Projektory multimedialne

Jesteś tu: Strona główna » Artykuły » Projektory multimedialne

Projektor multimedialny (zwany także rzutnikiem multimedialnym oraz projektorem wideo) to urządzenie służące do wyświetlania obrazu na ekranie na podstawie otrzymywanego sygnału. Źródłem takiego sygnału może być stacjonarny komputer, laptop, magnetowid, kamera, odtwarzacz DVD lub tuner satelitarny itp

Poniżej przedstawiamy słowniczek terminologii związanej z projektorami multimedialnymi. Dzięki niemu pragniemy zasygnalizować, na jakie elementy należy zwrócić największą uwagę przy wyborze rzutnika.

Podstawowe terminy związane z projektorami:

Technologia

W projektorach multimedialnych najczęściej spotyka się dwie konkurencyjne technologie generowania obrazu: LCD oraz DLP. Każda z tych technologii ma zarówno swoje zalety jak i wady. Nie można jednoznacznie wskazać, która z nich jest lepsza. Na rynku oferowane są także projektory CRT i LCOS, jednak urządzenia wykonane w tych technologiach adresowane są do wąskiej grupy użytkowników, co powoduje, iż ich udział w rynku jest niewielki.

LCD

Zasada działania typowego projektora LCD jest następująca: światło generowane przez lampę jest odpowiednio filtrowane i rozszczepiane na trzy składowe RGB (czerwoną, zieloną i niebieską). Wybór tych kolorów nie jest przypadkowy – dzięki ich syntezie w odpowiednich proporcjach można uzyskać dowolny inny kolor. Po rozszczepieniu każda z tych składowych jest odpowiednio filtrowana (każdemu pikselowi obrazu przyporządkowana jest odpowiednia „ilość” składowej) przez osobną matrycę LCD a następnie syntetyzowana w pryzmacie. Tak wygenerowany obraz wyświetlany jest na ekranie za pośrednictwem obiektywu.

Zalety (w porównaniu do DLP):

- lepsze nasycenie kolorów
Spowodowane jest to faktem, że poszczególne składowe koloru (RGB) syntetyzowane są jednocześnie (w przypadku technologii DLP synteza koloru polega na bezwładności ludzkiego wzroku, patrz poniżej). Dodatkowe znaczenie w przypadku technologii DLP ma często wykorzystywane przez producentów „podbijanie jasności” projektora poprzez zastosowanie dodatkowego białego segmentu na filtrze kolorów (poprawia to również kontrast).

- obraz jest bardziej ostry
Różnice są bardziej zauważalne przy złożonych prezentacjach arkuszy kalkulacyjnych, niż przy obrazie video. Nie oznacza to, że obraz DLP jest nie ostry, po prostu porównując ten sam obraz na obu projektorach dochodzimy do wniosku, że obraz LCD jest ostrzejszy.

- projektory LCD świecą jaśniej niż DLP przy wykorzystaniu lamp o tym samej mocy
Przy wykorzystaniu lampy o tej samej mocy, z reguły w projektorach LCD uzyskamy wyższą jasność.

Wady:
- widoczne poszczególne piksele (przestrzenie pomiędzy pikselami)
Wypełnienie obrazu przez projektor LCD wynosi około 70%, co oznacza, iż taką część ekranu zajmują piksele, natomiast pozostałe 30% obrazu stanowią przerwy pomiędzy nimi. Z tego powodu z niewielkiej odległości od ekranu możemy zauważyć, że obraz projektora LCD składa się z drobnych punkcików. W zależności od klasy urządzenia, efekt ten jest bardziej lub mniej widoczny (im wyższa rozdzielczość tym efekt mniej widoczny przy tej samej wielkości ekranu). Niektóre projektory wyposażone są w mikrosoczewki lub specjalne funkcje wygładzania pikseli, które w znacznym stopni minimalizują ten efekt.

- gorsze odwzorowanie czerni oraz gorszy kontrast
Istotne szczególnie w zastosowaniu w kinie domowym, aczkolwiek najnowsze projektory LCD przeznaczone do kina domowego zapewniają odpowiednią głębię czerni. Jest to spowodowane specyfiką stosowanych matryc LCD, które nie są w stanie idealnie odizolować (nieprzepuszczać) światła.

- możliwa niespójność kolorów
Specyfika konstrukcji projektorów LCD, gdzie trzy kolory (RGB) składające się na obraz końcowy są generowane przez osobne układy optyczne, stwarza możliwość powstania niespójności podczas syntezy (trzy składowe się „rozjeżdżają”). Sprowadza się to do wyświetlania nieostrego, rozmazanego obrazu.

DLP

Technologia DLP (Digital Light Processing) została stworzona przez firmę Texas Instruments. Zasada działania projektora DLP różni się znacznie od projektora LCD. W przypadku projektorów wyposażonych w 1 układ DMD (Digital Micromirror Device) obraz końcowy jest syntetyzowany przez nakładanie się na siebie na przemian półobrazów odpowiedzialnych za każdą ze składowych (patrz opis technologii LCD). Każdy taki półobraz jest generowany w następujący sposób: światło z lampy zostaje przefiltrowane w taki sposób, aby w danym momencie mieć barwę tylko jednej składowej (np. R). Tak powstały strumień światła kierowany jest na układ DMD, który składa się z bardzo dużej ilości mikro-lusterek, które mogą się poruszać (w podstawowej technologii DLP na każdy piksel obrazu przypada 1 lusterko). Aby uzyskać różne nasycenie danej składowej część padającego światła jest odbijana w stronę obiektywu, a część rozpraszana wewnątrz projektora. Za podział światła generowanego przez lampę odpowiedzialne jest wielokolorowe, wirujące kółko. Aby uzyskać kolorowy obraz wystarczy, aby miało ono trzy segmenty (czerwony, zielony i niebieski) i wirowało w częstotliwością 60 razy na sekundę, jednak producenci projektorów, aby poprawić parametry wyświetlanego obrazu wprowadzili różne ulepszenia. Jednym z nich jest wprowadzenie dodatkowego białego segmentu, które w sposób znaczący zwiększa jasność projektora.


