Кіріспе
Проекцияланған кескінді көрсетуге арналған құрылғы
Проекциялық экран – көрермендерге көрсету үшін проекцияланған кескінді көрсетуге арналған бет және тірек құрылысынан тұратын құрылғы. Проекциялық экрандар кинотеатрлардағыдай қабырғаға бекітіледі, немесе жылдам жиналмалы проекциялық беті корпуске жиналатын (моторлы немесе қолмен басқарылатын) түрде төбеге орнатылуы немесе қойылуы мүмкін, қабырғаға боялуы немесе конференц-зал сияқты арнайы емес көру орындарында үш аяқты немесе еденнен көтерілетін модельдермен тасымалданады. Тағы бір танымал портативті экран түрі – ашық ауада кино көрсетуге арналған (ашық ауа кинотеатры) үрленетін экрандар. Кескіннің түсін бұрмалауды болдырмау үшін көбінесе біркелкі ақ немесе сұр экрандар қолданылады, ал экранның қажетті жарықтығы қоршаған ортаның жарық деңгейі және проекциялық көздің жарық қуаты сияқты бірнеше факторларға байланысты. Кескінді проекциялау үшін қолданылатын оптикаға және кескіннің қажетті геометриялық дәлдігіне қарай жалпақ немесе иісті экрандар қолданылуы мүмкін, олардың арасында жалпақ экрандар жиі кездеседі. Экран алдыңғы немесе артқы проекцияға арналған түрде жасалуы мүмкін, көбінесе алдыңғы проекция жүйелері қолданылады, онда проекциялық көз экранның көрермендермен бір жағында орналасқан. Цифрлық проекторлар, кинопроекторлар, проекторлар және слайд-проекторлар үшін арналған экрандардың әртүрлі нарықтары бар, бірақ олардың барлығының негізгі принципі бірдей: алдыңғы проекциялық экрандар оларға проекцияланған жарықты шашыратады, ал артқы проекциялық экрандар жарықты шашырата өткізеді.
Қондырғы түріне қарай әр түрлі параметрлердегі экрандар
Коммерциялық кинотеатрларда экран алюминийленген (орташа жарықта жоғары контраст үшін) немесе кішкентай шыны бөлшектері бар ақ бет (қараңғы жағдайда жоғары жарқырау үшін) болуы мүмкін. Сондай-ақ, экранның артында орналасқан динамиктер мен сабвуферге ауа өтетін жүздеген кішкентай, тегіс орналасқан тесіктері бар. Қабырғаға бекітілген қатты экрандар геометриясын мінсіз сақтайды, бұл оларды бейне геометриясын дәл көшіруді қажет ететін жағдайлар үшін қолайлы етеді. Мұндай экрандар көбінесе үй кинотеатрларында, сондай-ақ төмен түсірілетін экрандармен бірге қолданылады. Алып тасталатын экрандар (ілініспелі қабырға экрандары деп те аталады) тұрақты орнатылған экрандарға қарағанда аз орын алады, сондықтан олар жиі қолданылады. Бұл экрандар әдетте пайдаланылмаған кезде экран корпусына оралған боялған матаны пайдаланады, бұл оларды қолданылмағанда көзге түспейтін етеді. Реттік жақтаулы экрандар экран бетінде біркелкі кернеудің ең жоғары деңгейін қамтамасыз етеді, нәтижесінде бейне сапасы ең жақсы болады. Олар көбінесе үй кинотеатрларында және кәсіби орталарда қолданылады, онда экранды корпусқа кіргізудің қажеті жоқ. Электр экрандарын қабырғаға, төбеге немесе төбеге ендіріп орнатуға болады. Бұл көбінесе үлкен экрандар, бірақ үй кинотеатрында пайдалану үшін электр экрандары да бар. Электр экрандары ілініспелі экрандарға ұқсас, бірақ экранды қолмен түсірудің орнына электр моторы экранды жоғары және төмен түсіреді. Электр экрандарын көбінесе қашықтан басқару пульті немесе қабырғаға орнатылған қосқыш арқылы көтеруге немесе түсіруге болады, бірақ кейбір проекторлар экранға қосылатын интерфейспен жабдықталған, ол проектор қосылғанда экранды автоматты түрде түсіреді және проектор өшірілгенде көтереді. Ауыстырылатын проекциялық экрандарды мөлдір емес және мөлдір күйге өзгертуге болады. Мөлдір емес күйде экранға проекцияланған бейнені екі жағынан да көруге болады. Бұл дүкендердің терезелерінде жарнама үшін өте ыңғайлы. Көшпелі экрандар көбінесе еркін тұрған штативке орнатылған ілініспелі экранды немесе салмақты негізден жоғары көтерілетін экранды пайдаланады. Бұларды экранды қабырғаға немесе төбеге орнату мүмкін болмаған немесе ыңғайсыз жағдайларда қолдануға болады. Көшпелі және тұрақты орнатылған ілініспелі экрандар кернеулі немесе кернеусіз болуы мүмкін. Кернеулі модельдер матаны тегіс және қозғалмайтын күйде ұстауға тырысады, ал кернеусіз модельдерде экран матасы тірек құрылымдарынан еркін ілінеді. Соңғы жағдайда, егер бөлмеде ауа ағыны болса, мата сирек қозғалмайды, бұл проекцияланған бейнеде бұрмалауларға әкеледі. Арнайы экрандар осы санаттардың ешқайсысына жатпауы мүмкін. Оларға қатты емес экрандар, үрлейтін экрандар және т.б. кіреді, оларды үйде арзан бағада жасауға болады. Толық ақпарат алу үшін тиісті мақалаларды қараңыз.
