3. Описание оборудования

Для проведения практической работы используется следующее обеспечение: персональный компьютер; проектор, интерактивная доска, ресурсы интернет; инструменты, ПО; видеоматериалы.

4. РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ

Ознакомится с методическими указаниями, выполнить задания.

Задание 4.1 Изучение конструкции и принципа работы проектора

Существуют три основные технологии, используя которые производят современные мультимедийные проекторы:

Технология LCD (Liquid Crystal Display) - применяется при производстве LCD проекторов. Принцип работы этой технологии в использование жидких кристаллов на просвет. Через матрицу состоящую из сотен тысяч цветных кристаллов (используют три цвета:синий, красный, зелёный), пропускают световой луч, тем самым окрашивая его в определенный цвет. Если нам необходим черный цвет, кристалл изменяет положение и не пропускает свет. В итоге получаем картинку на экране управляя кристаллами и меняя их положение, для формирования изображения. В результате того, что даже в закрытом состоянии кристалл пропускает свет, на LCD проекторах не возможно получить идеально черный цвет, что в свою очередь сказывается в худшую сторону на контрастности. Для компенсации этого недостатка используют специальные экраны, которые увеличивают контрастность изображения. Полностью исключить этот недостаток невозможно, но стоит отметить что современные технологии в изготовлении LCD проекторов свели его к минимуму.

Дальнейшие развитие технологи LCD - это 3LCD, это те же жидкокристаллические матрицы, но здесь их три. Матрицы трех цветов, через которые параллельно пропускают свет, каждая из которых управляет одним базовым цветом, в итоге получаем более высокую цветопередачу. Еще одно преимущество этой технологии - эти матрицы более устойчивы к длительному тепловому воздействию. Поэтому на сегодня практически повсеместно применяется технология 3LCD, а LCD уже считается устаревшей.

Технология DLP (Digital Light Processing) - применяется при производстве DLP проекторов. Эта технология наиболее распространена в настоящее время и является конкурентом для 3LCD. В основе этой технологии лежит устройство из множества микрозеркал - DMD (Digital Micromirror Device). Под управлением электроники зеркала могут изменять угол наклона, фокусируя свет на экран. Что бы получить черные участки изображения микрозеркала откланяются и направляют свет в светопоглатитель, в остальных случаях свет направляется в фокусирующие линзы. Каждый пиксель на экране это отражение света от одного микрозеркала. Для окрашивания света, его пропускают через светофильтры.

У различных производителей существуют разные способы окрашивания света в DLP проекторах. Наиболее часто применяемая технология - цветовое колесо, состоящее из трех цветных секторов. Свет проходит через цветной сегмент, приобретая определенный цвет, затем отражается от зеркал и попадает на экран. Цветовое колесо вращается, окрашивая световой луч в другой оттенок, а микрозеркала направляют его на проекционный экран. Так в процессе вращения цвета сменяют друг друга, соответственно и изображения на экране меняются - красное, зелёное, синее. Так как колесо вращается с очень большой скорость и смена картинки происходит тоже очень быстро, то человек не видит смены картинок, а воспринимает целостное цветное изображение. Длительный просмотр такого DLP проектора может утомить некоторых особенно чувствительных людей. Так же в таких DLP проекторах возможен так называемый эффект радуги - по краям изображения появляются разноцветные лучи, что отвлекает и мешает при просмотре фильма и т.п. Чем быстрее происходит смена картинки различных цветов, тем менее заметен эффект радуги. Для устранения этих недостатков производители увеличивают количество сегментов в цветовом колесе. Контрастность картинки при использовании технологии DLP лучше чем 3LCD, потому как зеркала отражают полностью свет в светопоглотитель, при отображении черных участков и изображение выглядит действительно черным. Высокая контрастность одно из основных достоинств DLP проекторов, но чтобы свести к минимуму недостатки технологии - утомляемость глаз и эффект радуги, производителям приходиться применять дорогостоящие приемы, что сказывается на конечной цене хорошего DLP устройства. Так же существует другие варианты окрашивания света, похожих на 3LCD - три цветных фильтра и три устройства DMD, каждое из которых, независимо друг от друга, отражает свет только своего оттенка. В результате не происходит смены картинок, а на выходе получаем готовое цветное изображение. Таким образом в таком решение нет выше описанных недостатков, такую картинку смотреть очень комфортно. Такие 3DLP проекторы одни из самых лучших на рынке, но и стоимость их достаточно высока.

