из электронной библиотеки / 891749245347456.pdf
.pdfвозможность регулировки яркости, контрастности, чѐткости изображения,
возможность настройки цветовой гаммы,
возможность подстройки под параметры входных компьютерных
ивидео сигналов,
возможность дистанционного управления курсором компьютера (так наз. инфракрасная экранная мышь),
возможность корректировки трапециидальных искажений изображения,
возможность выбора языка меню,
наличие экономичного режима работы (уменьшение светового потока на 15-20%, обеспечивающее увеличение срока службы лампы в
1,5-2 раза).
Кроме того, проекторы имеют дополнительные функциональные возможности, отличающиеся в разных моделях. Можно назвать наиболее распространѐнные:
возможность замены объектива и наличие сменных длиннофокусных и короткофокусных объективов,
функция интерактивности (замена интерактивной доски),
автонастройка изображения, автокоррекция трапецеидальных искажений,
возможность проецирования на небелую поверхность,
функция «Off and go» - возможность быстрого отключения проектора от сети питания,
стоп-кадр - возможность "заморозить" изображение,
"электронная лупа" - возможность сильного (до 30 раз) увеличения выделенного участка изображения, поступающего из компьютера,
функция "картинка в картинке" - возможность одновременного показа изображений, поступающих от двух независимых источников,
возможность механического смещения объектива в одной или двух плоскостях,
функция A/V MUTE - затемнение экрана и исключение звука,
функция «занавес» - открытие или закрытие части изображения,
встроенный слот для PC-карты, что даѐт возможность проводить презентации без компьютера,
USB вход для флеш-карты,
лазерная указка, встроенная в пульт дистанционного управления,
168
функция IRIS - автоматическая подстройка яркости изображения
взависимости от освещѐнности помещения,
автоматическое управление режимом работы вентилятора в зависимости от температуры окружающей среды,
поддержка цифровых телевизионных стандартов DVT и HDTV
(телевидение высокой чѐткости),
возможность выбора формата изображения (4:3 или 16:9),
запоминание установок проектора для большого количества источников сигнала,
возможность механического смещения объектива, что особенно важно при сведении изображений от нескольких проекторов,
наличие сетевого концентратора, обеспечивающего возможность включения проектора в локальную сеть,
различные системы защиты от краж и несанкционированного использования,
автоподсветка клавиш на панели управления,
возможность установки собственной заставки на экране,
сетевые возможности (управление по сети, встроенный браузер, e-mail клиент и пр.),
фиксированные пользовательские режимы видеопоказа.
Могут встречаться и другие дополнительные функции. Естественно, нет такого проектора, в котором воплощены все перечисленные возможности, поэтому при выборе проектора необходимо ориентироваться на те функции, которые действительно необходимы для конкретного применения.
Уровень шума
Каждая модель проектора характеризуется свой шумностью, зависящей от конструкции прибора и мощности используемых вентиляторов. Уровень шума может находиться в пределах от 23 до 45 дБ. Для комфортной работы в небольших помещениях этот показатель не должен превышать 30 дБ. В больших залах, особенно если проектор установлен в изолированном помещении, требования к этому параметру снижаются.
Сервис
Покупая проектор, необходимо заранее предусмотреть возможность его гарантийного и послегарантийного обслуживания. Важно, чтобы фирмапродавец имела опыт соответствующей работы и, главное, квалифицированный персонал, способный диагностировать проектор и устранить неисправности. Не рекомендуется покупать проекторы у случайных продавцов и по-
169
средников - они, как правило, не способны обеспечить квалифицированное обслуживание дорогостоящего аппарата. Лучше всего иметь дело с официальным представителем (партнѐром, дистрибьютором, дилером) фирмыпроизводителя.
Тема 2.3 Основные проекционные технологии.
Первые видео проекторы, предназначенные исключительно для воспроизведения видео сигналов, появились в 70-х годах и выполнялись на элек- тронно-лучевых трубках. Ряд фирм продолжает их выпуск - привлекает высокая разрешающая способность, обеспечивающая очень хорошее качество изображения. Однако аппараты эти, по нынешним меркам, не слишком яркие, весят они десятки килограмм и стоят десятки тысяч долларов. В данном обзоре они не рассматриваются.
Появление жидкокристаллических дисплеев (ЖКД) привело к принципиально другой конструкции видео проекторов. В ранних моделях использовались многослойные ЖКД, выпускаемые фирмой Sharp, выполненные по тонкоплѐночной технологии (TFT LCD-panels). Такие дисплеи имеют диагональ от 3 до 26 см (а иногда и больше).
Светящиеся точки дисплея (пиксели) под воздействием управляющих сигналов могут излучать любой из базовых цветов (красный, зелѐный, синий). По принципу действия такой ЖКД не отличается от монитора ноутбука, только в проекторе он работает на просвет и обычно имеет меньшие размеры. Структурная схема проектора представлена на рис. 1.
