Телевизор,видеомагнитофон и видеокамера -обычно в такой последовательностисовершенствуется видеоцентрнашего семейного досуга. При этомуже не вспоминается, что предтечейвсех этих хитроумных "железок"было старое доброе кино. Хотя, есливдуматься, покупаем мы их, расходуянемалые средства, именно потому,что любим кино и не хотим с нимрасставаться даже дома. Но, ксожалению, даже от самой дорогойаппаратуры не приходится ожидатьрезультатов, хороших с точки зрения"киношных" критериев качества.



Отмечая 100-летиекинематографа, мы с сожалениемконстатируем, что последниедесятилетия технический прогрессневольно работал противкинотеатров как центров культуры.Все началось с телевидения, котороевнушило нам привычку смотреть"кино" чуть ли не лежа впостели. Но настоящее кинозахватывает зрителя целиком, адома, без большого экрана, без зала,наполненного звуком, - впечатлениеуже совсем не то. Дальше - хуже: для тех, кто не хочетсмотреть предложенноетелевидением, придумали"видак" VHS (Video Home System) с ещеболее скверным качествомизображения и звука, чем утелевизоров. В результате не толькострадают эстетические вкусытелезрителей, но и творцам киносегодня нет смысла"выкладываться" - дажекиношедевры достигают зрителя восновном через пиратскиевидеокопии, телевидение или в ином,убогом с художественной точкизрения, виде.

Кандидатытехнических наук В. Самохин и Л.Ивин, доценты МГТУ им. Н. Э. Баумана.

В памяти людейстаршего поколения еще живыностальгические картины, связанныес понятием "кинопередвижка".Привозили несколько тяжелых ящиковс аппаратурой, которые превращалилюбое подходящее место вродесельского клуба, в кинотеатр,забитый зрителями до отказа. Абезбилетная детвора пробиралась"за кулисы" и смотрелатрофейного "Тарзана" с другойстороны просвечивающего экрана,запросто читая зеркальные титрысправа налево. По воздействию намассового зрителя кино не имелосебе равных, по сей день мы большеверим любимым актерам, чемпрофессиональным политикам. Иочень может быть, что возрождениенациональной культуры прямосвязано с реанимациейотечественного кинематографа. Приэтом вполне вероятно, что проблемапустых залов в кинотеатрах напервом этапе решится по принципу"если Магомет не идет к горе, тогора идет к Магомету" - кинопридет к зрителю домой. Но это будеткино сегодняшнего дня, не 8- или16-миллиметровый кинопроектор, аустройство для демонстрации набольшом экране видеофильмов.Перспективное устройство нажидкокристаллических матрицах(по-английски Liquid Crystal Display) дляэтого уже создано, оно называетсявидеопроектор LСD (ЭЛьСИДИ). Это -современная "видеопереноска"широкого применения свозможностями, о которыхкинопередвижки не могли даже имечтать.

ВИДЕОПРОЕКТОРЫ- КИНО ДЛЯ ВСЕХ

Сегодняпроизводство LCD видеопроекторовтолько разворачивается, поэтому вближайшее время следует ожидатьснижения цен на них. Если онопроизойдет, это будет настоящимподарком и кинематографу, и намвсем.

Сама проблемателевизора для относительнобольшой аудитории возникла вместес телевидением. Довольно долго дляэтого создавали проекционныетелевизоры, но получалисьгромоздкие и даже опасныеустройства, требующие сложныхрегулировок после транспортировки,к тому же с малой дальностьюпроекции и тусклым изображением. Споявлением LCD видеопроекторов,дающих достаточно качественное икрупное изображение, идеядомашнего кино стала реальной.

Внешне он большевсего похож на диапроектор, хотякак раз слайды-то он показывать неможет. В нем тоже есть источниксвета, обычно мощностью 200-400 Вт ипроекционный вариообъектив, а измеханики - только вентилятор,охлаждающий оптическую систему. Впростейшем варианте исходноеизображение создаетсяэлектрическими сигналами наоптико-электронном компоненте,сквозь которыйпроходит световой потокпроекционной лампы. Этот компонентпредставляет собой пару скрещенных- развернутых друг относительнодруга на 90о - поляризаторов.Между ними находится жидкийкристалл (ЖК), разделенный нанесколько сотен тысяч окошек(пикселей) в виде матричнойструктуры. Молекулы жидкогокристалла - электрические диполи;они способны изменять своюпространственную ориентацию поддействием электрического поля.

