Digitální projektory – promítačky 21. století

0

Digitální projektor je vlastně následníkem kinových promítaček, diaprojektorů, meotarů a dalších zařízení, která nám dříve velmi usnadňovala život. Stále se jedná o přístroj, který silným zdrojem prosvětluje poloprůhlednou obrazovou předlohu a pomocí čočky na stěně vykresluje obraz. Místo kinofilmu, diáků, nebo fólií je však obrazová předloha digitálního původu a je tvořena sofistikovanými technologiemi.

Smrtelná lampa

Srdcem digitálních promítaček je stejně jako u analogových předchůdců lampa – typicky halogenidová, které nabízí ideální barevnou teplotu. Lampa musí poskytovat dostatečný výkon, aby dokázala vykreslit obraz i pokud nejsou světelné podmínky v projekčním prostoru ideální. Silný světelný zdroj však samozřejmě vyžaduje účinné chlazení. Vysokootáčkový ventilátor je ale původcem hluku, což není při projekci žádoucí. Vždy je tedy nutné vyvážit výkon a chlazení, podle účelu pro který je přístroj zamýšlen.

projekční lampa

Zde se velmi liší promítačky určené pro prezentace (data projektory) a přístroje určené pro domácí kino (video projektory). První jmenované musejí mít hlavně velký světelný výkon – v přednáškovém sále je totiž často nutné mít úplné světlo, problém je také s projekční plochou. Zatímco množství produkovaného světla je u přístroje konstantní, se zvětšující se projekční plochou klesá vytvářený jas. Pokles navíc odpovídá zvětšující se diagonále, není tedy lineární. Některé profesionální přístroje pro přednáškové sály jsou vybavovány i dvěma lampami. Na druhé straně jsou domácí projektory, které nemusejí mít extrémní světelný výkon – počítá se s alespoň částečně zatemněnou promítací místností.

Daleko důležitější je minimální provozní hlučnost, věrné barvy a plynulý obraz. Největším problémem je tradičně pravá černá (které v běžných podmínkách v podstatě není možné dosáhnout), zde může být přílišný světelný výkon spíše na škodu. Lampa s vysokým výkonem má také velmi omezenou životnost – typicky se pohybuje mezi 3 000–5 000 hodinami. Poté je nutné ji vyměnit – naštěstí většina běžných projektorů je konstruována tak, aby výměnu zvládl i uživatel v domácích podmínkách.

S rozvojem LED technologie se začínají objevovat také projektory s LED lampou (používá se zobrazovací technologie DPD). LED projektory zatím nemají porovnatelný světelný výkon, jako běžné modely, zato nabízí v podstatě neomezenou životnost lampy a hlavně umožňují minimalizaci rozměrů – jak díky rozměrům samotné lampy, tak i díky chybějícím nárokům na chlazení. Stále častěji se tak začínáme setkávat s různými miniaturními kapesními projektory, které můžete použít k prezentaci na obchodních cestách nebo jako improvizovanou televizi třeba na dovolené.

Staré CRT projektory skládaly na plátně tři obrazy (RGB) procházející přes samostatné čočky

Věční soupeři: LCD vs. DLP

Stejně jako v mnoha dalších počítačových odvětvích existují i v branži digitálních projektorů dvě majoritní technologie soupeřící o kontrolu nad trhem. Zatímco stará CRT technologie, kde tři samostatné čočky skládaly tři světelné kužely (RGB) z katodových trubic, už mizí nenávratně v propadlišti elektronických dějin, technologie LCoS, která kombinuje výhody hlavních soupeřů, je zatím ještě v plenkách a reálné ceny jí vybavených přístrojů se pohybují v příliš vysokých částkách. Pro běžné uživatele tedy zbývají pouze dvě metody obarvení promítaného světla a to LCD a DLP.

LCD projektory, jak už samotný název napovídá, používají k vytváření obrazu LCD displeje. Světlo z lampy prochází postupně soustavou zrcadel, z nichž některá jsou diachronická – dokážou tedy některé vlnové délky odrazit a jiné propustit. Takto se obraz rozdělí na tři základní barvy (RGB – červená, zelená, modrá). Poté co jednotlivé barevné složky projdou příslušnými LCD displeji, které je vybaví požadovanými obrazovými informacemi (v podstatě je v různých místech obrazu různě zregulován jas), jsou pomocí optického hranolu složeny ve výsledný obraz.

Obecně mezi výhody této technologie patří dobrá ostrost, projektor také nemá kromě ventilátoru žádné pohyblivé součásti, dá se tedy očekávat menší náchylnost vůči mechanickému poškození při transportu. Jednodušší mechanismus se typicky projevuje také v ceně – ta se ale v poslední době u LCD a DLP přístrojů velmi vyrovnala, úplně nejlevnější přístroje (pod 10 000 Kč) jsou dokonce celkem s převahou osazovány DLP mechanismem. Stejně tak se vytratila i další bývalá výhoda – maximální svítivost, kterou DLP projektory u dražších profesionálních modelů úspěšně dohnaly.

Dříve mezi hlavní nevýhody patřily zejména blednoucí LCD displeje – po určitém počtu vysvícených hodin tedy projektor začal ztrácet barvy. Dnes se již nejedná o zásadní problém, oproti tomu další nevýhoda, viditelný rastr v promítaném obraze, zůstal stále stejně palčivý. Vychází totiž z principu samotné technologie – obraz je tvořen jednotlivými ostře vykreslenými pixely, tak jako u LCD panelů. Tam je však kvůli vysokému rozlišení na malé ploše vnímáme daleko méně. LCD projektory jsou také stále náchylné vůči prachu, je tedy nutné pravidelně čistit prachový filtr.

