Проекционные технологии на современном рынке профессионального оборудования



Филипп Баранов,
a.k.a mix2r@




За годы развития проекционных технологий пользователи успели узнать и запомнить множество аббревиатур: CRT, LCD, LCOS, DLP, LDT. Сейчас еще выпускаются и продаются CRT-проекторы, уже выпускаются и продаются лазерные LDT-проекторы, но для конечного пользователя выбор не так уж и очевиден. Попробуем определить, что в реальности у нас сейчас есть.


DLP (digital light processing, цифровая обработка света) – технология проецирования оцифрованных изображений, запатентованная американской корпорацией Texas Instruments, изобретенная в 1987 году доктором Ларри Хорнбеком и реализованная в 1996. Каждый DLP-проектор имеет внутри DMD-чип – один, два или три.



dmd.jpg



DMD (digital micromirror device, цифровое микрозеркальное устройство) – матрица с зеркальными пикселями, способными менять свое положение в пределах двадцати градусов и отклонять луч с линзы на светопоглощающий радиатор light dump и обратно. Легкие безынерционные алюминиевые зеркала с поверхностью, обработанной до высокого коэффициента отражения, качаются на осях, закрепленных на основе матрицы, и приводятся электрическим полем, создаваемым электродами, подключенными к ячейкам SRAM, адресуемым стандартным для массивов методом. DMD-чипы выпускаются со стандартным разрешением.


Наиболее распространенными размерами DMD являются 800x600, 1024x768, 1280x720, и 1920x1080 для HDTV. В DLP-кинопроекторах DMD-чипы имеют 2k и 4k пикселей по длинной стороне. Миллионы зеркальных пикселей размером 16х16 микрон с микронным зазором между ними располагаются на поверхности одного DMD-чипа. Каждый зеркальный пиксель в зависимости от частоты смены своего состояния: 0-1, закрыто-открыто, свыше 10 000 раз в секунду, – способен генерировать 1024 оттенка в диапазоне от белого до черного.



ProjectorDLP.jpg



Одночиповый ламповый DLP-проектор показывает цвета последовательно подобно системе последовательного цветного телевидения американской телерадиовещательной компании Columia Broadcasting System. После DND-чипа в одночиповом проекторе располагается колесо цветового светофильтра, или цветовое колесо, поделенное на сектора образующих цветов и синхронизированное с чипом. Слабым местом одночиповой DLP-проекции является эффект радуги, возникающий по краям движущихся на экране объектов. Изображение складывается из поочередных вспышек каждого цвета, а смешиваются цвета уже в нашем восприятии благодаря некоторой заторможенности зрения.


Но если экран на мгновение закрыть, можно увидеть только два цвета из трех. На первых цветовых колесах было по одному из RGB-сегментов, и они делали оборот за кадр, потом добавили прозрачный сегмент для увеличения яркости, затем стали появляться двойные сегменты и увеличилась частота вращения колеса, позже прибавили CMYK-сегменты и т.д.
В последних моделях DLP-проекторов вращающийся цветовой диск заменяет блок сверхъярких RGB-светодиодов. Благодаря тому, что светодиоды быстро включаются и выключаются, можно еще больше увеличить частоту смены цветов и полностью избавиться от механического шума. Отказ от лампы также облегчает тепловой режим работы матрицы.



Двухчиповые DLP-проекторы имеют выделенную DMD-матрицу для красного цвета, а синий и зеленый обрабатываются второй матрицей вместе.
Трехчиповые ламповые DLP-проекторы имеют призму для разложения белого света и раздельной одновременной подачи R-, G- и B-лучей на свои отдельные DMD и далее, после смешивания – на экран. В трехчиповых проекторах частота кадров не завязана на скорость вращения цветового колеса. Три DMD-чипа позволяют использовать LED-источники света сразу нужных цветов и обходиться без цветового колеса.


В сравнении с LCD-проекторами DLP-устройства:
– отличаются большей яркостью изображения, свет проходит не сквозь матрицу, а отражается без рассеяния на матричной решетке; контрастность достигает 2000:1;
– технологические зазоры между пикселями DMD–чипов меньше зазоров в LCD-чипах, изображение получается не таким пикселизированным, менее дробным;
– компактность DMD-матриц позволяют миниатюризировать проекторы; уже сейчас DLP-проекторы встраиваются в телефоны, и это не предел; срок службы Pico DLP со светодиодным источником 20 тыс. часов;
– нагревание DMD-матрицы меньше, чем у LCD, при работе DLP-проектор производит намного меньше шума из-за меньшей необходимости в интенсивном принудительном теплоотводе.