ЧТОТАКОЕ LCD ВИДЕОПРОЕКТОР?

В простейшемслучае пиксели выполнены в видеточечных конденсаторов, рольдиэлектрика в которых играетжидкокристаллическое заполнение.

Сквозь скрещенныеполяризаторы свет не проходит, икадровое окно осталось бы темным,если бы не жидкий кристалл. Егомолекулярные диполи"доворачивают" плоскостьполяризации еще на 90о, делаякадровую рамку прозрачной. Если жена ЖК-матрицу вдоль оптической осиналожить электрическое поле,молекулы повернутсяпропорционально напряженностиполя, уменьшая прозрачность рамки.Когда все диполи выстроятся точно внаправлении поля и перестанутвлиять на угол поляризации,кадровая рамка станетнепрозрачной.

Многие виделижидкокристаллические экраныпортативных компьютеров,видеокамер и миниатюрныхтелевизоров. Они гораздо больше поразмерам, чем ЖК матрицы впроекторах, но принцип их работыодинаков. Картинку на ЖК экране невидно без подсветки, и, если онаполучается только за счетпадающего на экран внешнего света,изображение смотрится блеклым, какв электронных часах. Поэтому укомпьютерных и иных ЖК экрановсзади расположен люминесцентныйисточник света - экран работает"на просвет". В видеопроекторев принципе происходит то же самое,но здесь нужен сильный источниксвета, и чем сильнее, тем лучше.

"Сэндвич" изпикселей-конденсаторов споляризаторами и называетсяпассивной LCD панелью или матрицей.Картинка на ней формируетсяблагодаря тому, что прозрачностьюкаждого элемента, каждого пикселяможно управлять отдельно, причемвстроенная в матрицу электроникапозволяет уменьшить число внешнихвыводов до восьми. Каждый пиксельпод действием видеосигнала можетизменять свою прозрачность болеечем в сто раз. Обновлениеинформации (изменение поля зарядовпикселей) производится во времякраткого перерыва между кадрами -кадрового гасящего импульсателевизионной развертки.Существует несколькоразновидностей LCD панелей, лучшаяиз которых в паспортных данныхименуется активной TFT (от Thin-FilmTransictor - тонкопленочный транзистор)полисиликоно вой матрицей. Здеськаждый пиксель выполнен в видеполевого транзистора.

У первоговарианта есть ряд недостатков.Например, при прочих равныхусловиях цветная ЖК панель даетменьшую четкость, так как каждый ееэлемент приходится выполнять изтрех пикселей, каждый со своимцветным фильтром.

Итак, ввидеопроекторе LCD на большой экранпроецируется изображение,создаваемое электрическимисигналами на жидкокристаллическойпанели-матрице. Цветным этоизображение можно сделать двумяспособами. Либо поставить одну, ноцветную ЖК матрицу - своего родааналог цветного кинескопа. А можносложить наобщем экране три картинки основныхцветов (R, G, B - красный, зеленый исиний), полученные на трех простыхЖК матрицах.

ЧТОУМЕЕТ LCD ВИДЕОПРОЕКТОР

Во втором случаеудается получить четкость более 700горизонтальных линий, чтосущественно превосходит то, чтообеспечивают телевещание и бытоваявидеотехника, включая цифровыевидеомагнитофоны и проигрывателивидеодисков. Но оптическая частьпроектора здесь гораздо сложнее.Нужно сначала разделить световойпоток на три составляющие,пропустить каждую через своюматрицу-модулятор, потом точносовместить их и направить вобъектив. Достигается этовведением цветоделительной оптикис обычными и так называемымидихроичными зеркалами, которыепропускают какой-либо один цвет иотражают два других. Оптическаясхема таких видеопроекторовпоказана на цветной вкладке.

Важнейшаяхарактеристика проектора -величина светового потока,направляемого на экран. Именносветового потока, измеряемого влюменах, а не измеряемой в люксахяркости экрана, зависящей от егоотражательных свойств. Кроме того,весьма существенна равномерностьраспределения светового потока поплощади экрана - в центре она всегдавыше, чем на периферии, причем этаразница тем больше, чем меньшефокусное расстояние проекционногообъектива. В 1982 году Американскиминститутом национальныхстандартов в качествехарактеристики средней величинысветового потока была введенаособая единица - ANSI-люмен. Онаопределяется так.

