Новые информационные технологии. Основы и аппаратное обеспечение

       

Видеопроекторы


В настоящее время видеопроекторы, которые иногда называют мультимедиа-проекторами, представляются очень перспективным и динамически развивающимся видом оборудования.

Мультимедиа-проекторы можно подключить к источнику видеосигнала (телевизионный приемник, видеомагнитофон и т.п.) или к компьютеру вместо монитора. Они являются универсальными, так как, в отличие от аппаратов, снабженных только видеовходами, имеют еще и компьютерные разъемы. Некоторые модели имеют дополнительную возможность записывать дидактический материал на встроенную карту памяти, т.е. могут работать автономно, а кроме того имеют звуковой канал (стерео- или моно-) со встроенными громкоговорителями.

Оптическая схема видеопроектора похожа на схему обычного диапроектора, с той разницей, что световой поток, создаваемый осветительной лампой, направляется не на слайд, а на специальное светорегулирующее микроэлектронное устройство, являющееся основным элементом видеопроектора.

Это устройство в соответствии с видео- или RGB- сигналом для каждого пиксела изображения регулирует величину световых потоков основных цветов – красного, зеленого и синего, направляемых в объектив и далее – на экран. В видеопроекторах применяются различные типы светорегулирующих микроэлектронных устройств, использующие различные технологии изготовления и обладающие примерно одинаковыми возможностями.

В основу технологии LCD (Liquid Crystal Display) заложена многослойная структура дисплеев на жидких кристаллах. Обычно они содержат три панели, выполненные по полисиликоновой технологии, по одной на каждую составляющую оптического сигнала RGB.

Полисиликоновая технология p-Si TFT применяется в активно-матричных дисплеях. В каждом пикселе полисиликоновой матрицы используются три транзистора, каждый из которых соответствует одному из трех основных цветов. Тонкопленочные транзисторы имеют очень маленькие размеры, благодаря чему свет легче проходит через матрицу. Матрица, выполненная по такой технологии, выдерживает высокую температуру, что позволяет применять мощные проекционные лампы.


Основой проекторов, созданных по DLP (Digital Light Processing) технологии, является цифровой микрозеркальный кристалл, иногда называемый чипом. Он состоит из 508 тысяч микрозеркал размерами 16´16 микрон, каждое из которых может изменять свой наклон между двумя крайними положениями (угол +10 градусов для включенного положения; угол –10 градусов – для выключенного). Во включенном положении зеркало направляет поступающий свет в объектив, а затем на экран, в выключенном – отраженный от зеркала свет направляется в световой поглотитель.

В видеопроекторах, как правило, используется объектив с переменным фокусным расстоянием, что позволяет в широких пределах регулировать размер изображения на экране.

Весьма важным параметром видеопроектора является обеспечиваемый им световой поток. От его величины, в частности, зависит возможность использования аппарата в незатемненном помещении. Световой поток – это энергия световых волн, переносимая в единицу времени через единицу площади поверхности и оцениваемая по зрительному ощущению.

Долгое время этот параметр измеряли в люменах, используя при этом метод проекции маленького белого окна на черный фон. Поскольку размеры такого окна у разных производителей имеют оригинальное исполнение, было трудно добиться усредненного показателя. Поэтому была введена единица, характеризующая среднюю величину светового потока -ANSI-Lm. Световой поток измеряют на контрольном экране с диагональю 40 дюймов при минимальном фокусном расстоянии вариообъектива проектора (измерения выполняются в 9 точках экрана и затем усредняются). Для работы в незатемненных помещениях лучше использовать видеопроекторы со световым потоком не менее 400 ANSI-Lm. Конкретно его величину можно оценить, имея в виду, что деление светового потока (в ANSI-Lm) на 300 дает приблизительно площадь экрана в квадратных метрах, яркость которого близка к яркости современного телевизора с большим экраном.

Например, проектор с потоком 450 ANSI-Lm по указанной оценке достаточен для использования в незатемненном помещении экрана площадью 450\300 = 1.5 кв.