Технология LCoS (Liquid Crystal on Silicon) - применяется при производстве LCoS проекторов, так же известны как D-ILA или SXRD. Эта технология самая передовая на сегодняшний день и основана на принципах 3LCD и DLP. Свет в таких проекторах отражается от специальных жидких кристаллов на силиконе. Таким образом достигается высокое качество изображения, лишенное недостатков LCD или DLP технологий. LCOS позволяет наращивать число пикселей и поэтому высокая разрешающая способность этих матриц достигается значительно проще. Но для создания таких матриц применяются достаточно сложные технологии, что сильно отражается на их стоимости. LCoS чипы устойчивы в высокому излучению и поэтому применяются в более мощных, с высоким уровнем яркости проекторах - для кинотеатров и презентаций в больших залах.

В целом можно сказать что все три технологии проецирования достигли высокого уровня реализации и их недостатки сведены к минимум, поэтому при сравнение проектов нельзя выделить ту или иную технологию и поставить ее во главе. К тому же существуют ряд других характеристик, которые влияют на качество - это электроника, обрабатывающая входной сигнал, оптические элементы, качество электрических и механических деталей и другие.

Характеристики мультимедийных проекторов

Оценить качество работы, функциональность и удобство использования проекторов можно по следующим характеристикам:

 Разрешение матрицы и ее размер

 Технология проецирования

 Яркость

 Контрастность

 Равномерность освещения

 Характеристики объектива

 Интерфейсы, порты

 Возможность работы по сети

 Уровень шума

 Вес

Разрешение матрицы

Разрешение матрицы - характеристика качества картинки проектора и зависит от количества пикселей, либо микрозеркал на матрице и чем больше разрешение, тем лучше качество картинки. Существуют множество вариантов разрешений и несколько стандартных форматов: VGA (640х480), SVGA (800х600), XGA (1024х780), SXGA (1280х1024), SXGA+ (1400х1050), UXGA (1600x1200), QXGA (2048x1536) - формат 4:3. WXGA (1280х768 либо 1280х780), HD720 (1280х720), WVGA (864х480), WSVGA (1024х576), Full HD (1920x1080), WUXGA (1920x1200), HD4K (4096x2400) - форматы 16:9, 16:10, 15:9.

Современные модели видео-проекторов поддерживают все существующие системы цветности - NTSC3.58, NTSC4.43, PAL, SECAM и популярный сегодня формат телевидения высокой чёткости - HDTV.

Высокое разрешение говорит о размере матрицы, чем меньше размеры светящихся элементов, тем больше их количество на единицу площади и соответственно лучше изображение на экране. Но высокое разрешение это как правило высокая цена и стоит учесть для чего вам проектор, возможно не стоит переплачивать за дорогую модель, и вам вполне подойдет устройство дешевле.

Разрешение указанное в характеристиках устройства соответствует количеству пикселей или микрозеркал и что бы получить изображение наилучшего качества разрешение источника должно быть равным разрешению видео-проектора. Возможно воспроизведение сигнала с большим или меньшим разрешением, но будет иметь место некоторое искажение картинки, так как сигнал необходимо преобразовать с помощью алгоритмов сжатия. Так же возможно в настройках проектора установить меньшее разрешение чем его номинальное, но это неэффективно, так как будет использоваться не вся поверхность матрицы.

Яркость

Яркость или световой поток видео-проекторов принято измерять в люменах (обозначение: лм, lm), это единица характеризует среднюю величину светового потока проектора равномерно распределенную по площади экрана определённого размера. У современные мультимедийных проекторов яркость может достигать до 35 000 лм. Самые простые аппараты имеют яркость около нескольких десятков люменов.