Сегодня известноуже более сотни моделей LCDвидеопроекторов, выпускаемыхдесятками фирм. Все они могутработать от любых источниковвидеосигнала, в частности отнизкочастотного выхода телевизораи видеомагнитофона. Остановимся нанескольких моделях фирм Sanyo и Sharp,лидирующих в низкой ценовойкатегории LCD проекторов.

Модель Sanyo PLC-400P стремя ЖК панелями (диагональ 3,3 см,по 181470 пикселей каждая) и полезнымсветовым потоком 160 ANSI-люменовспособна фокусировать изображениена расстоянии до экрана от 1,5 до 6метров. С помощью вариообъективаразмер изображения можно изменятьот 0,76 до 1 метра по диагонали приближнем расположении экрана и от 2,9до 3,8 метра - при дальнем. Картинка(здесь уже уместно говорить"картина") хорошо смотритсядаже в не полностью затемненнойкомнате, желательно только, чтобына экран не падал посторонний свет.Специального экрана здесь нетребуется: подойдет гладкая белаястена, лист ватмана или обратнаясторона клеенки на матерчатойоснове.

Свет падает наконтрольный экран размером подиагонали 40 дюймов (102 см, площадьоколо 0,5 м2)с минимального расстояния отпроектора. Измеряют освещенность влюксах девяти равномернораспределенных по экрану зон,результаты измерений усредняют,умножают на площадь контрольногоэкрана (0,5 м2) и получают результатв ANSI-люменах (напомним, что ЛЮМЕН =ЛЮКС ґ КВ.М.). Если светотехничес кийпараметр проектора указан в люксах,то он говорит об освещенности вцентре экрана, а если в ANSI-люменах,то - по всей его поверхности, что,конечно же, более информативно. Реальную"стоимость" этих единиц можнопочувствовать, познакомившись сконкретной аппаратурой.

Основныехарактеристики различныхвидеотехнических устройствприведены в таблице.

Масса проектора10,5 кг при размерах 43ґ16ґ39 см. Егоможно поставить на журнальныйстолик, отрегулировать положениеоси проекции относительно центраэкрана, а вариообъективом - размерсфокусиро ванного изображения.Осталось подключить сигнальныешнуры, например, квидеомагнитофону, и проектор готовк показу. Имеется возможность,например, по команде с пультаменять верх и низ картинки местами,что позволяет закрепить проектор"вверх ногами" на потолке:проектор РLC-400 по команде поменяетместами верх и низ изображения. Онимеет собственный канал звука моносо встроенным динамиком мощностью 3Вт, работает в стандартах PAL/SECAM/NTSC3.58/4.43 и оснащен разъемами AV и S-Video.Правда, смущает"автомобильная" цена этогочуда техники - 2800 долларов, хотя ителевизор с очень большимкинескопом стоит порою дороже.

ТЕЛЕВИЗОРИЛИ ВИДЕОПРОЕКТОР?

Есть и LCDпроекторы подешевле, но ненамного.Например, видеопроектор VR-111 фирмыSharp стоимостью 2500 долларовсущественно меньше по размерам имассе, но имеет лишь одну цветную LCDпанель емкостью 100386 пикселей именьший световой поток. Для него,вероятно, придется подумать оприобрете нии специального экранас усилением яркости.

Считается,чторазрешающая способность глазасоставляет одну угловую минуту (подтаким углом мы видим звезды нанебе), а оптимальный угол зрения повертикали - 14 градусов. Этот уголполучается при расстоянии доэкрана в четыре раза превышающемего высоту и обеспечиваетразличимость мелких деталейизображения и его хорошеевосприятие в целом (когда припросмотре не приходится вертетьголовой). Следовательно, естьоснования утверждать, что четкость840 элементов по вертикали, котораяпри соотношении сторон кадра 4:3соответствует 1120 элементамизображения по горизонтали, вполнедостаточна.

Попробуем теперьразобраться с размерамиизображения, его четкостью и нужнымколичеством пикселей.

А теперьобратимся к таблице, в которуюсведены данные разрешающейспособности наиболеераспространенных видеосистем иаппаратуры.

