1.4. Проекционная техника. Системы отображения видео.

Проекция-получение статического или динамического изображения на плоскости или в задымленном пространстве. Проекционное устройство, аппарат, в которое помещается источник информации для последующего вывода информации на экран, представляющий собой либо специальную плоскость, либо фрагмент декорации, либо тело актера.

По способу реализации делится на: диапроекцию, кинопроекцию, видеопроекцию. По сходности поставленных задач к проекционной технике примыкает прочие способы  воспроизведения видеоизображения .

Принципиальное устройство проектора.

Любой проектор состоит из источника света, оптической системы(отражатель, конденсор, объектив), носителя информации (диапозитива, слайда, гобо, матрицы).

Наиболее распространенными источниками света на сегодняшний день являются металлогалогеновые источники света. Высокая светоотдача, малые размеры, экономичность, высокая цветовая температура этих источников практически вытеснили с рынка лампы накаливания и различные дуговые лампы. Перспективным направлением являются разработки источников света на светодиодах.

Критерием оценки источника света является потребляемая мощность, измеряемая в ваттах и сила света, измеряемая в канделах (candela) (КД). Однако на практике оперируют не столько яркостью лампы, сколько световым потоком всего проектора, измеряемого в люменах(ЛМ). Стоит обратить внимание, что  "ANSI lumen" и "ЛМ" не являются тождественными терминами. Световой поток зависит от светосилы оптической системы, яркости лампы и размера носителя информации.

Оптическая система проектора состоит из отражателя, конденсора и объектива. Для объектива, важнейшей практической характеристикой является фокусное расстояние. Объективы делятся на широкоугольные, стандартные и длиннофокусные. Объективы могут быть оснащены  трансфокатором или вариообъективом  (zoom, изменяемое фокусное расстояние).

Размер проекции зависит от расстояния между проектором и экраном и от фокусного расстояния объектива.

 Диапроекция получается путем помещения в проекционное устройство неподвижного слайда или диапозитива. Так как размер диапозитива ограничен лишь возможностями и размерами конкретного проекционного устройства, возможно применение диапозитива значительных размеров, что позволяет добиться большего светового потока проекции. Неподвижность диапозитива можно компенсировать различными устройствами, которые перемещают или вращают диапозитив.В современной практике получили распространение особо мощные диапроекторы, позволяющие выводить яркую проекцию на очень большие  экраны. Слайды для них изготовляются на специальных принтерах из обычных файлов, изготовленный слайд помещается в специальный скроллер, который "перелистывает" слайды и вращает их.

Кинопроекция, в следствие громоздкости оборудования и сложности изготовления контента и ограничения по размеру кинопленки, становится достоянием истории. Следует заметить, что мировой классик в сфере театральной проекции И. Свобода, работал, в основном, именно с кинопроекцией. Именно благодаря театральной кинопроекции , заложены фундаментальные принципы художественно-проекционных технологий. 

На современном этапе развития концертных технологий, доминирует видеопроекция.

С появлением видеопроекторов и светодиодных экранов, повышения их доступности и осмысления новых технических средств художественным пониманием, возникла принципиально новая по задачам и способом реализации художественно-техническая сфера -постановочное видео.

Постановочное видео.  

Под  термином ,"постановочное видео"  подразумевается художественное применение в театрально-концертной практике  различных устройств, генерирующих, коммутирующих, передающих и воспроизводящих сигнал, содержащий в себе  видеоинформацию. Видео-системы, по способу реализации делится на видеопроекционные системы (проектор-экран) и иные устройства воспроизведения видео (светодиодные экраны, панели, трубки, плазменные и жидкокристаллические панели и пр.). И те и другие являются системами отображения видеосигнала и состоит из нескольких основных элементов:

1.Источники видеосигнала могут быть разнообразными: живая (live) камера, видеомагнитофон, различные DVD и прочие дисковые устройства, компьютер. На современном этапе основным источником сигнала является компьютер и видеокамеры. Видеомагнитофоны и дисковые носители постепенно уходят в прошлое. 