LCD (liquid crystal display, жидкокристаллическое отображение) – технология получения проекций за счет пропускания света через жидкокристаллическую решетку. Модуляция светового потока производится вращением угла поляризации каждого пикселя, управляемыми электрическими сигналами. Модулирующая ЖК-структура с элементами системы управления LCD-матрицы наносится на стеклянную подложку, чем достигается стабильность геометрии получаемого изображения и некоторых других параметров, настраиваются только яркость и контраст картинки.


В случае трехматричных проекторов добавляется точная подстройка сведения цветов, необходимая для компенсации погрешностей крепления матриц и изготовления зеркал. В ранних образцах LCD-проекторов применялись многослойные TFT-матрицы, сейчас применяются поликремниевые, или P-Si TFT-матрицы, по три в одном проекторе. При этом трехматричный проектор маркируется как 3LCD и обладает улучшенными характеристиками в сравнении с одноматричными.


Существует консорциум 3LCD Group, созданный производителями 3LCD-проекторов для продвижения трехматричной технологии путем разъяснения ее преимуществ в виде десятков квинтиллионов оттенков серого и одновременного проецирования на экран всех трех цветов, позволяющего получать яркие краски без эффекта радуги, присущего DLP–конкурентам нижнего ценового диапазона.



lcd.jpg




Как и в случае с DLP, каждая из трех таких высокотермоустойчивых матриц пропускает один базовый цвет. Белый свет разделяется дихроичными (поглощающими треть светового спектра) зеркалами на RGB – красный, зеленый и голубой. Каждый луч пропускается через свою P-Si TFT LCD-матрицу, состоящую из LCD-пикселей с регулируемой прозрачностью. Поликремниевые матрицы обеспечивают очень яркую и насыщенную цветопередачу — это особенно важно при проецировании компьютерной анимации.


Между пикселями в одной с ними плоскости находятся непрозрачные управляющие элементы, уменьшающие заполняемость матрицы, из-за чего часть светового потока расходуется впустую. С развитием LCD-технологии межпиксельные пространства сократились, но стать совершенно незаметными им не суждено – размер управляющих элементов бесконечно уменьшать невозможно. Еще одним способом снижения потерь светового потока является размещение перед LCD-матрицей массива микролинз.


Примером может служить MLA-технология 1998 г. от Epson, где каждая линза массива, расположенного напротив ЖК-пикселей, собирает и фокусирует свет на центральную зону «своего» пикселя, таким образом увеличивая  заполняемость на 30-50%. Однако в целом коэффициент заполнения для LCD-матриц (отношение суммарной площади жидких кристаллов к общей площади ЖК-матрицы),  работающих «на просвет», до сих пор составляет 40-60%.


LCoS (Liqued Crystal on Silicon, жидкие кристаллы на кремнии) – проекционная технология, появившаяся в конце 90-х и обладающая чертами как LCD-, так и DLP-проекторов. Для модуляции светового потока и получения градаций серого применяются жидкие кристаллы, но в данном случае они работают не «на просвет», а образуют над зеркалом сетку пикселей, изменяющих его отражающую способность.


Основной недостаток «просветных» LCD-матриц преодолевается тем, что в отличие от LCD-матриц управляющие элементы LCOS находятся не на одном уровне с жидкими кристаллами, а позади них, что позволяет довести коэффициент заполнения до 95%.



Профессиональные LCoS-проекторы обычно строятся по трехчиповой схеме с использованием монохромных LCoS-матриц. Подобно тому, как это происходит в 3LCD,  в формировании полноцветного изображения применяются дихроичные зеркала, призмы, три LCoS-матрицы и RGB-светофильтры. Одночиповые LCoS-схемы с LED RGB в качестве источников мощного светового потока не получаются.