В вещательномтелевидении SECAM и PAL из 625 строктолько 576 приходится на картинку,причем с вдвое меньшим разрешениемпо цветности. Поэтому, чтобы неразличать строчную структурурастра, нужно смотреть на экрантелевизора под углом около 10опо вертикали, т. е. не менее, чем нашестикратном удаленииотносительно высоты кадра. 576горизонтальных линийсоответствуют 768 вертикальным,которые на практике могут бытьреализованы на экранах толькобольших телевизоров при работе понизкочастотному видеовходу. Дело втом, что независимо от растрачеткость ограничена и полосойпропускания вещательноготелевидения.

ЦЕНА ИКАЧЕСТВО

Из таблицыследует, что только разрешающаяспособность компьютерной графикиXGA близка к требованиямчеловеческого зрения и что ужевплотную к ней приблизилисьвидеопроекто ры. Но где для нихвзять достаточно "четкий"сигнал? Проблема телевидениявысокой четкости пока не решена,хотя и на российском рынке ужепоявляются дисковые проигрывателиформата DVD, который обеспечиваетчеткость на уровне компьютернойграфики лучше VGA. Пока же длядомашнего кино приходитсядовольствоваться видеозаписями, влучшем случае S-VHS или с лазерныхдисков, а для их показа вполнедостаточно видеопроекторов сразрешением, аналогичнымкомпьютерной графике VGA. Кроме того,чисто психологически изображениена экране телевизора, сколь угоднодорогого, смотрится хуже, чем даже усреднего видеопроектора LCD.Изображение на большом экране,видимом под углом зрения 19ґ14градусов, пусть даже мутноватое,как бы окружает зрителя ипривлекает его к участию всобытиях.

Все LCDвидеопроекторы имеют моно- илистереоканалы звука с усилителями игромкоговорите лями мощностьюоколо 3 Вт. Многих, создающих у себядомашнее кино, сначала устроит иэто, хотя, конечно же, лучше иметьsuper-видеомагнитофон HiFi,многоканальную акустическуюсистему и работать смультиплексной фонограммой,например, по системам Surround Sound илиPro Logic.

Нередко бываеттак, что привлекательная дешевизнасложной техники на самом делеоказывается только кажущейся из-задороговизны расходуемыхматериалов, запчастей или ремонта.У LCD видеопроектора только одинкомпонент, хотя и самый важный,можно отнести к категориирасходуемых материалов -проекционную лампу. Причем в полноймере это относится к самым дешевымпроекторам, оснащенным галогеннойлампой накаливания с гарантийнымсроком работы 50 часов. Что жекасается остальных LCDвидеопроекторов, то оникомплектуются дуговыми,металло-галоидными лампами,которые не перегорают и невзрываются, а со временем мутнеют,уменьшая световой поток вдвоечерез 2000 часов.Следовательно, если смотреть поодному полуторачасовому фильму вдень, такой лампы хватит на четырегода. Конструктивно металло-галоидные лампы заключены втолстостенную кварцевую колбу сзеркальным покрытием (см. 2-3-ю стр.цветной вкладки) и стоят недешево -2-3 доллара на один ватт мощности.Поэтому в LCD видеопроекторах зарежимом лампы следит довольносложная электроника смикропроцессором и есть бесшумныйвентилятор, стабилизирующийтепловые условия. В качествеиллюстрации несколько цифр. В видеопроекторе SanyoPLC-400 стоит металло-галоидная лампамощностью 195 Вт (цена 400 долларов) сполезным световым потоком около 10000люменов. Из-за потерь, в частности воптике, экрана достигают не более 2процентов потока. Следовательно,почти вся энергия, потребляемаялампой, рассеивается в виде тепла.Его нужно отводить, не допускаяперегрева лампы, LCD матрицы и иныхкомпонентов оптической системы.

Деловой мир,рекламный и шоу-бизнес сегоднянеотделимы от эффектнойкомпьютерной графики на большихэкранах. Один из лучшихвидеопроекторов для этого - Sanyo PLC-5500с тремя ЖК панелями по 540000 пикселейкаждая. Он похож на PLC-400 по размерам,но в полтора раза легче иобеспечивает четкость 750 линий. Этамодель оснащена металло-галоиднойлампой мощностью 250 Вт (500ANSI-люменов), позволяющей освещатьэкран диагональю до 10 метров нарасстоянии от 14,3до 23 метров. На самом близкомрасстоянии - 1,1 метра до экрана -можно изменять диагональизображения в пределах 0,5-0,8 метра.Проектор оснащен электроприводомвариообъектива, пультомдистанционного управления, имеетмножество разъемов, включая S-video истереозвука, может менять местамине только верх и низ изображения, нои его левую и правую стороны, тоесть нормально показывать напросвет экрана, превращаязеркальную картинку в прямую.