Для использования проектора в домашних условиях будет достаточно небольших значений яркости, порядка 700-1600 люменов. Если просмотр будет проходит в освещенной комнате, то следует выбрать аппарат с более высокой яркостью. Так же стоит учитывать что реальная мощность светового потока обычно меньше заявленной на 10-15%. И все же для комфортного просмотра видео с проектора, стоит ограничить попадание солнечных лучей или освещения на экран и проводить просмотры в затемненных помещениях.

Интерфейсы, порты и сеть

Интерфейсы современных видео-проекторов достаточно разнообразны и поддерживаю множество видов устройств. Как правило во всех проекторах присутствует вход для внешнего источника видео данных и порты соединения с компьютером.

Список портов, входов и выходов:

 аналоговые (RGB) входы

 цифровые входы DVI, HDMI, SDI, VGA, VGA x2, S-Video

 RGB выход для подключения монитора

 аудио входы, RCA

 шины RS-232

 USB

Некоторые видео-проекторы имеют возможность подключения к локально сети Ethernet или беспроводной сети WiFi. Подключив такое устройство вы можете напрямую получать информацию из сети и выводить ее на экран, поддерживаются не только статические картинки, но и потоковое видео. Еще есть специальные сетевые адаптеры, подключив которые к проектору позволяют воспроизводить контент прямо из сети.

Контрастность и равномерность освещения

Контрастность проектора - это отношение средней максимальной и минимальной величины освещенности при проецирование белого и черно поля, по всей поверхности экрана. Контрастность описывается в виде двух цифр с разделителем, например 2000:1, это значит, что белый цвет светится сильнее черного в 2000 раз. Но ну есть одна загвоздка, есть два способа измерения контрастности и у одного и того же устройства они дадут совершенный разный результат.

П ервый способ измерения - оцениваться контрастность на экране состоящего из восьми черных и восьми белых квадратов. Определяется значение для центров всех квадратов и берется усредненное значение При таком способе измерения одни из лучших проекторов показывают значение в пределах 700:1. Другой способ - измерение яркости в двух кадрах по очереди, полностью белого и полностью черного. Такой способ оценки контрастности дает результаты порядка 3000:1 к тем же проекторам что мы измеряли способом описанным выше. Как видно разница в показателях огромна и в технических характеристиках указывается конечно более "красивая" цифра. И с другой стороны эти тесты не отражают реальной картины объективно, так как не бывает при просмотре фильмов таких кадров.

Так же есть такое понятие как динамический контраст. Появилось оно, когда на рынке появились проекторы с динамической системой увеличения контраста. Суть ее работы такая - диафрагма подстраивается под освещенность кадра, увеличивая, при светлом кадре или уменьшая, при темном кадре отверстие объектива.

Равномерность освещения - это показатель отношения минимальной освещенности по краям изображения и максимальной освещенности в центре экрана. Хорошим показателем считается величина свыше 75%, но этот параметр редко указывают производители видео-проекторов.

Характеристики объектива

В современных мультимедийных проекторах применяются объективы с изменяемым фокусным расстоянием, что позволяет регулировать размер изображения (диагональ экрана) не передвигая сам проектор. Изменение масштаба картинки возможно как в ручном режиме, так и при помощи электроники с электроприводами, в более дорогих моделях.

Другая характеристика объектива - это отношение расстояния к размеру изображения или его называют проекционное отношение. По этому параметру можно разделить проекторы на три категории: длиннофокусные, с проекционным отношением 2–8:1, стандартные 1,2-2,2 и короткофокусные 0,3-1.

Источники света

Самый распространенный источник света для видео-проекторов это лампы, это специальные лампы сверхвысокого давления (свыше ста атмосфер). Они обладают относительно большим сроком службы, около 5-8 тысяч часов, и выдают достаточно высокую мощность светового потока с близким по спектру к солнечному свету. Но эти лампы имеют высокую цену, порядка 20-30% от стоимости проектора, что достаточно дорого для потребителей, кто использует проектор часто.

