oldi

Проекторы — стройсь! Экраны — к стенке!

Мультимедийные проекторы на базе традиционных
ЖК- и DLP-технологий

Владимир Богданов

Что же в проекторе мультимедийного?

Традиционные мультимедиа-проекторы на ЖК-матрице

Технология DLP в зеркале кристалла DMD

Яркость как критерий выбора? Ну, почти…

Другие характеристики и возможности проекторов

Классификация проекторов и особо «яркие» представители

  Микропортативные DLP-проекторы: Plus U3 и Plus U2-1130

  Ультрапортативный ЖК-проектор Toshiba TLP-471 с документ-камерой

  Портативный проектор Mitsubishi LVP-X300U

  Стационарный проектор Epson EMP-8000

Доски с печатью — плоский компьютер?

Что же в проекторе мультимедийного?

История умалчивает о том, когда рядом со словом «проектор» появилось прилагательное «мультимедийный». Утверждать можно лишь одно: проекторы стали мультимедийными, когда появились модели, способные выводить на экран как видеоданные магнитофона или дискового проигрывателя, так и данные с компьютера. Этот класс устройств произвел настоящую революцию в технологиях презентации. Вместо статичных данных, нарисованных на пленках и отображаемых при помощи традиционных оверхед-проекторов (как в школе), экраны конференц-залов и переговорных комнат осветились качественно новыми презентациями, подготовленными и воспроизводимыми с ПК. В принципе, и с оверхед-проекторами жилось достаточно неплохо. Они, как ни странно, до сих пор остаются «бестселлерами» среди презентационного оборудования, хотя их обслуживание стоит дороже. Динамическая мультимедийная презентация — это не просто мода, но и трезвый расчет. По статистике, человек запоминает 50% информации, подкрепленной статическими визуальными и звуковыми эффектами. Но при использовании динамических видеоэффектов восприятие презентации улучшается еще на 16% (исследования Аризонского университета). А в технологиях убеждения, перефразируя Штирлица, даже 1% решает многое.

Мультимедийность подразумевает не только зрительное, но и качественное звуковое сопровождение. От проекторов нельзя требовать многого — за звук, как правило, должна отвечать внешняя акустическая система. Однако современные портативные проекторы уже давно содержат встроенную акустику. Это, правда, не Dolby, но для вещания в небольшом помещении ее бывает вполне достаточно. А главное — сохраняется истинный принцип портативности: колонки с усилителем в портфель не положишь.

В начало

В начало

Традиционные мультимедиа-проекторы на ЖК-матрице

Большинство портативных и условно-портативных мультимедиа-проекторов по-прежнему выпускается по традиционной технологии. В самом простом и дешевом варианте изображение генерируется на единственной полупрозрачной жидкокристаллической панели, а мощный цветовой поток через систему линз проецирует его на экран. Такие проекторы сейчас можно приобрести по достаточно низкой для этого рынка цене — около 2-2,5 тыс. долл. Одноматричная технология хорошо отработана, ее технологический потенциал не исчерпан полностью. Растет качество ЖК-матриц, увеличивается мощность световых источников, повышается сложность оптики и электронных средств коррекции изображения. Однако и недостатки ЖК-проекторов хорошо известны. Прозрачность жидкокристаллической матрицы позволяет желать лучшего — существенная часть светового потока не проходит через нее, поэтому приходится искать самые мощные источники света, чтобы получить приемлемый уровень яркости. Сейчас таким источником является, к примеру, лампа Philips UHP (Ultra High Performance). Эта лампа не тускнеет со временем, в отличие от ранее использовавшихся металло-галогенных источников света, которые теряют до 50% своей первоначальной яркости за период 1000-2000 часов (ее обычный срок эксплуатации). Кроме того, UHP имеет приблизительно в шесть раз больший ресурс по сравнению с традиционными металло-галогенными лампами и рассчитана приблизительно на 6000 часов работы. Но даже мощные источники света требуют приглушать освещение аудитории при демонстрации видео и данных на экран.

