Принципы устройства проекторов

Третья часть. Согласно плану, переходим к описанию принципов устройства проекторов (чтобы, если кому пока непонятно, что такое четырехскоростное шестисегментное колесо, стало понятно).

Третья часть. Первую часть статьи можно найти здесь.

Итак: если вы готовы примириться с необходимостью штор, шумом и слегка серым черным, - проектор - это не слишком дорого и очень круто. А я сейчас, согласно плану, перейду к описанию принципов устройства проекторов (чтобы, если кому пока непонятно, что это за четырехскоростное шестисегментное колесо, стало понятно).

Проекторы CRT

Начну - и быстро закончу - с принципа самого древнего: CRT. В таких проекторах стоят три яркие электронно-лучевые трубки, с которых изображение через фокусирующие линзы и цветовые фильтры (у каждой трубки свой фильтр - красного, зеленого или голубого цвета) проецируется на экран. Трубки достаточно большие, у уже упомянутого, например, Cine 8 от Barco - восьмидюймовые. То есть побольше, чем экраны некоторых субноутбуков.

Главная проблема у CRT-проекторов - в сведении световых потоков, - задаче отнюдь не простой и требующей порою специального настройщика. А со временем потоки снова расходятся, и требуется новая настройка. Кроме того, как уже было сказано, такие проекторы весьма громоздки, особенно по сравнению с нынешними LCD- и DLP-малютками.

Судя по всему, век CRT-проекторов заканчивается, однако ничего подобного им по черноте черного и уровню контрастности на сегодняшний день и близко не существует.

Проекторы LCD

Далее - проекторы LCD. В незапамятные времена, они были одноматричными. То есть стоял обычный цветной LCD-экранчик, только малю-ю-сенький, и сквозь него бил свет мощной лампы. Сейчас одноматричные ушли в область преданий, и нормой стали проекторы на трех LCD, на каждую из которых подается картинка своей цветовой составляющей, - тоже из RGB-колоды.

В силу того, что при подаче на жидкий кристалл даже максимального потенциала он (кристалл) продолжает сохранять некоторую прозрачность, по-настоящему черный цвет получить с помощью такого проектора невозможно в принципе, во всяком случае - на сегодня. Однако и LCD-технологии быстро развиваются, и LCD-мониторы последних поколений прямо-таки потрясают и количеством отображаемых цветов, и быстродействием, и контрастностью (см. прошлый "Огород" под названием "Комплекс полноценности"), так что LCD-проекторам есть куда расти.

Что же касается цифровой дискретности (квадратики на экране, эдакая "сетка от мух", как следствие просвечивания ячеистой матрицы), - она имеет место быть ровно до порога чувственного (в данном случае - зрительного) восприятия и с ростом разрешения LCD-матриц и изощренности обработки и адаптации сигнала - сойдет на нет, на неразличимость.

У DLP-проекторов цифровая ячеистость менее заметна, и на некоторых моделях проекторов, правда, пока достаточно дорогих (с одной из которых, одночиповым DLP-проектором InFocus ScreenPlay 7205 за 7000 баксов, - в действии, - познакомили меня господа из "Цифровых систем"), эта самая дискретность мною не была замечена вообще.

DLP-проекторы

Третий вид - DLP-проекторы. DLP - Digital Light Processor (цифровой обработчик света). Функции формирователя изображения в них выполняет DMD-чип (DMD - Digital Micromirror Device). Эти чипы выпускает исключительно Texas Instruments, а проекторы на их основе делает целый ряд фирм (например, InFocus, BenQ, LG или HP). На этом же принципе выпускаются цифровые проекторы для больших кинотеатров.

DMD-чип представляет собой электро-электронно-механическую матрицу с миллионами микроскопических зеркал (впрочем, начиная от полумиллиона), которые могут поворачиваться на угол 10–12 градусов, отражая падающий на них свет мощной лампы либо в объектив проектора (и через него на проекционный экран), либо на специальный поглощающий световую энергию элемент (как я писал выше, и такой угол поворота, и сам принцип все равно не дают полной темноты). В зависимости от того, с какой яркостью должна быть освещена та или иная точка экрана, соответствующее зеркальце колеблется с высокой, неразличимой для глаза частотой и определенной скважностью (время, которое оно проводит в состоянии "включено", не равно времени в состоянии "выключено").