м (141´106см), а для экрана размерами 2´1.5 м потребуется проектор со световым потоком 3´300 = 900 ANSI-Lm.

Световой поток создается специальной дуговой лампой. Эти лампы бывают трех типов: металло-галогенные (MH), ртутные сверхвысокого давления (UHP) и ксеноновые (X). В отличие от ламп накаливания эти лампы не перегорают, а лишь со временем уменьшается их полезный световой поток.

Следующий важный показатель качества проектора – это разрешение отображаемого изображения, определяемое количеством пикселов в строке и количеством горизонтальных строк. В настоящее время максимально возможное разрешение достигает 1800´1440 пикселов.

Многие проекторы позволяют подавать на свой вход сигнал с разрешением, не совпадающим с физическим, для чего применяются различные алгоритмы сжатия или расширения. Как и в мониторе компьютера, видеопроектор обеспечивает достаточно высокую частоту кадровой развертки (примерно 50-100 Гц) и строчной развертки (примерно 15-100 кГц).

Практически все типы видеопроекторов обеспечивают коррекцию трапецеидальных искажений, причиной которых является неперпендикулярность оси проекции и плоскости экрана.

Типичным представителем современных видеопроекторов является видеопроектор фирмы TOSHIBA (рис 5.39).

Рис 5.39. Внешний вид видеопроектора TLP-471

Приведем технические характеристики этого проектора:

Световой поток -1200 ANSI – Lm.

Светорегулирующее микроэлектронное устройство –три ЖК-панели p-Si размерами 0.9 дюйма с микролинзами.

Стандартное разрешение – 800х600 пикселов.

Источник света – ртутная лампа высокого давления мощностью150 Вт, типа UHP со сроком службы 2000 часов, допускающая замену пользователем.

Объектив – управляемый вручную объектив с переменным фокусным расстоянием кратностью 1:1.5.

Проекционное расстояние – 1.1 – 10 м при размере изображения по диагонали 1.5 – 7.6 м соответственно.

Частота кадровой развертки

- 50 – 85 Гц.

Частота строчной развертки

- 15 – 90 кГц.

Потребляемая от сети мощность



– 220 Вт.

Видеопроектор поддерживает все популярные телевизионные стандарты, снабжен системой цифровой коррекции трапецеидальных искажений, позволяет увеличивать фрагмент изображения и обеспечен звуковым моноканалом со встроенными громкоговорителями мощностью 1х1 Вт.

Он имеет встроенную видеокамеру (документ-камеру) с ручным вариообъективом и подсветкой. С ее помощью можно проецировать на экран различный дидактический материал с бумажных носителей, а также показывать слайды, прозрачные пленки, отображать трехмерные объекты. Если направить видеокамеру в сторону аудитории, то можно проводить видеоконференции.

Управление видеопроектором производится с панели управления или с пульта управления с функциями компьютерной мыши, стоп-кадра и лазерной указки, причем приемники инфракрасного излучения ручного пульта расположены на передней и на задней стенках видеопроектора. Разъемы для подсоединения видеопроектора к различным источникам сигналов расположены на задней стенке видеопроектора.

Варианты установки видеопроектора на столе (рис. 5.40) и на потолке предусматривают возможность использования как отражающего, так и просветного экрана. Расстояние от видеопроектора до экрана L определяется по формулам:

Lmin

= (В – 1.6)/27



Lmax = (В – 1.27)/21.5, где В – размер изображения по диагонали в дюймах, L – расстояние от диапроектора до экрана в метрах.

Рис. 5.40. Расположение видеопроектора на столе, слева - отражающий экран, справа - просветный экран

За пределами нашего описания остались некоторые второстепенные вопросы, однако рассмотренные возможности позволяют считать видеопроектор самым мощным устройством класса ЭЗСОВ, применение которого в практике школ и вузов ограничивается только его высокой ценой, составляющей несколько тысяч долларов.


Содержание раздела