Наибольшую яркость и самую качественную цветопередачу обеспечивают ЖК-проекторы на базе группы полисиликоновых матриц. В этом случае каждая из матриц отвечает за свой цвет, а выигрыш в яркости позволяет показывать презентацию или «крутить кино» даже при включенном свете. Специалисты, кстати, очень высоко отзываются о трехматричных полисиликоновых проекторах, не отрицая высокой перспективности DLP-технологии.

Достаточно недолгое время существовало и промежуточное звено проекторной эволюции — устройства, в которых изображение генерируется на трех ЖК-матрицах из аморфного силикона. Сейчас на рынке таких устройств нет, так как они были вытеснены проекторами с полисиликоновыми матрицами.

Словом, как и каждый класс ЖК-проекторов, этот находит своих покупателей, поскольку разница в цене получается весьма ощутимой.

В начало

В начало

Технология DLP в зеркале кристалла DMD

Заслуженная ЖК-технология в проекционном оборудовании, конечно, была хороша, но лучшее — враг хорошего. Поэтому жидкокристаллическая матрица стремительно вытесняется чипом DMD — основой технологии DLP. Пройдет еще года три, и DLP-проекторы придут в большинство современных кинотеатров, постепенно вытеснят громоздкие трехлучевые проекторы из конференц-залов, станут основой проекционных домашних театров. Пилотные киноцентры DLP Cinema уже запущены в развитых странах мира, но массовое признание новая технология управления светом получила на рынке мультимедиа-проекторов. А ведь цифровой механизм перенаправления света DLP (Digital Light Processing) был разработан инженерами Texas Instruments еще в далеком 1977 году. По легенде, три неприметных «букваря» из исследовательской лаборатории TI втихую изобрели дизайн кристалла, который в дальнейшем стал известен как DMD (Digital Micromirror Device) — цифровой прибор управления микрозеркалами.

Название стоит понимать буквально — речь действительно идет о матрице с керамической основой, состоящей из сотен тысяч микроскопических квадратных зеркал, прикрепленных к керамике на микрошарнирах. В зависимости от поступающего сигнала (соответствующего 0 или 1) каждое из зеркал принимает одно из двух возможных положений, то есть поворачивается на определенный угол. В зависимости от положения микроскопического зеркала отраженный свет поступает либо на экран через оптическую систему, либо в пустоту (точнее, на светопоглотитель). «Определенный угол» — это всего лишь плюс 10 градусов от нормали для положения «включено» (1) и минус 10 градусов — для «выключено» (0).

Сколько же квадратных микрозеркал со стороной 4 мкм должно быть на матрице кристалла, чтобы формировать картинку высокого разрешения? Много, очень много. Для кристалла, генерирующего разрешение 848x600 dpi, — 508 800 зеркал, для разрешения XGA 1024x768 — 786 432 микрозеркала и, наконец, для SXGA 1280x1024 необходимо иметь в матрице 1 310 720 управляемых микрозеркала. Словом, подобный чип — это настоящее произведение искусства, несопоставимое по сложности производства даже с самыми дорогими микропроцессорами для ПК.

Поскольку принцип действия зеркального чипа слегка прояснился, самое время перейти к объяснению общего принципа действия DLP-проектора, например ответить на вопрос: как образуются цвета?

Самая простая, но достаточно эффективная конструкция DLP-проектора использует единственный чип DMD для генерации динамического и статичного цветного изображения на экране. Свет от мощной лампы поступает на быстро вращающееся колесо светофильтров. Колесо — одно, но поделено на три цветовых сектора: красный, синий, зеленый. Сейчас существуют также проекторы с четвертым белым сектором на светофильтре, что позволяет добиться большей контрастности и насыщенности цветов. Цветовые поля обновляются 180 раз в секунду, и человеческий глаз не способен уловить моменты смены изображений. Пройдя сквозь фильтр, расщепленный световой поток фокусируется через линзу и поступает на матрицу микрозеркал DMD-кристалла. А оттуда отражается либо на объектив, либо на светопоглотитель. Так что, если лучу «суждено» пройти через синий фильтр и отразиться от зеркала, установленного в положение «включено», то на экране формируется синий пиксел. Еще раз подчеркнем, что «мозаика» изображения формируется именно на DMD-кристалле, на который оно поступает преобразованным из аналогового в цифровой вид. В ближайшем будущем через USB-порты будет поступать сразу цифровой сигнал, что позволит существенно увеличить качество изображения.