Если проектор трехматричный (тот трехматричный, что я видел в "Цифровых системах", стоит, как я уже упомянул, $29000, но "Русский Стиль" предлагает и NEC’овский, за $90000, - правда, на этот посмотреть мне не удалось, ибо его не только поставляют под конкретный заказ и предоплату, но даже, кажется, и изготавливают по тем же принципам: в настоящий же момент ни одного оплаченного заказа не оказалось), - головоломство на этом заканчивается. Если же одноматричный (таковых большинство, а сравнительно недорогие, от тысячи до пяти-семи тысяч долларов, - все), головоломство продолжается.

В одноматричных DLP-проекторах на чип попеременно подается картинка одного из трех основных (RGB) цветов, и в соответствии с этим чередованием между лампой и DLP-чипом помещается светофильтр. Светофильтры встроены в специальное колесо, которое вращается с бешеной, трудно вообразимой скоростью. Таким образом (в отличие от LCD-проекторов, где картинки основных цветов оптически сливаются внутри проектора), на экран последовательно подаются картинки трех основных цветов, и в одну разноцветную они сливаются уже в мозгу смотрящего, - вроде как в одну движущуюся сливаются 24 неподвижные фотографии, когда мы смотрим кино (50 полукадров для PAL/SECAM и 60- для NTCS-телевидения). Надо иметь в виду, что при просмотре видео наш мозг должен производить двойную работу: сливать фотографии в движение и отдельные цвета - в разноцветие. Впрочем, мозги у разных людей разные, и одним такая работа просто незаметна, у других же - вызывает утомление. Так что не всем DLP-проекторы показаны. Впрочем, это скорее относится к прежним временам, во всяком случае - что касается меня. Посмотрев с помощью ScreenPlay 4805 кино часов пять, я нашел себя уставшим не более, чем если б смотрел его по телевизору.

У ранних DLP-проекторов колесо состояло из трех фильтрующих секторов и вращалось со скоростью 3600 об./мин. Это приводило, во-первых, к невысокой яркости картинки (в каждый момент времени на экран попадало не более трети светового потока лампы и даже меньше: и самые быстрые транзисторы имеют некоторую инерционность, и отключать картинку того или иного цвета приходилось чуть раньше, чем уходил соответствующий светофильтр, а включать - позже, чем приходил), во-вторых - к упомянутой выше утомляемости, в-третьих же - к описанному выше эффекту радуги. Говорят, повторюсь, что радугу от DLP-проекторов видят далеко не все люди, в сущности - меньшинство, но я очевидно к этому меньшинству принадлежу. Чтобы ее спровоцировать, можно быстро помотать растопыренной пятерней между глазами и экраном. (тут, наверное, кстати вспомнить эпизод из последнего фильма Вуди Аллена "Всякое бывает". Персонаж Аллена рассказывает своему молодому другу анекдот: Больной приходит к врачу и говорит: "Доктор, когда я делаю вот так... (Аллен производит замысловатый жест кистью руки. - Е.К.), - у меня болит". А доктор отвечает: "А вы не делайте так...") С пониженной яркостью производители проекторов повели борьбу, добавив в колесо белый сектор. Увы, белый сектор ухудшал цветопередачу. Сегодня большинство производителей проекторов увеличивают скорость вращения колеса со светофильтрами до четырехкратной, а число секторов - до шести-семи, и, что касается меня, - нет ни утомляемости, ни радуги, ни низкой яркости. Впрочем, надо полагать, что по этим показателям лучше каждому тестировать конкретный проектор под себя, и еще - что, если не сегодня, - завтра об этих недостатках надо будет вспоминать, как сегодня вспоминается об одноматричных LCD-проекторах: мемуарно.

Проекторы на LCOS-технологии

Следующий вид проекторов только-только выходит на арену, лично мне не довелось посмотреть вживе ни на один (собираюсь и, если удастся, - непременно опишу). Это проекторы на так называемой LCOS-технологии: liquid crystal on silicon - жидкие кристаллы на кремнии. Теоретически эта технология должна совместить достоинства LCD- и DLP-проекторных технологий: изображение подается на LCD-матрицу, но наружу выводится не на просвет (таким образом исчезают ячейки и чрезмерный разогрев матриц), а отраженно.

На сегодняшний день мне известно о двадцатисемитысячедолларовом LCOS-проекторе от Sony: SX-1750 (Qualia 004), - у них эта технология зовется SXRD, и о DLA-SX21 от JVC, - там технология называется D-ILA. Очень интересно будет на них взглянуть: не они ли станут главными персонами в списке фонариков ближайшего будущего.

Продолжение следует

В следующей части попытаемся разобраться, что означают параметры проекторов, которые упоминаются в журналах и прайслистах.

- Из журнала "Компьютерра" от 24 августа 2004 года.