Экранның пайда болуы
Үйдегі кинотеатр экранының ең көп айтылатын қасиеттерінің бірі – пайдасы. Бұл – экранды магний карбонаты, титан диоксиді немесе барий сульфатымен қаптағандағы жарықтың шағылысу қабілетінің өлшемі, бұл өлшеу экранға перпендикуляр бағытта бағытталған және шағылысқан жарық үшін жасалады. Титан диоксиді – ақшыл түс, бірақ проекция осіне параллель жарықты көбірек, ал одан ауытқуға көбірек шағылысатын материалдар арқылы жоғарырақ пайда алуға болады. Әртүрлі материалдардың жиі айтылатын пайда деңгейлері 0.8-ден (ақ сұр матовый экрандар үшін) 2.5-ке дейін (көбірек шағылысатын шыны бұршақ экрандар үшін) ауыспалы. Айна бетін пайдалану арқылы өте жоғары пайда деңгейіне қол жеткізуге болады, бірақ онда көрермендер проектордың бейнесін көреді, бұл экранды пайдалану мақсатын жоққа шығарады. Көптеген жоғары пайдалы экрандар жартылай жылтыр болады, сондықтан айнаға ұқсас қасиеттерді көрсетеді, атап айтқанда экрандағы жарқын "қызыл нүкте" – проектор линзасының үлкейтілген (және нашар көрінетін) шағылысы. Бұл "қызыл нүктелердің" қандай кезде көңілді ала бастайтыны туралы пікірлер әртүрлі, бірақ көрермендердің көпшілігі, егер сынақ суреті көрсетілмесе және жарықтықтағы өзгерістерді іздеуді сұрамаса, кескіннің жарықтығындағы 30%-ға дейінгі айырмашылықты байқамайды. Бұл мүмкін, себебі адамдар кішірек бөлшектердегі контрастқа сезімтал, бірақ экранның жартысына дейінгі жарықтықтағы өзгерістерге онша сезімтал емес. Басқа жоғары пайдалы экрандар жартылай ретрорефлективті болады. Айналардан айырмашылығы, ретрорефлективті беттер жарықты көзқарасына қарай қайтарады. Ретрорефлективті жоғары пайдалы экрандарда "қызыл нүктелер" азырақ байқалады. Көшейткіш өлшеу үшін қолданылатын перпендикуляр бағытта айнаның шағылысуы мен ретрошағылысуы айырылмайды, бұл жоғары көшейткіш экрандардың мінез-құлқы туралы шатасу тудырады. Сұр түсті экрандарда пайдаға қатысты екінші жиі кездесетін жаңылыс пікір бар. Егер экран материалы қарапайым қарағанда сұр көрінсе, онда оның жалпы шағылысуы 1-ден әлдеқайда аз. Алайда, сұр экранның өлшенген пайдасы 1-ге тең немесе тіпті одан жоғары болуы мүмкін. Сұр экранның геометриялық мінез-құлқы бірдей пайдасы бар ақ экраннан өзгеше. Сондықтан экранның геометриясы маңызды болғандықтан, экран материалдарының пайдасы мен жалпы шағылысуы көрсетілуі керек. Жалпы шағылысудың орнына, "геометриялық пайда" (пайданы жалпы шағылысуға бөлгенге тең) екінші сипаттама ретінде қолданылуы мүмкін. Егер экранның қисықтығы, проектордың орналасуы және отыру орны дұрыс болса, қисық экранды көзге көрінетін "қызыл нүктелерді" тудырмай, өте жарық шашыратушы етуге болады. Бұл жобаның мақсаты – экранды проекцияланған жарықты көрермендерге қайтару, тиімді түрде бүкіл экранды үлкен "қызыл нүктеге" айналдыру. Егер экрандағы шағылыс бұрышы бірдей болса, көңілді алатын артефактілер пайда болмайды. Төбеге орнатылған проекторлар үшін жартылай айналы жоғары пайдалы экран материалдары қолайлы, себебі жарықтың ең көп қарқындылығы көрермендерге қарай төмен қарай түсетін бұрышпен тең және оған қарама-қарсы бұрышта болады. Алайда, көрермендердің бір жағында отырған көрермен үшін экранның қарама-қарсы жағы сол себепті қараңғырақ болады. Кейбір құрылымды экран материалдары вертикаль жазықтықта жартылай айналы шағылыстырады, ал горизонталь жазықтықта осыны болдырмау үшін жақсырақ диффузиялық шағылыстырады. Шыны бұршақ экрандарда ретрошағылысу құбылысы байқалады; жарық басқа бағыттардағыға қарағанда көзқарасқа қарай көбірек шағылысады. Олар сурет көзі экраннан көрермендермен бірдей бағытта орналастырылған жағдайда жақсы жұмыс істейді. Ретрорефлективті экрандарда экранның ортасы экранның шетінен жарық болуы мүмкін, бұл "қызыл нүктелерге" ұқсас. Бұл жартылай айналы экрандардан өзгеше, онда "қызыл нүктенің" орны көрермендердің аудиториядағы орнына байланысты өзгереді. Ретрорефлективті экрандар проектордан берілген жарық ағынымен жоғары бейне қарқындылығын шығаруға мүмкіндік беретіндіктен, қажетті болып саналады.