Рис.1. TFT-технология
1-проекционная лампа; 2-конденсорные линзы; 3-линзы Френеля; 4-TFT- дисплей; 5-объектив Такие одно-панельные проекторы, наиболее простые по конструкции, про-
должают успешно выпускать некоторые фирмы.
170
Более сложную конструкцию имеют появившиеся позднее проекторы, использующие выпускаемые фирмой Epson ЖКД с диагональю 3,3 см (в последнее время - 2,3 см), выполненные на базе полисиликоновой технологии (PSI LCD-panels). В таких проекторах применены 3 дисплея, каждый из которых управляет одним базовым цветом (рис. 2).
Рис.2. Полисиликоновая технология 1-проекционная лампа; 2-отражательное зеркало; 3-дихроичное зеркало; 4,5,6-ЖК-дисплеи; 7-объектив
Полисиликоновая технология обеспечивает очень яркие, насыщенные краски, что особенно важно при проецировании видео изображений. Кроме того, полисиликоновые матрицы более устойчивы по отношению к длительному тепловому воздействию, чем обычные тонкопленочные. Именно по этим причинам в настоящее время они наиболее часто применяются в проекторах.
С 1996 года в проекторах вместо ЖКД стали применять небольшие, размером с ноготь, интегральные микросхемы, разработанные фирмой Texas Instruments. Эти микросхемы, именуемые DMD (Digital Mirror Device), со-
держат на своей поверхности более 500 тыс. крошечных алюминиевых зеркал размером 1/1000 человеческого волоса (16х16 мкм). Каждое микрозеркало соответствует одной световой точке на экране, но если пиксели ЖКД работают на пропускание света, то микрозеркала - на отражение (рис. 3).
Рис.3. DLP-технология
1-проекционная лампа; 2-конденсорные линзы; 3-цветовой фильтр; 4-DND- микросхема; 5-объектив
171
Потери света при этом минимальны, что и обеспечивает преимущество таких проекторов перед проекторами на ЖКД. Кроме того, относительные расстояния между микрозеркалами существенно меньше, чем между пикселями ЖКД. За счѐт этого изображение менее дробное. При отсутствии управляющего сигнала ориентация каждого микрозеркала такова, что отражѐнный от него свет в объектив не попадает и рассеивается в проекторе. Цветовая гамма создаѐтся вращением специального цветового фильтра, если используется один микрозеркальный чип, или за счѐт использования трѐх таких чипов, по одному на базовый цвет.
Проекторы, использующие микросхемы DMD, на Западе называют DLPprojectors (Digital Light Processing Projectors), а в России - микрозеркальными проекторами.
В конце 90-х годов появились проекторы, выполненные на базе ещѐ одной новой технологии, так наз LCOS (Liqued Crystal on Silicon) - жидкие кристаллы на силиконе.
Так же как и ЖКД (LCD), технология LCOS использует в своей основе жидкие кристаллы. Однако на этом сходство заканчивается. LCD технология, имеющая множество достоинств, тем не менее не свободна от некоторых недостатков. LCD матрица состоит из отдельных жидкокристаллических пикселей, прозрачность которых регулируется управляющими элементами, находящимися между пикселями. При просветном воспроизведении изображения непрозрачные управляющие элементы препятствует прохождению через матрицу света, уменьшая результирующий световой поток проектора. Эту проблему частично решают специальные микролинзы, установленные напротив каждого пикселя, которые собирают весь падающий свет и пропускают его только через прозрачную часть пикселя. Такой способ позволяет увеличить световой поток проектора примерно на 30%. Другой недостаток LCD заключается в том, что расположение жидких кристаллов в одной плоскости с управляющими элементами затрудняет уменьшение размеров пикселей и расстояний между ними. Как результат - коэффициент заполнения (отношение суммарной площади жидких кристаллов к общей площади матрицы) достигает для LCD только 60%.
Матрица LCOS построена иначе (см рисунок 4):
172
Жидкокристаллический слой располагается над зеркальным плоским электродом, в который встроена матрица управляющих элементов. Свет, падающий на жидкий кристалл, проходит через него, достигает отражающего электрода и возвращается, проходя через жидкий кристалл еще раз. В этом случае эффективность использования рабочего вещества выше, что, в свою очередь, позволяет увеличить контрастность изображения. Кроме того, при такой геометрии на единице площади можно расположить большее число пикселей и значительно уменьшить расстояние между ними. В результате у LCOS-матриц коэффициент заполнения достигает величины 93%,). В этом превосходство LCOS технологии как над LCD, так и над DLP технологией, для которой коэффициент заполнения составляет около 88 % (рис. 5б). Кроме того, время отклика отражающей жидкокристаллической матрицы на управляющее воздействие примерно в три раза меньше, чем у просветной. В DLPтехнологии применены механические элементы — микрозеркала, что существенно усложняет их производство. С LCOS таких проблем нет — технология их изготовления легко вписывается в типовой процесс формирования CMOS-структур, а значит, сами панели могут быть относительно недорогими. Кроме того, LCOS позволяет наращивать число пикселей и, следовательно, разрешающую способность формирователя изображения без значительного увеличения его размеров. В частности, сравнительно просто достигается разрешение SXGA (1280х1024 пикселей). Таким образом, при более низкой цене матрицы можно рассчитывать на более высокое качество получаемого в итоге изображения.