Rozdíl mezi LCD a DLP

Tisíce malinkých zrcátek

DPD přístroje, jejichž zásadní mechanismus – DMD čip – vyrábí výhradně firma Texas Instruments, pracují na o mnoho složitějším a na první pohled také velmi neuvěřitelném principu. Světlo z lampy prochází přes rotující kotouč, který má u jednočipových modelů čtyři segmenty – červený, zelený, modrý a čirý. Kotouč se točí vysokou rychlostí (přibližně deset až patnáct tisíc otáček za minutu). Obarvené světlo v kraťoučkých intervalech dopadá na DMD čip (Digital Micromirror Device), který je pokryt tisíci miniaturních zrcátek (počet podle rozlišení, zrcátko odpovídá jednomu pixelu). Dopadající světlo je dle pokynů elektroniky zrcátky po určitou dobu odráženo dále do optické soustavy. Zbývající dobu jsou „přebytečné“ paprsky odstíněny do světlo-pohlcující plochy uvnitř uzavřeného projekčního mechanismu (jeden z důvodů proč nemá DPD mechanismus problém s prachem). Čím déle zrcátko odráží světlo dále do čočky, tím je výsledný pixel světlejší.

Barevné kolečko se nachází mezi lampou a DPD čipem

Na projekční plochu tak nakonec dopadají různé barvy po sobě, ve výsledný obraz je skládá až lidský zrak a mozek. Frekvence, se kterou se jednotlivé barevné složky mění je totiž tak vysoká, že je nedokážeme rozlišit. U některých ostrých rychle se pohybujících objektů, zvláště na rozhraní černé a bílé je však možné zahlédnout tzv. duhový efekt. Část populace je na něj bohužel citlivější, vnímá jej podvědomě a sledování obrazu z DPD projektoru pro ně může být nepříjemné (typicky se projevuje bolestí hlavy). Lepší barvy a sytější černou přináší dvoučipové řešení – klasický kotouč doplňuje ještě RGBRGB kotouč (případně kotouč s dalšími doplňkovými barvami, bez průhledného segmentu). Řešení duhového efektu pak přinášejí až dražší tříčipové DLP projektory, které eliminují rotující barevné kolečko – obraz je rozkládán pomocí optického hranolu na RGB složky, obdobně jako u LCD projektorů.

Duhový efekt je slabinou DPD projektorů, u některých lidí může vyvolávat nepříjemné pocity

Výhodou DLP projektorů je obecně vysoká plynulost obrazu, vynikající barevné podání s lepší škálou odstínů (zejména tmavých), vysoký kontrast, málo viditelná mřížka (dle rozlišení), což z dražších DLP projektorů činí ideální volbu pro náročné domácí kino. DLP technologie obecně požaduje také menší konstrukční rozměry, což je ideální pro mobilní LED projektory. Mezi nevýhody patří již zmíněný duhový efekt, při porovnání s LCD projektory také nižší ostrost obrazu.

Potřebují svůj prostor

Pokud to shrneme – digitální zdroj jako počítač či DVD přehrávač posílá do projektoru obrazový signál. To může být realizováno analogově (typicky VGA), digitálně (nejpopulárnější konektor je HDMI), nebo pomocí sítě – dokonce to jde i bezdrátově. Obraz je zpracováván elektronikou projektoru upraven dle nastavení (rozlišení, barevné režimy atd.) a poskytován zobrazovacímu mechanismu dle technologie. Výsledek je pak posílán do optické soustavy, která je podobná objektivu fotoaparátu. Stará se o distribuci obrazu na plátno nebo jinou projekční plochu. Fyzické parametry této optiky pak výrazně ovlivňují pozici a velikost obrazu, potažmo tedy potřebné umístění projektoru. U projektorů se uvádí projekční poměr (v angličtině throw), který určuje, jak velký bude obraz v závislosti na vzdálenosti. (Např. throw 2 znamená, že ze čtyřmetrové vzdálenosti bude projektor schopen maximálně dvoumetrového obrazu.)

Asférická čočkaPro malé místnosti a prostory, kde je např. stropní montáž neproveditelná jsou určeny tzv. short throw projektory, tedy přístroje s krátkou projekční vzdáleností. Ty dokáží pomocí asférické čočky nebo zrcadla vytvořit několikametrový obraz z bezprostřední vzdálenosti od projekční plochy.

Některé přístroje jsou vybaveny optickým zoomem a umožňují tak bez deformace obrazu měnit jeho velikost. Vždy je přítomen také ostřicí kroužek, kterým se dolaďuje ostrost obrazu. Velikost obrazu je možné uměle změnit pomocí digitálního přepočtu. Obdobně se dá přepočítat také zdeformovaný obraz promítaný z pozměněného horizontálního nebo vertikálního úhlu (tedy pokud projektor není ideálně kolmo k promítací ploše). Tato funkce se nazývá keystone. V obou případech digitálního přepočtu dochází k deformaci obrazu a ztrátě kvality. To nevadí v přednáškovém sále, kde projektor zobrazuje prezentace a grafy, je to ale problém u domácího kina. Lepší přístroje kategorie home cinema proto nabízejí velký optický zoom a také funkci Lens shift. Ta umožňuje fyzicky změnit úhel objektivu a opravit tak jistou míru deformace bez ztráty kvality obrazu přepočtem.

MiniprojektorMiniaturní LCD projektory má ve své nabídce čím dál více velkých výrobců. Jejich světelný výkon je zatím nízký, jako pohotovostní nebo dočasné řešení v malých místnostech však postačí. Pokud se časem podaří výkon dostat do tisíců ANSI lumenů, bude se jednat o ideální technologické řešení pro běžné domácí kino.

Ohodnoťte tento článek!