
Производители одночиповых DLP-проекторов выходили из положения, разгоняя вращающийся сегментирование разноцветный диск, либо увеличивая число цветных сегментов, таким образом уменьшая этот артефакт.
Свет от светодиодов позволил ещё уменьшить данный эффект благодаря высокой частоте переключения между цветами.
В дополнение ко всему, светодиоды могут излучать любой цвет любой интенсивности, что позволило увеличить гамму и контрастность изображения.
Слайд 16Трёхчиповые проекторы
Этот тип DLP-проекторов использует призму для разделения луча, излучаемого
лампой, и каждый из основных цветов затем направляется на свой
чип DMD. Затем эти лучи объединяются, и изображение проецируется на экран.
Трёхчиповые проекторы способны выдать большее количество градаций теней и цветов, чем одночиповые, потому что каждый цвет доступен более длительный период времени и может быть модулирован с каждым видео кадром. К тому же, изображение менее подвержено мерцанию и «эффекту радуги».
Слайд 17Dolby Digital Cinema 3D
Компания Infitec разработала спектральные фильтры для вращающегося
диска и 3D-очков, позволяющие проецировать кадры для разных глаз в
разных подмножествах спектра.
В результате каждый глаз видит свою, практически полноцветную картинку, на обычном белом экране, в отличие от систем с поляризацией проецируемого изображения (типа IMAX), требующих специального «серебряного» экрана для сохранения поляризации при отражении.
Слайд 18
Трёхмерная графика (3D, 3 Dimensions, 3 измерения) — раздел компьютерной
графики, совокупность приемов и инструментов (как программных, так и аппаратных),
предназначенных для изображения объёмных объектов.
Трёхмерное изображение на плоскости отличается от двумерного тем, что включает построение геометрической проекции трёхмерной модели сцены на плоскость (например, экран компьютера) с помощью специализированных программ.
Для получения трёхмерного изображения на плоскости требуются следующие шаги:
моделирование — создание трёхмерной математической модели сцены и объектов в ней.
рендеринг (визуализация) — построение проекции в соответствии с выбранной физической моделью.
вывод полученного изображения на устройство вывода - дисплей или принтер.
Однако, в связи с попытками создания 3D-дисплеев и 3D-принтеров, трёхмерная графика не обязательно включает в себя проецирование на плоскость.
Слайд 20IMAX ( англ. Image Maximum — «максимальное изображение») — формат фильмов и
кинотеатров, разработанный канадской компанией IMAX Corporation.
Формат рассчитан на бо́льшие
размеры экрана в сравнении с обычным кино и лучше оптимизирован для просмотра 3D-кино по сравнению с анаглифными системами.
Стандартный размер экрана в кинотеатре IMAX — 22 м в ширину и 16 м в высоту. Экран занимает почти всё пространство перед зрителем, что обеспечивает максимальный «эффект присутствия».
Слайд 21Ана́глиф — метод получения стереоэффекта для стереопары обычных изображений при помощи
цветового кодирования изображений, предназначенных для левого и правого глаза.
Для
получения эффекта необходимо использовать специальные (анаглифи́ческие) очки, в которых вместо диоптрийных стекол вставлены специальные светофильтры, как правило, для левого глаза — красный, для правого — голубой или синий.
Слайд 22LCoS (англ. Liquid Crystal on Silicon - жидкие кристаллы на
полупроводнике) — технология получения изображения, используемая в проекторах.
Является третьей по
распространенности после технологий DLP и 3LCD (LCD), но занимает значительно меньшую долю рынка.
Упрощенная схема ячейки LCoS матрицы.
Синонимы:
D-ILA (англ. Direct Drive Image Light Amplifier) компании JVC, и
SXRD (англ. Silicon X-tal Reflective Display) компании Sony.
Слайд 23Лазерный проектор (англ.: LDT - Laser-Display-Technologie)
Принцип действия: Три лазерных луча
модулируются по амплитуде при помощи электрооптических модуляторов в соответствии с
входным видеосигналом. Затем они с помощью специальной системы полупрозрачных зеркал объединяются в один луч, который содержит всю информацию о картинке. Лазер излучает свет в виде пучка параллельных лучей со строго определённой длиной волны (и, соответственно, одного цвета). Путём смешения трёх различных по интенсивности лучей (красного, зелёного и синего) может быть получен белый или любой другой цвет.