Существует одночиповое LCoS-решение от JVC, для цветоделения света в котором используются HCF-фильтр (hologram color filter — голографический цветовой фильтр) непосредственно на самой LCoS- матрице. У этой технологии есть собственная торговая марка SD-ILA (single D-ILA, direct drive image light amplifier). Одночиповые LCoS-проекторы характерны трехкратной потерей светового потока (фильтр – ЖК – фильтр) и перегревом матрицы, невысокими качеством и реалистичностью цветопередачи, сложной технологией производства LCoS- чипов.


Для LCoS-проекторов SONY использует собственный зарегистрированный торговый знак SXRD (silicon x-tal reflective display, кремниевое кристаллическое отражающее отображение) для устройств, позволяющих достичь высокого качества изображения в блоках из 8,85 млн. пикселей с шагом в 8,5 микрон, контраста 4000:1 и плотности 4к. Долгое время LCoS-технология лидировала в коэффициенте заполнения и светосиле проекторов, самые мощные инсталляционные проекторы делали именно по LCoS-технологии.


 LCoS-чипы показывали большую устойчивость к мощному излучению, чем LCD-матрицы и даже первые DLP. Также LCoS-технология долго опережала LCD и DLP по максимально доступному разрешению, сейчас передний край мощности и разрешения занят проекторами с DLP-чипами и совершенствуются в основном источники света. Проекторы по технологии LCoS (D-ILA, SXRD) выпускают компании JVC, Canon, Sony, LG, Barco, CrystalView, DreamVision.


Все ламповые проекторы, по какой технологии показа они бы ни работали, имеют общую «ахиллесову пяту» – лампу. Высокотехнологичные, дорогие, точные, управляемые, ртутные либо галогеновые – они все лампы, а лампы перегорают. Какие бы фильтры, защиту и охлаждение вы бы ни установили, с самого первого включения новая лампа перестает быть новой и начинает свой путь в корзину.

И чем лучше лампа, тем она дороже и тем дороже ее замена. Износ и срок службы ламп может быть нанесен на график, представляющий собой классическую кривую. Через 10 часов лампы теряют лишь часть яркости, через 200 часов уже порядочно. Если лампы и служат по 3000 часов, то с рядом оговорок и натяжек.



dlp diagram.jpg


DLP и 3LCD позволили задуматься о лазерах в качестве источников света для проекторов. Если сильно упрощать, такие лазерные проекторы – это обычные проекторы, работающие «на отражение» с блоком лазерных светодиодов и световодами вместо ламп и дихроичных зеркал. Твердотельные полупроводниковые лазеры производят мало лишнего тепла и способны работать сутки напролет по 20 тыс. часов без перерыва, два с половиной года с яркостью 3-6 килолюменов и выше при любой внешней освещенности.



Если же твердотельные лазерные источники света в проекторах со временем деградируют, изменение их характеристик можно легко скомпенсировать. Достаточно установить датчики, заведенные на алгоритм обратной связи, и cкомпенсировать изменения излучения, поддержание заявленных параметров происходит в штатном режиме.


LDT (laser display technology) – лазерная проекционная технология, при которой три самостоятельных RGB-потока лазерной природы формируют полноцветное (или черно-белое) экранное изображение. Лазерная технология проецирования изображений на экран способна обеспечить еще более широкую гамму воспроизводимых цветов, высокую степень градаций черного цвета (проекционная поверхность может быть черной), сверхвысокую четкость и низкую зернистость картинки.



Современные LDT-проекторы создают световой поток яркостью свыше 6000 ANSI люменов (одночиповый Panasonic RZ670 имеет яркость 6500 лм при разрешении 1920 х 1200) при ресурсе лазеров свыше 20000 часов.


Помимо зеркальных матриц и оптических систем проекторов для модуляции лучей лазеров применяются  гальванометрические сканеры, электромагнитный привод зеркал, отклоняющих лазерные лучи для образования узоров, текста и анимированных изображений обычных шоу-лазеров.



В GVL-проекторах зеркала также крепятся на управляемых электромагнитных сервоприводах. При достаточной скорости срабатывания и точности настройки GVL-системы способны создавать яркие полноцветные изображения, сравнимые с проекционными. Поэтому по этой технологии тоже делают проекторы с многообещающими характеристиками, о них – в будущих публикациях.