barium sulfate when the measurement is taken for light targeted and reflected perpendicular to the screen. Titanium dioxide is a bright white colour, but greater gains can be accomplished with materials that reflect more of the light parallel to projection axis and less off axis. Frequently quoted gain levels of various materials range from 0.8 of light grey matte screens to 2.5 of the more highly reflective glass bead screens. Very high gain levels could be attained simply by using a mirror surface, although the audience would then just see a reflection of the projector, defeating the purpose of using a screen. Many screens with higher gain are simply semi glossy, and so exhibit more mirror like properties, namely a bright "hot spot" in the screen—an enlarged (and greatly blurred) reflection of the projector's lens. Opinions differ as to when this "hot spotting" begins to be distracting, but most viewers do not notice differences as large as 30% in the image luminosity, unless presented with a test image and asked to look for variations in brightness. This is possible because humans have greater sensitivity to contrast in smaller details, but less so in luminosity variations as great as half of the screen. Other screens with higher gain are semi retroreflective. Unlike mirrors, retroreflective surfaces reflect light back toward the source. Hot spotting is less of a problem with retroreflective high gain screens. At the perpendicular direction used for gain measurement, mirror reflection and retroreflection are indistinguishable, and this has sown confusion about the behavior of high gain screens. A second common confusion about screen gain arises for grey colored screens. If a screen material looks grey on casual examination then its total reflectance is much less than 1. However, the grey screen can have measured gain of 1 or even much greater than 1. The geometric behavior of a grey screen is different from that of a white screen of identical gain. Therefore, since geometry is important in screen applications, screen materials should be at least specified by their gain and their total reflectance. Instead of total reflectance, "geometric gain" (equal to the gain divided by the total reflectance) can be the second specification. Curved screens can be made highly reflective without introducing any visible hot spots, if the curvature of the screen, placement of the projector and the seating arrangement are designed correctly. The object of this design is to have the screen reflect the projected light back to the audience, effectively making the entire screen a giant "hot spot". If the angle of reflection is about the same across the screen, no distracting artifacts will be formed. Semi specular high gain screen materials are suited to ceiling mounted projector setups since the greatest intensity of light will be reflected downward toward the audience at an angle equal and opposite to the angle of incidence. However, for a viewer seated to one side of the audience the opposite side of the screen is much darkened for the same reason. Some structured screen materials are semi specularly reflective in the vertical plane while more perfectly diffusely reflective in the horizontal plane to avoid this. Glass bead screens exhibit a phenomenon of retroreflection; the light is reflected more intensely back to its source than in any other direction. They work best for setups where the image source is placed in the same direction from the screen as the audience. With retroreflective screens, the screen center might be brighter than the screen periphery, a kind of hot spotting. This differs from semi specular screens where the hot spot's location varies depending on the viewer's position in the audience. Retroreflective screens are seen as desirable due to the high image intensity they can produce with a given luminous flux from a projector.