Оптико-механическая система развёртки изображения и система фокусировки расположены в проекционной головке, которая соединяется с источником лазерного излучения при помощи гибкого оптоволоконного кабеля. Построение изображения на экране происходит как в телевизоре - по строкам. Лазерный луч отклоняется сверху вниз, при этом "прописывая" слева направо строки изображения. Развёртка изображения по горизонтали осуществляется при помощи вращающегося колеса, на котором закреплено 25 зеркал, а по вертикали - с помощью качающегося зеркала. Благодаря инерции нашего зрения и большой скорости сканирования лазерного луча общее впечатление от изображения на экране получается таким же, как и при "нормальной" картинке.
Особенности: недоступные для других технологий яркость, контрастность, высокое разрешение, возможность создавать изображение на огромных экранах, длительный срок службы лазера, высокая цена.
Слайд 24Создан лазерный проектор с разрешением 33 мегапикселя
Проектор с самым высоким
разрешением 33 мегапикселя сконструирован в США компанией Evans & Sutherland.
Инженеры, создавшие устройство с рекордными на сегодня параметрами, заменили одну матрицу с 33 млн. ячеек на быстро движущуюся планку с 4 тысячами элементов, которые освещаются лазерами разных цветов.
Как сообщается в пресс-релизе компании, новый прибор найдет применение в больших кинозалах и планетариях, позволяя заменить несколько проекторов меньшего разрешения.
Источник: http://www.gzt.ru
Слайд 25Выбор офисного проектора:
по мощности ламп (вт):
180вт 200вт
250вт 300вт 2x200вт
4х300вт
Слайд 26Выбор офисного проектора:
по специфическим параметрам:
16:10 настенные
мобильные
короткофокусные
Слайд 27Выбор офисного проектора:
по весу
ультрапортативные - до 4,5 кг
портативные - 4,6
- 9 кг
переносные - 9,1 - 18 кг
стационарные - более
18 кг.
Слайд 28Остальные параметры:
Срок службы лампы, измеряемый в часах.
Обычные значения -
2000 ч.
Надо быть аккуратным при выключении проектора - сначала
выключать лампу, а после ее охлаждения (около 70-80 сек) питание проектора.
Слайд 29Контрастность - определяется соотношением между освещенностью «белых» и «черных» участков
изображения в отсутствии постороннего освещения, т.е. в полной темноте.
Типичное
значение 600:1.
В DLP-проекторах контрастность может достигать 3000:1.
Слайд 30Размер изображения и дистанция проецирования - взаимосвязанные величины.
Это зависимость определяется объективом проектора.
Обычно для каждого проектора
указываются несколько значений дистанции проецирования и соответствующие им значения размера изображения.
В некоторых моделях проекторов имеется возможность смены объектива.
Следует помнить, что чем больше размер изображения, тем бледнее будет изображение для данного проектора.
Слайд 31Уровень шума, измеряемый в децибелах (дБ).
Шум, создаваемый работающими вентиляторами
проектора, особенно заметен на тихих сценах при просмотре фильмов.
Допустимыми
значениями шума принято считать 30-34 дБ.
Наилучшие по этому показателю модели проекторов создают шум всего 27-28 дБ.
Слайд 32Формат изображения - это соотношение между его горизонтальными и вертикальными
размерами.
Обычные телепередачи имеют видео формат 4:3 (или 1.33:1).
Этот
же формат имеют компьютерные изображения.
16:9 (или 1,78:1) - так называемый HDTV или киноформат, который используется при съемках широкоэкранных фильмов.
Cамое распространенное применение экранов такого формата в домашних кинотеатрах.
Слайд 33Возможность коррекции трапецеидальных искажений.
При правильной установке центр объектива и верхний
край экрана должны примерно находиться на одном уровне.
Если это
условие не выполняется, возникает искажение изображения - оно принимает форму трапеции - в этом случае требуется коррекция.
В современных проекторах эта функция как правило присутствует.
Слайд 34Наличие встроенного динамика.
Это может быть полезно для проведения презентаций
на выезде в помещениях без систем звукоусиления.
Если есть возможность,
то конечно лучше использовать для качественного звучания отдельные усилители и аудиоколонки.
Слайд 40Наиболее авторитетные производители –
InFocus,
Epson,
Panasonic,
SIM2,
Toshiba,
Nec,
Sony,
JVC,
ACER,
BenQ.
Слайд 41
Основные области применения проекторов для отображения электронных сигналов:
Видеотеатр (показ
видеофильмов дома и в залах).
Презентации (включая оборудование стендов на
выставках, залов для конференций).
Образование и обучение, тренажеры.
Управление, оборудование рабочих мест диспетчеров и т. п.
Массовые мероприятия (развлекательные, культурные, спортивные, общественные и т.п.).