Из конструкции DLP-проекторов становится ясно, почему изображения с «микрозеркальных» проекторов получаются более яркими, контрастными и четкими, чем с жидкокристаллических. Во-первых, яркость светового потока не снижается, поскольку нет «фильтра» в виде ЖК-матрицы. Во-вторых, ЖК-матрица имеет заведомо большие расстояния между физическими пискелами, чем DMD-кристалл между микрозеркалами, а значит, изображение получается куда более четким (без очевидной пикселизации).

Плюс ко всему однокристальный DLP-проектор имеет очень компактное размещение компонентов, что позволило радикально уменьшить его габариты и вес. Последние портативные DLP-модели проекторов имеют формат A4, запросто вмещаются в офисный портфель вместе с ноутбуком — и еще место для бумаг останется. Да и весят эти проекторы столько, что ручка гарантированно не оторвется, — всего около 2,5 кг. А рекорд так и вовсе принадлежит проектору Plus U3, который весит 1,3 кг и практически умещается на ладони. А помните, как было раньше? Проектор весом килограммов в девять с гаком считался вполне портативным, стоил более 15 тыс. долл. и с трудом влезал в объемистый чемодан.

В начало

В начало

Яркость как критерий выбора? Ну, почти…

Яркость светового потока порой воспринимается как основная «бытовая» характеристика проектора. Специалисты в один голос убеждают, что это не совсем корректный подход. Яркость говорит о проекторе не больше, чем размер оперативной памяти — о классе ПК. Но зато этот критерий — почти самый очевидный и красуется в спецификациях проекторов на самом почетном месте. Для измерения яркости светового потока используются композитные единицы — ANSI-люмены (в быту аббревиатуру ANSI обычно пропускают). Как видно из названия, методика расчета яркости проекционного оборудования закреплена в соответствующем стандарте, принятом American National Standards Institute еще в 1992 году. Производители проекторов, конечно, придерживаются стандарта и честно отражают яркость в спецификациях. Но… с одной оговоркой — указывается максимальная яркость. Однако что в ней проку, если на максимальных значениях мы увидим лишь сильно засвеченный экран. Специалисты независимых лабораторий идут по другому пути, замеряя яркость при оптимальной контрастности. В результате разработано эмпирическое псевдоправило определения оптимальной яркости. Нужно лишь уменьшить данные лукавых производителей на 10-15% (эта поправка колеблется в зависимости от производителей, достигая иногда 50% для Sony, например), и вы получите почти истинную картину эффективной яркости проектора. Значения максимальной яркости офисных проекторов зависят от класса и назначения оборудования и колеблются в диапазоне 800-2000 ANSI-люмен. Поэтому уже 1000 ANSI-люмен можно считать условно-хорошим показателем.

Но яркость — уже сама по себе лукавая характеристика. Конечно, ANSI-люмены предполагают характеристику, измеренную не по центру, а в девяти точках экрана и усредненную, но нередко за основу берется яркость, измеренная по центру экрана. Однако при работе с презентационными слайдами, насыщенными мелкими деталями, важна яркость, достижимая и по углам экрана. Для ее определения служит показатель однородности, или равномерность освещенности. Считается, что равномерность на уровне 85% — это достойный показатель для современного проектора.