Экранның геометриясы
Үстіңгі проекторларға арналған квадрат пішінді экрандар кейде кеңістік шектеулі және бірнеше экран қажетсіздей сезілетін мәжіліс залдарында сандық проекторлар үшін проекциялық экран ретінде де қолданылады. Мұндай экрандардың қатынасы 1:1 болып анықталады. Көптеген бейне көздері жазық экранға тіктөртбұрышты бейнені дәл көрсету үшін жасалған. Егер көрермендер проекторға жақын болса, бейне геометриясында көзге көрінбейтін бұрмалануларсыз қисық экранды пайдалануға болады. Көрермендер проектордан алыс немесе жақын тұрса, «жастық» немесе «бочка» тәрізді бұрмалануды байқайды, ал экранның қисықтығы осьтен қарағанда анық көрінеді.
Суреттің жарықтығы мен контрасты
Проекцияланған кескіндегі көзге көрінетін контраст – жарықтылық диапазоны – қоршаған ортаның жарық жағдайына, проектордың люминоздық қуатына және проекцияланатын кескіннің мөлшеріне байланысты. Экранның көлемі үлкен болған сайын, люминоздығы (бірлік қатты бұрышқа шаққандағы бірлік ауданға шағылысқан жарық қуаты) төмендейді, демек, қоршаған ортада жарық болғанда контраст азаяды. Кескін проекцияланған кезде бөлмеде әрқашан жарық пайда болады, бұл қоршаған ортаның жарық деңгейін арттырып, сурет сапасын нашарлатады. Бұл әсерді бөлмені қара түстермен безендіру арқылы азайтуға болады. Нақты бөлмедегі жағдай проектор өндірушілері жарнамалайтын контраст коэффициенттерінен өзгеше, олар проектор толық қара/толық ақ түсте жарық деңгейін тіркейді, осылайша ең жоғары контраст коэффициенттерін көрсетеді. Үй кинотеатры экрандарын жасаушылар қоршаған ортаның жарығы мәселесін шешу үшін экран бетін жарық көзіне қайта бағыттайтын технологияны енгізуге тырысты. Бұл тәсілдің негізі – сурет көзінің көрерменге жақын орналасуы, сонда көрермен экраннан шағылысқан жарықтың күшейген деңгейін көреді. Көбік шағылыстыратын жалпақ экрандарда, экранның бір бөлігі қалған бөліктерінен әлдеқайда жарық көрінетін "ыстық нүктелер" пайда болуы мүмкін. Бұл мұндай экрандардың жоғары бағытталғандығының (көзілдіріс сияқтылығының) салдары. Жоғары пайдасы бар экрандардың көру бұрышы да тар болады, себебі көрермен экраннан алыстаған сайын шағылысқан жарықтың мөлшері тез төмендейді. Осы эффектінің арқасында, бұл экрандар экранның жақтарынан келетін қоршаған ортаның жарығына да аз сезімтал.