Видеосигналы, это сигналы, несущие в себе информацию о видеоизображении.

Основные аналоговые сигналы:  композитные, S-video (телевизионные стандарты NTSC, PAL, SECAM), компонентные,  RGBHV(VGA), кроме этого существуют различные модификации этих сигналов. Каждый стандарт имеет свое разрешение, частоту кадров и характеристики развертки. 

Цифровые видесигналы представлены различными производными формата DVI и HDMI.  

Применяется стандартная четкость сигналов- SD или высокая четкость - HD. Общепринятые стандарты соотношение сторон - 3: 4 или 16: 9. 

Для каждого из сигналов существуют различные ограничения по качеству, способу передачи, сложности обработки и т.д.

2.Устройства обработки и коммутации видеосигнала служат для оперативного управления видеосигналом, необходимой обработки видеосигнала, наложения (микширования) видеосигналов, вывода видеосигнала на один или несколько экранов в необходимой последовательности. Основным устройством обработки и коммутации видеосигнала является видеомикшер,  выполненный либо в отдельном устройстве, либо интегрированный в компьютер. Видеомикшер позволяет избирательно коммутировать входные сигналы, накладывать их друг на друга, корректировать сигналы, применять различные эффекты, масштабировать сигнал и т.д. В случаях, когда количество входных или выходных сигналов велико, применяют различные устройства коммутации.

3.Устройства конвертации и передачи видеосигнала служат для оптимизации формата видеосигнала и оптимизации передачи видеосигнала непосредственно к видеопроектору или иным приемникам видеосигнала. Различные форматы видеосигнала имеют свои особенности. На практике решающее значение имеет разрешение (качество), сложность обработки, возможное расстояние передачи сигнала, возможности устройства, воспроизводящего видео. 

4.Устройства воспроизведения видеосигнала . С технологической и художественно-постановочной точки зрения постановочное видео делится на два типа:  видеопроекционные системы отображения и иные системы отображения.

Видеопроекционные системы.

  Видеопроекторы- проекционные устройства в котором функции диапозитива или кинопленки выполняет -матрица. Свет от источника освещения, проходя через матрицу и оптическую систему проектора, передается непосредственно на экран. Важнейшими характеристиками видеопроектора являются  качество воспроизводимого сигнала, световой поток и контрастность. Качество цветопередачи в театрально-концертной практике решающей роли не играет.

Разрешение матрицы -максимально возможное соотношение длины и ширины изображения в точках (пикселах).

 По разрешению видеопроекторы делятся на обычные (предельное разрешение  1024х768) и HD-проекторы (разрешение выше 1024х768). Применение HD в театрально-концертной практике перспективно, но дорогостояще, так как вызывает необходимость реорганизации всей системы постановочного видео: от приобретения дорогостоящей аппаратуры-до изготовления оригинального видеоконтента.

По световому потоку деление условно. Бытовые или презентационные проекторы имеют световой поток до 4000лм. Мощные проекторы имеют световой поток от 4000 до 10000лм.Сверхмощные проекторы позволяют получить световой поток до 25000лм.

 

Экраном в видеопроекционной системе, теоретически может служить любая поверхность. Важнейшими характеристиками экрана, является его разрешение, контрастность, качество цветопередачи и отражательная способность. В театрально-концертной практике важнейшей является отражательная способность поверхности, Наиболее идеальной поверхностью для проекции является побеленная мелом  стена, наименее приспособленной- черный бархат. Для получения яркого и качественного изображения применяются специальные светосильные экраны. По способу отражения проекции светосильные экраны делятся на диффузные (отражает или преломляет лучи во все стороны одинаково)  или направленные (предпочтительное отражение или преломление в определенном секторе) 

Проекция может осуществляться, как фронтально -экран на отражение, так и "на просвет"- рир-экран.

При необходимости проекции на экраны большой площади применяют "сведение" проекторов -световые потоки от нескольких проекторов складываются в одно изображение .Бесшовное соединение -изображения от нескольких проекторов воспроизводятся  на соответствующих участках экрана.