Когда яркости бывает недостаточно, можно пойти на другую уловку — использовать отражающий (усиливающий, подсвечивающий) экран. Никакой собственной подсветки у усиливающих экранов, конечно, нет. Например, в покрытии бисерных экранов используются микрогранулы, и изображение демонстрируется не на ровной поверхности, а на поверхности, состоящей из полусфер. Соответственно свет из объектива проектора ярко отражается на центральной точке полусферы. Естественно, бисерины-гранулы отражают основную часть света в направлении источника. Так создается эффект повышенной яркости. Недостаток таких экранов также очевиден — изображение повышенной яркости мы видим только в том случае, если световой поток направлен по той же линии, что и взгляд зрителя. Соответственно проектор должен светить прямо над головой зрителя или совсем рядом с ней. Если аудитория расположилась не по центру зала, то она, наоборот, видит менее яркое изображение. Типичный пример — плоский экран с покрытием с коэффициентом усиления яркости 2,5 имеет угол обзора порядка 30°. Микросферы — не единственный вариант «хитрого» покрытия экрана повышенной яркости. Используются и другие «рельефы»: вертикальные или горизонтальные полосы для достижения большего усиления и угла обзора. Широкое распространение получили также параболические экраны. Об их эффективности можно судить на конкретном примере: параболический экран Medium Superlight дает коэффициент усиления, равный 13, при угле обзора 30° и коэффициент усиления яркости 8,5 при угле обзора 50°.

В начало

В начало

Другие характеристики и возможности проекторов

Яркость — вещь важная, но на первом месте в списке приоритетов для проектора стоит его реальное разрешение. Написано 800x600 — значит, пользователь вправе рассчитывать на достижение наилучшего результата именно при экранном показе на разрешении SVGA. Идеальный вариант — когда разрешение проектора точно соответствует разрешению экранной матрицы ноутбука. При своей матрице 800x600 проектор способен также работать источником с выставленным разрешением 1024x768, но результат будет заведомо хуже — проектор задействует интерполяционные механизмы, что приведет к размытости деталей на экране и другим артефактам.

Все мы сталкивались с ситуацией, когда докладчик закрывает собой объектив или стоит напротив экрана, образуя на нем четкую тень. Подобная ситуация хороша для показа на экране птичек и собачек из тени от сложенных рук, но не для качественного восприятия презентации. Но все можно исправить, расположив проектор за экраном, а не перед ним. Для этого придется использовать специальный просветный экран, а проектор должен поддерживать режим обратной проекции (точнее — функции обратного сканирования справа/слева). Такая система отчасти напоминает телевизор, где проектор выполняет функцию электронно-лучевой пушки. Недостаток подобной схемы состоит в потребности в большом помещении — почти вдвое более длинном, чем при демонстрации посредством прямой проекции (если не использовать короткофокусную оптику). Еще один способ избежать экранной тени — закрепить проектор на потолке помещения. Однако такой аппарат должен еще поддерживать функцию сканирования снизу/сверху.

При выборе проектора стоит также обратить серьезное внимание на функциональность пульта. Почти во всех современных проекторах можно с пульта управлять курсором мыши на экране, вести прокрутку (скроллинг), выполнять остальные естественные для мыши задачи, а также устанавливать настройки проектора, выбирать источник сигнала и т.д. Правда, специалисты говорят, что для этого может потребоваться немалая сноровка. На многих пультах имеется также встроенная световая указка. Однако ее частое использование быстро сказывается на ресурсе батарей в пульте.

В начало

В начало

Классификация проекторов и особо «яркие» представители

Конечно, самый простой путь — классифицировать проекторы по используемой технологии или ценовым диапазонам. Однако лишь классификацию по габаритам и массе устройств (читай — по назначению) можно считать наиболее корректной.

Итак, все разнообразие проекторов можно разделить на следующие классы: микропортативные (менее 3 кг), ультрапортативные (3-5 кг), портативные (5-10 кг) и стационарные (весом более 10 кг). Ниже приводится микрообзор самых «хитовых» проекторов, представленных в каждом классе. «Хитовость» — это, конечно, субъективный квазикритерий, основывающийся на экспертной оценке некоторых московских продавцов. При выборе во внимание принималось как соотношение «цена/качество», так и «техническое совершенство» конкретной модели.