Сұр экрандар
Түс сапасын жақсартуға бағытталған салыстырмалы түрде соңғы әрекет – ақ экрандарға қарағанда қараңғы тонды жақсырақ көрсете алатын сұр экрандарды енгізу. Матовый сұр экранның контрасты матовый ақ экраннан артық болмайды; заманауи сұр экрандар матовый ақ экрандардың пайдалану коэффициентіне ұқсас, бірақ қараңғырақ көрінеді. Әрине, қараңғы (сұр) экран ақ экранға қарағанда аз жарық шағылыстырады – проектордан да, қоршаған ортадан да. Бұл проекцияланған кескіннің де, қоршаған ортаның да жарықтығын (жарқырауын) азайтады, сондықтан проекцияланған кескіннің жарық бөліктері күңгірт, ал қараңғы бөліктері қараңғырақ болады; ақ түс ақ болмайды, ал қара түс нақты қараға жақындау болады. Сондықтан көптеген экран өндірушілері өздерінің сұр экрандарын «жоғары контрастты» модельдер деп дұрыс атап көрсетеді. Проекциялық экран проектордың контраст деңгейін жақсарта алмайды, бірақ көрінетін контрастты арттыруға болады. Оптималды көру бөлмесінде проекциялық экран жарықты шағылыстырады, ал қоршаған орта – шағылыстырмайды. Қоршаған ортаның жарық деңгейі экранның жалпы шағылыстыру қабілетімен де, сондай-ақ қоршаған ортамен де байланысты. Экранның ауданы қоршаған ортадан әлдеқайда үлкен болған жағдайда, экранның қоршаған ортаның жарығына әсері басым болуы мүмкін, ал бөлменің экрансыз беттерінің әсері ескерілмейтіндей болуы мүмкін. Мұндай мысалдарға планетарийлер мен алдыңғы проекция технологиясын қолданатын виртуалды шындық кубтарын жатқызуға болады. Сондықтан кейбір планетарийлер күмбез тәрізді проекциялық экранының ішкі жағын сұр түспен бояуға шешім қабылдады, бұл күннің кескіндері бір мезгілде көмескі нысандардың кескіндерімен көрсетілгенде, өзара шағылысудың зиянды әсерін азайту үшін жасалды. Сұр экрандар адам көзінің жарықтықты қабылдауы сызықтық емес екенін пайдаланып, кескіннің ақ бөліктері әлі де ақ болып көрінуі үшін жеткілікті жарықтық деңгейін шығара алатын қуатты бейне көздеріне сүйенуге арналған. Адамдар айналадағы визуалды белгілер осындай түсіндіруді ұсынғанша, жарықтықтың кең ауқымын «ақ» деп қабылдауы мүмкін. Сондықтан сұр экран жарық көрінетін кескінді жеткізуде сәтті болуы мүмкін, немесе басқа жағдайларда мұндай нәтижеге қол жеткізе алмайды. Ақ экранмен салыстырғанда, сұр экран бөлмеге аз жарық шағылыстырады және бөлмеден аз жарық шығады, бұл оны проектордан шыққан жарықпен күресуде тиімді етеді. Басқа көздерден шыққан қоршаған ортаның жарығы экраннан шағылысқаннан кейін бірден көзге түсуі мүмкін, бұл контраст қатынасы тұрғысынан ақ түсті жоғары пайдалы экраннан артықшылық бермейді. Сұр экраннан күтілетін жақсарту, ең алдымен, тек проектордың жарығы ғана бар қараңғы бөлмеде жүзеге асырылуы мүмкін. Танымал болғандықтан, соңғы жылдары сұр экран технологиясы айтарлықтай жақсарды. Қазір сұр экрандардың әртүрлі пайдалану коэффициенттері мен сұр түстің әртүрлі деңгейлері қол жетімді.
Таңдаулы шағылыстыратын экрандар
Кейбір экрандар проектор жарығының тар толқын ұзындықтарын таңдап шағылыстырады, ал оптикалық спектрдегі басқа толқын ұзындықтарын сіңіреді деп мәлімделеді. Sony компаниясы әдеттегі бөлме жарығында сұр түспен көрінетін, қоршаған ортаның жарығының әсерін азайтуға бағытталған экран жасайды. Бұл, проектор қолданбайтын түстердің қоршаған орта жарығын көп сіңіріп, проектор қолданатын қызыл, жасыл және көк түстерді көп шағылыстыру арқылы жұмыс істейді деп есептеледі. Нақты түс таңдау экранының болуы расталмады. Dai Nippon Printing (DNP) және Screen Innovations компаниялары толқын ұзындығы бойынша таңдап шағылыстыру қасиеттеріне емес, қара жапсырмалардың жұқа қабаттарына негізделген контрастты арттыратын экранды ұсынды.
Экрандар оптикалық элемент ретінде
Оптималды түрде конфигурацияланған жүйеде проекциялық экранның беті мен нақты бейне жазықтығы бір-бірімен сәйкес келеді. Оптикалық тұрғыдан алғанда, бейне қалыптасуы үшін экран қажет емес; экран бейнені көрінетін ету үшін қолданылады.