173
Рис. 5. Основные технологии проецирования (а, б, в)
Первой в мире компанией, разработавшей LCOS-технологию и доведшей еѐ до практической реализации в мультимедийных проекторах, является известная японская корпорация JVC. Чтобы чѐтко идентифицировать свою уникальную разработку, JVC использует для своих LCOS-матриц специальное название – D-ILA (Direct Drive Image Light Amplifier). Вслед за JVC техноло-
гию LCOS освоили и другие производители проекторов – Everest, Canon, Hitachi и др. Однако широкого применения эта технология пока не находит.
В заключении отметим, что покупателю проектора не следует считать технологию проецирования основным критерием для выбора модели. В настоящее время все три технологии практически равноценны, и качество проектора зависит не столько от используемой технологии, сколько от электронных схем обработки сигналов, используемых электрических и оптических элементов, точности механической обработки деталей и других факторов.
Советуем также крайне осторожно относиться к агрессивной рекламе, к которой часто прибегают производители и особенно продавцы тех или иных моделей проекторов. Прежде всего это относится к DLP-проекторам, активность рекламы которых существенно выше, чем у конкурентных технологий. Все производители DLP-проекторов используют чипы, производимые американской компанией Texas Instruments, и осознанно или неосознанно, объединились в рекламе этой технологии, занимающей в настоящее время примерно 50% рынка. В то же время производители LCD-проекторов рекламируют каждый свои продукты. В результате продвижение очередной DLP-модели в средствах массовой информации часто без стеснения сопровождается заявлениями, рассчитанными на доверчивых покупателей, о том, что новая технология на голову выше традиционной. Естественно, это совершенно не соответствует истине. Чтобы противостоять такому рекламному напору, в начале 2005 г. шесть крупнейших производителей LCD-проекторов - Epson, Sanyo,
174
Hitachi, Fujitsu, Panasonic, Sony - создали новый бренд ―3LCD‖, который по-
зиционируется на рынке как следующее поколение трехматричных LCDпродуктов с улучшенными характеристиками. Изделия перечисленных производителей маркируются новым логотипом, создан сайт www.3lcd.com для разъяснения преимуществ трехматричной LCD технологии перед технологией DLP. Среди этих преимуществ следует отметить следующие:
цвета выводятся на экран одновременно, а не по очереди, как это свойственно одночиповой DLP-технологии, отсутствует эффект «радуги», при этом количество цветов у 3LCD аппаратов достигает 68,7 млрд
достигнуто огромное количество оттенков серого (на сегодня до 10 квинтиллионов)
недавно достигнут контраст 6000:1, в то время как десятки действующих моделей обеспечивают контраст 1000:1 и более
целый ряд 3LCD проекторов имеет световой поток 5000 Ansi лм и более.
Надо сказать отдельно, что для измерения контрастности производители применяют различные методики и самые разные спекуляции. Производители DLP-проекторов в этом отношении весьма преуспели, иначе трудно было бы объяснить, почему иные модели с контрастом 2500:1 (DLP) показывает так же, как средние LCD-модели с контрастом 500:1.
Справедливости ради следует отметить, что каждая из технологий (в том числе и DLP) имеет свои преимущества, однако о безусловном превосходстве какой-либо из них говорить было бы, по меньшей мере, неосновательно. У лучших производителей, поддерживающих производство DLP проекторов, одночиповые модели почти лишены характерного для этой технологии мерцания картинки. Уже созданы одночиповые DLP модели, оснащенные семи- и даже восьмисегментным цветоделительным колесом. Так, проектор для домашнего кино Mitsubishi HC2000U имеет 8 сегментов на цветоделительном модуле, и обеспечивает контраст изображения 3600:1. Кроме того, микрозеркальная технология имеет несомненное преимущество при создании стационарных сверх ярких проекторов, прежде всего за счѐт высокой теплоустойчивости микрозеркальных чипов.
III Раздел. Звук.
Тема 3.1 История звукозаписи.
Важность восприятия звукового пространства была понятна задолго до появления средств записи звука. На протяжении веков создавались помещения (храмы, театры, концертные залы и др.), где обеспечивалось "погружение" слушателя в звуковое пространство.