Классическая музыка на открытом воздухе

Классическая музыка на открытом воздухе

Когда встречаются единомышленники, профессионалы, люди, которые умеют и мечтать, и работать, то получаются талантливые и запоминающиеся проекты, обогащающие культурную жизнь России и нашу с вами, зрителей и слушателей. Сегодня мы беседуем с Дмитрием Волосниковым, дирижером театра «Новая опера», и известным звукорежиссером Дмитрием Рудаковым. Эта беседа вышла в двух форматах – статьи и видео. Не надо выбирать, читайте и смотрите!

Live Sound Agency. Планы на будущее – развиваться!

Live Sound Agency. Планы на будущее – развиваться!

Прокатная компания LSA берет свое начало аж в 1990 году, что по меркам российского бизнеса – более чем серьезный срок, а если говорить о музыкальной индустрии, то и подавно. Мы поговорили с директором Михаилом Суджашвили, пришедшим в агентство в уже далеком 2009 году, о том, что представляет собой LSA сегодня, об акустике райдерной, китайской и отечественной, а также о творчестве во время пандемии.

Игры будущего. Павел Клименко о техническом  оснащении фиджитал соревнований

Игры будущего. Павел Клименко о техническом оснащении фиджитал соревнований

С 21 февраля по 3 марта 2024 года в Казани прошло уникальное событие, одновременно в двух мирах спорта – виртуальном и реальном – международный турнир «Игры будущего». Этот симбиоз физических и цифровых спортивных состязаний раскрывает уникальные возможности спортсменов сразу в двух измерениях.

AKG LYRA. Лира вдохновения для видеоблогеров

AKG LYRA. Лира вдохновения для видеоблогеров

Компания AKG, ведущий производитель профессиональных микрофонов, также решила обратиться к теме интернет-вещания и выпустила модель с названием LYRA, в первую очередь ориентированную на видеоблогеров.

«Торнадо» в день «Нептуна»

«Торнадо» в день «Нептуна»

2019 год стал для компании Guangzhou Yajiang Photoelectric Equipment CO.,Ltd очень богатым на новинки световых приборов. В их числе всепогодные светодиодные поворотные головы высокой мощности: серии Neptune, выпускаемые под брендом Silver Star, и Tornado – под брендом Arctik.

Игры будущего. Павел Клименко о техническом  оснащении фиджитал соревнований

Игры будущего. Павел Клименко о техническом оснащении фиджитал соревнований

С 21 февраля по 3 марта 2024 года в Казани прошло уникальное событие, одновременно в двух мирах спорта – виртуальном и реальном – международный турнир «Игры будущего». Этот симбиоз физических и цифровых спортивных состязаний раскрывает уникальные возможности спортсменов сразу в двух измерениях.

Михаил Суджашвили о том, как живет прокатная компания. Live Sound Agency

Михаил Суджашвили о том, как живет прокатная компания. Live Sound Agency

Прокатная компания Live Sound Agency, образованная в 1990 году, одна из самых авторитетных компаний в российском шоу-бизнесе. Ее директор Михаил Суджашвили, рассказывает о том, что представляет собой LSA сегодня, об организации работы склада, о райдерном оборудовании, а также о творчестве во время пандемии. Эта беседа вышла в двух форматах — статьи и видео. Не надо выбирать, смотрите и читайте! Статья на сайте в pdf-версии журнала: show-master.ru


Классическая музыка на открытом воздухе

Классическая музыка на открытом воздухе

Когда встречаются единомышленники, профессионалы, люди, которые умеют и мечтать, и работать, то получаются талантливые и запоминающиеся проекты, обогащающие культурную жизнь России и нашу с вами, зрителей и слушателей. Сегодня мы беседуем с Дмитрием Волосниковым, дирижером театра «Новая опера», и известным звукорежиссером Дмитрием Рудаковым. Эта беседа вышла в двух форматах – статьи и видео. Не надо выбирать, читайте и смотрите!

Live Sound Agency. Планы на будущее – развиваться!

Live Sound Agency. Планы на будущее – развиваться!

Прокатная компания LSA берет свое начало аж в 1990 году, что по меркам российского бизнеса – более чем серьезный срок, а если говорить о музыкальной индустрии, то и подавно. Мы поговорили с директором Михаилом Суджашвили, пришедшим в агентство в уже далеком 2009 году, о том, что представляет собой LSA сегодня, об акустике райдерной, китайской и отечественной, а также о творчестве во время пандемии.