В начало

В начало

Микропортативные DLP-проекторы: Plus U3 и Plus U2-1130

Plus U3 производства японской корпорации Plus Corporation — это семейство настолько компактных и легких проекторов, что их отнесли к категории Palm-Sized Digital Projectors. Нет, спрятать в ладони такие проекторы, конечно, не удастся, но вот небрежно держать в руке — запросто. А почему нет, если проектор весит 1,3 кг и имеет габариты книжного томика. В семейство U3 входит пока два микропортативных аппарата: U3-880 (разрешение 800x600) и U3-1080 (разрешение 1024x768). За исключением сложности DMD-чипа в остальном эти устройства почти идентичны. Их габариты составляют 17,8x22,8x4,8 см — половину ноутбука. При всей их портативности проекторам U3 удается обеспечить световой поток яркостью 800 ANSI-люмен и уровень контрастности до 800:1. Учитывая истинную мобильность этой серии, разработчики U3 «упаковали» проекторы в особо ударопрочный корпус с магниевым покрытием, который в 20 раз прочнее пластика. Плюс защита объектива выполнена в форме не съемной крышки (вечно исчезающей), а выдвижной встроенной шторки.

Для того чтобы проекторы не очень искажали изображение, поданное с более высоким разрешением, чем истинное, Plus разработала специальную компенсационную технологию компрессии. Обещают, что эффекта выпадения строк точно не будет. Коротко о других характеристиках семейства проекторов Plus U3: цифровой трансфокатор (zoom) x10, компонентный видеовыход для подключения видеоаппаратуры, поддержка пропорций кадра 4:3 и 16:9, встроенный пульт управления курсором, функции стоп-кадра и автоматического приглушения звука. Словом, семейство U3 — это первое истинно портативное проекторное решение на моей памяти. Менеджеру с таким аппаратом даже не придется думать, брать или не брать его в дорогу — уж больно незначительны габариты.

800 ANSI-люмен — это хорошо, но 1300 ANSI-люмен — гораздо лучше. Правда, за это придется расплачиваться увеличением габаритов и веса. Столь яркая модель Plus U2-1130 из второго «хитового» семейства U2 также имеет все шансы поместиться в портфель докладчика. Она лишь вдвое тяжелее «ручного» проектора U3 и весит 2,6 кг. Максимальный уровень контрастности — 800:1, реальное разрешение DMD-процессора — 1024x768.

В начало

В начало

Ультрапортативный ЖК-проектор Toshiba TLP-471 с документ-камерой

Всего 1,4 кг отделяют ультрапортативный проектор Toshiba TLP-471 от класса микропортативных. Рискнем предположить, что «перевесу» этот 4,4-килограммовый проектор обязан встроенной документ-камере, позволяющей проецировать на экран прозрачные и непрозрачные оригиналы без мелких деталей. Документ-камера предоставляет возможность проецировать на экран даже трехмерные объекты. В видеорежиме камера обеспечивает разрешение 500 линий. И, наконец, та же камера, оборудованная собственной подсветкой, позволяет (если ничего лучшего на ум не приходит) с помощью этого проектора проводить видеоконференции.

Но и без документ-камеры характеристики данного проектора на полисиликоновых матрицах впечатляют: яркость 1200 ANSI-люмен, равномерность светового потока 90% (хотя 85% уже достаточно), а контрастность 300:1. Реальное разрешение проектора — SVGA (800x600), но с интерполяцией он может воспроизводить презентации, выполненные даже в разрешении 1280x1024. Габариты устройства — 31,8x8,7x28,8 см. Проектор Toshiba TLP-471 в полной мере можно назвать мультимедийным, так как он обладает хоть и посредственной (1 Вт моно), но все же встроенной аудиосистемой.

Кроме того, проектор оборудован автоматической системой коррекции трапецеидальных искажений, поэтому его можно подвешивать близко к потолку. Другими словами, система сама определяет уровень геометрических искажений проекции по углу горизонтального наклона. Более тщательную «геометрическую» настройку проектора можно провести и в ручном режиме.

Считается, что конструкторы проекторов Toshiba особо преуспели при выводе на экран видеосигнала (включая телевидение высокой четкости HDTV). Поэтому этот проектор может быть рекомендован для оборудования домашних и офисных кинозалов.