175
Цель современных средств кодирования звука состоит в передаче некоторых признаков сигнала, позволяющих слушателю ощутить пространственное окружение. При этом можно выделить две тенденции: передача некоторых физических параметров первичного звукового поля и передача некоторых психоакустических характеристик, вызывающих у слушателя ощущение нахождения в первичном пространстве (рис. 1).
Для всех систем пространственной передачи звука характерны некоторые общие элементы: средства для записи звука (например, различные типы микрофонных систем); средства для кодирования исходных сигналов в некоторую новую систему комбинированных сигналов; средства для декодирования на принимающей стороне; средства для воспроизведения звуковых сигналов (через акустические системы или стереотелефоны). Принципиальная трудность состоит в том, что в любой системе трехмерное звуковое поле необходимо записать и воспроизвести с помощью точечных источников, таких, как микрофоны и громкоговорители. Правда, слуховая система человека обладает способностью воспроизвести трехмерное звуковое пространство с помощью двух точечных приемников (двух ушей) за счет специальных методов фильтрации и последующей обработки.
Кроме того, создаваемая техническая система пространственной передачи звука должна быть экономически эффективной, практически реализуемой и устойчивой к изменению положения слушателя относительно системы.
На протяжении десятилетий усилия разработчиков были направлены на поиски средств записи и передачи максимально возможного числа каналов, выбор оптимальной конфигурации громкоговорителей и микрофонов, создание инфраструктуры, которая обеспечивает подготовку содержания звуковой информации (музыкальной и речевой), передачу ее различными средствами проводного и беспроводного вещания и звукозаписи и отработку совместимых форматов записи и передачи для различных систем кино, радио, телевидения, мультимедиа и т. д.
Для того, чтобы понять закономерности в развитии пространственных систем звукопередачи и способах их кодирования, имеет смысл посмотреть на историю их развития.
Первый период – начало развития.
Теоретические основы пространственных аудиосистем были заложены еще до 1800 года в трудах великих ученых Фарадея, Генри, Ома, Гельмгольца и др. В 1876 году великий изобретатель Александр Бел (рис. 2) продемонстрировал публике свое изобретение – телефон. Практически в это же время аналогичную заявку подал другой изобретатель Элайша Грей. Ценность этих изобретений состояла прежде всего в том, что были открыты принципы электроакустического преобразования в обоих направлениях, ко-
176
торые составили основу для последующего развития микрофонов, телефонов, громкоговорителей и другой аппаратуры.
Уже через год в 1877 году Томас Эдисон демонстрировал устройство для записи и воспроизведения звука (фонограф) (рис. 3). В 1889 году он показал первые движущиеся картины, используя новую систему записи на 35миллиметровую пленку (в первом фильме был снят ассистент Эдисона – Фред Отт). Эдисон собирался соединить изображение со звуком.
В1894 году Гульельмо Маркони продемонстрировал беспроводную передачу звука, т. е. радиосвязь ( у нас-то все знают, что первым это сделал А.-. Попов, но в Америке об этом практически неизвестно).
В1898 году Вальдемар Пульсен получил первый патент на устройство магнитной записи звука, используя стальную проволоку как носитель. Л. Гамонт уже в 1901 г начал эксперименты по оптической записи звука на пленку. После изобретения в 1906 году вакуумной лампы-триода Ли де Форестом (рис. 4) начались работы по использованию электрического усиления для передачи звука и к 1930-м годам техническая база для записи и передачи моноурального звука была уже сформирована.
Первые попытки передачи пространственного звука можно отнести к 1881 году, когда лемент Адер установил серию микрофонов на сцене Парижской Оперы и сигналы от них подал по проводам к головным телефонам в некоторые комнаты ближайшего отеля. Слушатели впервые могли слышать пространственный звук – это был первый шаг к бинауральной стереофонии. Эти эксперименты не вызвали большого интереса, и только в 1915 году появился патент Е. Амета, в котором предлагалась система пространственного звуковоспроизведения через несколько громкоговорителей, расположенных на сцене и в зале (для кино). Запись была монофоническая, но предлагался некоторый способ панорамирования звука через эти громкоговорители. 1930- м годам, когда была окончательно сформирована техническая инфраструктура моносистем передачи звука, в лаборатории Bell Labs (-ША) начались интенсивные работы по совершенствованию систем пространственной передачи, материально и морально поддержанные знаменитым дирижером Леопольдом Стоковским.
Вэтот же период произошло экстраординарное событие: 14 декабря 1931 года английский изобретатель Алан Блюмлайн получил патент №394325, который содержал более 70 пунктов практически на все элементы стереофонической системы передачи звука.
Внем было указано:
• требуемая микрофонная техника, в частности, использование для записи двух микрофонов с характеристиками направленности в виде восьмер-
177