В последнее время получают распространение "псевдообъемные" проекции на специальные прозрачные экраны, паровые и водяные экраны.

Принцип псевдообъемных изображений  заключается в проекции изображения под большим углом, на специальный, почти прозрачный для зрителя экран, структура экрана организованна таким образом, что входящий световой поток оптимально воспринимается экраном только под определенным углом, именно в это место и помещается проектор. Чтобы источник изображения был не виден зрителю, проектор помещается под острым углом к экрану, как следствие, на экране появляются искажения, чтобы исправить эти искажения без потери качества необходимо применение HD проекторов.

Интересные эффекты достигаются при проекции на водяные и паровые(дымные) экраны. Водяной экран представляет собой довольно известную в театре установку имитации дождя: в основе -водопроводная труба с многочисленными форсунками и желоб для стока воды. Устройство создает относительно тонкую и относительно сплошную плоскость воды. Рекомендуется для подобных экранов использовать, контрастное графическое изображение с крупными деталями и черным или темным фоном.

Проекция на мелкий тюль позволяет значительно снизить затраты на реализацию псевдообъемного эффекта.

Достоинства видеопроекционных систем: качество воспроизводимого сигнала, относительная дешевизна, возможность проекции на любую поверхность.

Недостатки видеопроекционных систем: ограничение светового потока, низкая контрастность (невозможность получения"черного поля", засветка темных перестановок). В какой то мере ситуацию исправляет применение специальных видеопроекторов, оснащенных механической шторкой позволяет дистанционно "закрывать"проектор в режиме "трансляции черного поля". Применение светосильных черных кранов позволяет повысить контрастность изображения.

Из самых перспективных разработок являются соединение проекторов с системой отклонения луча: видеосканеры и видеоголовы. По мере развития этого направления в сторону увеличения светового потока и уменьшения стоимости прибора будет меняться сам принцип постановочного освещения.

Прочие способы  воспроизведения видеоизображения, .

Плазменные, жидкокристаллические, светодиодные экраны.

В экранах подобного типа видео изображение конфигурируется непосредственно на экране, без участия проектора. Жидкокристаллические экраны (LCD) представляют собой множество множество ячеек, заполненных жидкими кристаллами, каждая ячейка меняет свои свойства в зависимости от поступающего электрического сигнала. Позади ячейки находится специальный источник света.

Основное отличие плазменных экранов(PDP)  от ЖК лишь в  том, что ячейки заполнены не кристаллами, а инертным газом, который под воздействием электрического тока светится сам.

Так как, размеры ЖК или плазменной панеле невелико, рекомендуется собирать из отдельных панелей так называемые "видеостены", где общее изображение пропорционально количеству задействованных панелей и на отдельную панель подается только "участок" общего изображения. Для минимизации расстояния между отдельными панелями  применяются т.н. "безшовные" видеостены.

Достоинства ЖК и плазменных панелей: качество воспроизводимого сигнала, высокая контрастность и яркость.

Недостатки: сложность и дороговизна создания стен большой площади

В светодиодном экране (LED) функцию ячейки выполняет светодиод. Синий, красный и зеленый светодиод собраны в так называемый "кластер", если кластер и управляющая плата соеденены в единое целое, то такой тип экрана называется матричным. По сути дела, каждый кластер, является пикселом в построении изображения, от размера кластера и расстояния между соседними кластерами зависит общее разрешение экрана. Кластеры собраны в прямоугольные  панели из которых собирается экран любых размеров и пропорций. Панельное устройство светодиодных экранов позволяет делить экран в пространстве сцены на любое необходимое количество сегментов. 

Существуют экраны с большим расстоянием между кластерами. Использование подобных экранов позволяет собирать полупрозрачные экраны.

Как частный случай применения светодиодных экранов, можно рассматривать различные светодиодные трубки, табло и системы "звездное небо".

Достоинства светодиодных экранов: яркость, контрастность, возможность собирать большие по площади экраны.

Недостатки: низкое качество сигнала, относительная дороговизна, сложность монтажа.