В остальном проектор оснащен стандартным для этого класса набором функций: трехкратный цифровой трансфокатор, указатель фрагмента, функция стоп-кадра для видео, дистанционное управление курсором с пульта. Инфракрасный пульт дистанционного управления содержит также встроенную лазерную указку.

В начало

В начало

Портативный проектор Mitsubishi LVP-X300U

«Лицо» данного мощного проектора определяют две характеристики: цветовой поток 2000 ANSI-люмен, реальное разрешение — XGA (1024x768). Система полисиликоновых матриц просвечивается мощной NSH 190-ваттной лампой, которая теряет 50% своей яркости лишь через 2000 часов работы.

Проектор относится к классу портативных, так как его вес — чуть менее 6 кг. Но этот класс пограничный. Такой проектор можно смело брать в дорогу или крепить стационарно в конференц-зале. Несмотря на то что базовое разрешение проектора — XGA, новая технология компрессии позволяет выводить на экран изображения в разрешении SXGA (1280x1024), как утверждается, — практически без потери качества.

Особенность проектора — возможность подавать на экран изображение в режиме «картинка в картинке». В частности, возможен одновременный вывод на экран компьютерного изображения и видео. Этот эффект позволяет естественным образом вставлять демонстрацию видео в компьютерную презентацию, а также использовать проектор при организации видеоконференций. При воспроизведении видео может быть использован встроенный удвоитель строк CineViewT, который сглаживает «следы» и артефакты, возможные при быстрой смене кадров.

Широкий выбор поддерживаемых интерфейсов позволяет одновременно подключать два источника компьютерного сигнала и пару источников видеосигнала (например, магнитофон плюс DVD-плейер), что бывает полезным при организации «карусельных» конференций (с несколькими докладчиками).

Коротко об остальных параметрах проектора: достижимый размер изображения по диагонали — 1-7,6 м, расстояние до экрана  — 1,6-12 м, встроенная аудиосистема — 2x2 Вт (стерео), размеры — 12,7x30x36,7 см, вес — 5,9 кг.

В начало

В начало

Стационарный проектор Epson EMP-8000

Формально проектор Epson EMP-8000 не дотягивает до класса стационарных, так как его вес не превышает 10 кг. Но это — буква. По духу же — это именно стационарный проектор, вес которого конструкторам удалось снизить до 8,3 кг.

EMP-8000 — рекордсмен, так как при таких габаритах и весе поддерживает световой поток 2200 ANSI-люмен. Такая яркость «пробивает» экранное изображение даже при достаточно сильном комнатном освещении. Любопытно, что если даже рекордной яркости не хватает, то ее можно удвоить, установив не один, а два проектора. Функция вертикального смещения позволяет создавать как бы проекторный кластер, когда проекторы разделяют задачу и работают как единый аппарат.

Базовое разрешение EMP-8000 — XGA (1024x768), однако у этого проектора есть «старший брат» Epson EMP-9000, уже реально доступный на российском рынке. Последний весит те же 8,3 кг, но имеет истинное разрешение SXGA (1280x1024) и мощность светового потока 1700 ANSI-люмен.

Но вернемся к Epson EMP-8000, который стал доступен на российском рынке раньше по сравнению с Epson EMP-9000. Он использует особые фирменные жидкокристаллические полисиликоновые матрицы с увеличенной апертурой (Epson XGA UHA 1.32” LCD). Лампа нового поколения UHE имеет мощность 220 Вт, а ее ресурс составляет 2000 часов. Контрастность — 300:1, равномерность освещения экрана — 85%. Среди поддерживаемых проектором функций — «картинка в картинке», стоп-кадр, коррекция трапецеидальных искажений (до 20%), система подсказок и спецэффекты. Нет необходимости выключать свет в зале: EMP-8000 можно использовать в абсолютно любых условиях.

Плюс ко всему данный проектор содержит мощную акустическую стереосистему 2x3 Вт — достаточную, чтобы заставить слушать аудиторию небольшого конференц-зала (мест на 50).

КомпьютерПресс 9'2000