Игры будущего. Павел Клименко о техническом  оснащении фиджитал соревнований

Игры будущего. Павел Клименко о техническом оснащении фиджитал соревнований

С 21 февраля по 3 марта 2024 года в Казани прошло уникальное событие, одновременно в двух мирах спорта – виртуальном и реальном – международный турнир «Игры будущего». Этот симбиоз физических и цифровых спортивных состязаний раскрывает уникальные возможности спортсменов сразу в двух измерениях.

Классическая музыка на открытом воздухе

Классическая музыка на открытом воздухе

Когда встречаются единомышленники, профессионалы, люди, которые умеют и мечтать, и работать, то получаются талантливые и запоминающиеся проекты, обогащающие культурную жизнь России и нашу с вами, зрителей и слушателей. Сегодня мы беседуем с Дмитрием Волосниковым, дирижером театра «Новая опера», и известным звукорежиссером Дмитрием Рудаковым. Эта беседа вышла в двух форматах – статьи и видео. Не надо выбирать, читайте и смотрите!

Мониторинг. Урок 18. Активные контрольные комнаты

Мониторинг. Урок 18. Активные контрольные комнаты

Не следует путать новые возможности дизайна активных помещений с «поддерживаемой реверберацией», которая с 1950-х годов использовалась в Королевском фестивальном зале (Royal Festival Hall), а позже в студиях «Лаймхаус» (Limehouse Studios). Это были системы, использующие настраиваемые резонаторы и многоканальные усилители для распределения естественных резонансов до нужной части помещения.

Live Sound Agency. Планы на будущее – развиваться!

Live Sound Agency. Планы на будущее – развиваться!

Прокатная компания LSA берет свое начало аж в 1990 году, что по меркам российского бизнеса – более чем серьезный срок, а если говорить о музыкальной индустрии, то и подавно. Мы поговорили с директором Михаилом Суджашвили, пришедшим в агентство в уже далеком 2009 году, о том, что представляет собой LSA сегодня, об акустике райдерной, китайской и отечественной, а также о творчестве во время пандемии.

Live Sound Agency. Планы на будущее – развиваться!

Live Sound Agency. Планы на будущее – развиваться!

Прокатная компания LSA берет свое начало аж в 1990 году, что по меркам российского бизнеса – более чем серьезный срок, а если говорить о музыкальной индустрии, то и подавно. Мы поговорили с директором Михаилом Суджашвили, пришедшим в агентство в уже далеком 2009 году, о том, что представляет собой LSA сегодня, об акустике райдерной, китайской и отечественной, а также о творчестве во время пандемии.

Как сделать мюзикл, чтобы он стал лучшим

Как сделать мюзикл, чтобы он стал лучшим

Звукорежиссер и саунд-продюсер Олег Чечик в профессии более тридцати лет.
В 2010 году, имея значительный опыт работы в студии и на концертах, он принял предложение Московского театра оперетты поработать над мюзиклом, потом взялся еще за один, затем за третий.
В результате один из них, «Монте-Кристо», в 2014 году был признан лучшим в мире, а другой, «Анна Каренина», был представлен не только в киноверсии, но и в виде уникального приложения.
«Шоу-Мастер» расспросил Олега о том, где и как он работает,
почему мюзиклы требуют особого подхода и в чем заключался его вклад в создание мюзиклов.
«

Прокат как бизнес. Попробуем разобраться

Прокат как бизнес. Попробуем разобраться

Андрей Шилов: "Выступая на 12 зимней конференции прокатных компаний в Самаре, в своем докладе я поделился с аудиторией проблемой, которая меня сильно беспокоит последние 3-4 года. Мои эмпирические исследования рынка проката привели к неутешительным выводам о катастрофическом падении производительности труда в этой отрасли. И в своем докладе я обратил внимание владельцев компаний на эту проблему как на самую важную угрозу их бизнесу. Мои тезисы вызвали большое количество вопросов и длительную дискуссию на форумах в соцсетях."

Словарь

Function Memory

- функциональная памятть. Данные памяти в тон-генераторе или синтезаторе, которые определяют степень реакции на поступающие сооб...

Подробнее