Другой источник света - это светодиоды, у них есть огромное преимущество их гарантированный срок службы около 25 тысяч часов, что очень хороший показатель. Но есть и недостаток малая мощность светового потока, всего порядка 2000 люменов.

Так же существуют лазерно-светодиодные источники света, это сложная гибридная технология, яркость таких проекторов до 3500 люменов.

Другие возможности мультимедиа проекторов

Мультимедиа проекторы на сегодня по мимо своих основных свойств обладают еще множеством дополнительных возможностей. Вот наиболее часто встречаемые и интересные:

 Возможность воспроизводить трехмерное изображение.

 Направление луча проектора как с одной стороны экрана, на отражение, так и с другой стороны, на просвет.

 Работа в интерактивном режиме.

 Сменные объективы для замены объектива на длиннофокусные и короткофокусные.

 Возможность сильного увеличения выделенного участка изображения, до 35 раз.

 Возможность одновременного показа изображений, поступающих от двух независимых источников (картинка в картинке).

 Функция закрытия части изображения

Механической основой LCD (матрица на жидких кристаллах — англ. liquid crystal display — LCD) и reflective LCD-проекторов является твердотельная стеклянная подложка с нанесенной на неѐ системой управления слоем структурированного жидкого кристалла. Поэтому и LCD-и reflective LCD — проекторы дают изображение стабильное по геометрии и другим параметрам. При эксплуатации в зависимости от сюжета изображения иногда требуется только подстройка яркости и контраста изображения.

DLP (Digital Light Processing) — изображение создаётся микроскопически маленькими зеркалами, которые расположены в виде матрицы на полупроводниковом чипе, называемом Digital Micromirror Device (DMD, цифровое микрозеркальное устройство). Каждое такое зеркало представляет собой один пиксель в проецируемом изображении.

Общее количество зеркал означает разрешение получаемого изображения. Наиболее распространёнными размерами DMD являются 800x600, 1024x768, 1280x720, и 1920x1080 (для показа HDTV, High Definition TeleVision — телевидение высокой четкости). В цифровых кинопроекторах стандартными разрешениями DMD принято считать 2К и 4К, что соответствует и пикселей по длинной стороне кадра соответственно. Эти зеркала могут быстро позиционироваться, чтобы отражать свет либо на линзу, либо на радиатор (называемый также light dump, поглотитель света). Быстрый поворот зеркал (по существу переключение между состояниями «включено» и «выключено») позволяет DMD варьировать интенсивность света, которые проходит через линзу, создавая градации серого в дополнение к белому (зеркало в позиции «включено») и чёрному (зеркало «выключено»).

Изучить материал интернет-ресурса http://komputercnulja.ru/vivid_inf/multimedijnye-proektory

Задание 4.2 Подключение, установка и настройка проектора

Для подключения проектора воспользуйтесь инструкцией проектора (в электронном виде). Инструкция позволит максимально полно ознакомиться с проектором, его органами управления, пультом управления, методикой установки и проецирования, подключения и настройки.

Подключение необходимо осуществить используя кабели VGA, HDMI и UTP5е (витая пара) при постоянном контроле со стороны преподавателя.

Для подключения проектора к компьютеру вам потребуется кабель HDMI или VGA, в зависимости от того, какие выходы у вас имеются на ПК и проекторе. Предпочтительнее, конечно же, HDMI, поскольку сигнал значительно быстрее и качественнее (без лишних шумов). Если же на проекторе и видеокарте ПК отличаются типы входов (такое бывает, когда на компьютере имеется только DVI, а на проекторе HDMI или VGA), то можно применить специальный переходник.

Как правило, кабель для подключения идет в комплекте с проектором, если же это не так, то купить его можно в любом магазине электроники, там же можно купить переходник. Главное, точно определитесь, какой именно разъем у вас на ПК и проекторе.