Маленькийпроектор для большого экрана

Широкиевозможности разных моделейвидеопроектров LCD позволяютсоздать не только собственныйдомашний кинотеатр, но и широкуюсистему высококачественноговидеопроката, ориентированную насамую широкую аудиторию.

Если оптическуюось видеопроектора нельзявыставить перпендикулярно кплоскости экрана, например прикреплении проектора к потолкупомещения или когда несколькопроекторов работают на общий экран,увеличивая его яркость, кадрпринимает форму трапеции. Для этихслучаев PLC-5500 имеет программукоррекции кадра. Этотвидеопроектор может показыватькомпьютерную графику VGA, SVGA и XGA (с"прореживанием"), для чегопредусмотрены линии связи идублирование функций управлениякомпьютерной мыши на пультедистанционного управления.Наконец, имеется кадровая память,позволяющая остановить любуюдвижущуюся картинку, комментируяее через микрофон. Все это оченьудобно не только для сопровожденияпрезентаций или докладов наконференциях, но и для учебныхцелей.

Каждый пиксельпредставляет собоймикроскопический конденсатор,заполненный жидкокристаллическимдиэлектриком. Заряд конденсатораможет меняться при помощи полевоготранзистора, находящегося в том жепикселе. Изменение зарядаконденсатора происходит, когда натранзистор поступают оба сигнала спары X - Y электродов. Электрическоеполе разворачивает молекулыжидкого кристалла, прозрачностьпикселя изменяется. Еслиотсутствует хотя бы один сигнал,заряд остается неизменным,ориентация молекул и,следовательно, прозрачностьпикселя не меняются.

В заключениеавторы и редакция выражают своюпризнательность организации СТСCAPIТAL, эксклюзивному дистрибьюторуLCD видеопроекторов фирмы Sanyo,любезно предоставившейиллюстративные материалы и инуюдокументацию, использованные вданной публикации. СТС CAPIТALобеспечивает продажу, бесплатный (втечение года) и послегарантийныйремонт LCD видеопроекторов. Запрофессиональной консультацией исправками по вопросам применения,приобретения и обслуживания иремонта LCD видеопроекторов можнообращаться к специалис там СТС CAPIТALпо адресу: Москва, ул. Авиамоторная,д. 12а, оф. 3 или телефону: (095)918-0791.Факс (095)918-080

Каждый пиксельжидкокристаллической матрицысостоит из двух скрещенных(развернутых на 90оградусов) поляроидов, междукоторыми находится тонкаястеклянная кювета с жидкимкристаллом - раствороморганического вещества с длиннымимолекулами. На стенки кюветыизнутри нанесены прозрачныеэлектроды и канавки микроскопических размеров; на одну - продольные,на другую - поперечные. Вблизистенок, в отсутствие поля, молекулывытягиваются вдоль канавок,располагаясь внутри кюветы повинтовой линии. Жидкий кристаллполяризует проходящий свет вплоскости ориентации своихмолекул.



Проходя сквозьпервый поляроид, свет становитсяполяризованным. Внутри кюветыплоскость его поляризацииповорачивается на 90о,и свет выходит наружу через второйполяроид - матрица прозрачна.



Жидкокристаллическаяпанель выполнена в виде матричнойструктуры, образованной двумягруппами перпендикулярных друг кдругу прозрачных электродов.Электронная схема, содержащаяся всамой панели, последовательноподает управляющее напряжение наэлектроды строк и столбцов матрицы.Управляющий сигнал воздействуеттолько на пиксель, которыйнаходится на пересечении двухэлектродов, меняя его прозрачность.Вся матрица заполняется за времякадрового гасящего импульсателевизионной развертки, и на нейвозникает изображение отдельногокадра.

Если на матрицуналожить электрическое поле,молекулы жидкого кристаллаповернутся на угол,пропорциональный его напряженности. Когда молекулы выстроятсяточно вдоль поля, они перстанутвлиять на поляризацию света, иматрица станет непрозрачной.