Zalety:
- z reguły mniejsze wymiary projektora
Dzięki kompaktowej budowie modułu generującego obraz najmniejsze na świecie urządzenia projekcyjne wykonane są w technologii DLP. Nadaje się ona doskonale do celów mobilnych. Obecnie możemy spotkać projektory DLP ważące poniżej 1 kg (np. Optoma EP725).

- wyższy kontrast i lepsze odwzorowanie czerni
Wielu użytkowników ceni sobie projektory DLP głównie ze względu na wysoki kontrast i dobre odwzorowanie czerni. Projektory wyposażone w najnowsze chipy DLP potrafią wygenerować obraz o kontraście powyżej 5000:1.

- obraz jest bardziej wygładzony i pozbawiony widocznych pikseli
W technologii DLP wypełnienie obrazu jest znacznie większe (90%) i dzięki temu przerwy pomiędzy pikselami są prawie niezauważalne, a obraz gładki i jednolity. Różnica jest najbardziej widoczna w przypadku projektorów o rozdzielczości SVGA(800x600).

- brak niespójności kolorów
W przypadku projektorów DLP z jednym układem DMD zjawisko niespójności kolorów nie występuje, ponieważ każda składowa generowana jest przez ten sam układ optyczny i można powiedzieć, że zawsze trafia w ten sam punkt ekranu.

Wady:
- występujący efekt tęczy
Ponieważ obraz generowany jest w sposób sekwencyjny (kolory nakładane są jeden po drugim), istnieje możliwość wyodrębnienia na obrazie poszczególnych składowych kolorów RGB. Na szczęście większość populacji, albo w ogóle nie widzi tego efektu, albo im to nie przeszkadza. Wraz ze zwiększeniem szybkości chipów DLP efekt staje coraz mniej zauważalny.

- niższa jasność
Przy zastosowaniu identycznej lampy, projektor w technologii LCD będzie świecił jaśniej niż projektor DLP. Projektory DLP są bardziej dostosowane do zastosowań mobilnych, rzadkością są urządzenia o jasności powyżej 3000 ANSI lumenów.


Wymienione wady i zalety należy traktować jedynie jako ogólne stwierdzenia, ponieważ najnowsze projektory są coraz to bardziej dopracowane, a producenci nieustannie pracują nad ulepszeniem swoich produktów. Również poszczególne urządzenia w ramach tej samej technologii mogą różnić się w znacznym stopniu.

Rozdzielczość

Rozdzielczość to ilość poszczególnych punktów (pikseli), z których składa się obraz. Jest to ilość punktów w poziomie i pionie, których iloczyn wyznacza łączną ilość pikseli. Najpopularniejsze rozdzielczości projektorów to SVGA (800x600) oraz XGA (1024x768). Im wyższa rozdzielczość, tym większa ilość wyświetlanych linii poziomych i pionowych. To z kolei wpływa na czytelność obrazu i możliwość wyświetlenia większej ilości detali. W przypadku projektorów prezentacyjnych najpopularniejsze są rozdzielczości SVGA oraz XGA. Do kina domowego zalecane są rozdzielczości typu 16:9 (WVGA, WXGA), choć nie jest to warunek konieczny. Urządzenia o rozdzielczości SVGA lub XGA również mogą się doskonale spisywać w tym zastosowaniu.

Jasność

Inaczej nazywana „siłą światła”. Jest to jeden z najważniejszych parametrów projektora, ponieważ to on głównie decyduje o zastosowaniu danego projektora. Jasność podawana jest w ANSI lumenach. Współczynnik lumenów określa natężenie światła emitowanego przez projektor. American National Standards Institute usystematyzował metodę mierzenia lumenów w specyfikacji ANSI. Dzięki temu standardowi klienci maja możliwość łatwiejszego porównywania jasności poszczególnych modeli pochodzących od różnych producentów.

Kontrast

Kontrastem określa się stosunek natężenia światła w elementach o maksymalnej i minimalnej jasności np.: różnica między czernią a bielą na obrazie wyświetlanym. Im wyższy jest współczynnik kontrastu, tym większa jest zdolność projektora do wyświetlania poszczególnych odcieni kolorów. Większy kontrast pozwala na dokładniejsze odwzorowanie barw.

Obiektyw i optyka

W zależności od przeznaczenia projektora stosuje się różnego typu obiektywy.
Najczęściej można spotkać się z obiektywami standardowymi, które dają obraz o szerokości równej połowie odległości projektora od ekranu (stosunek 2.0:1). Coraz częściej oferowane są obiektywy szerokokątne (z krótszą ogniskową). W specyficznych zastosowaniach używa się także teleobiektywów (z dłuższą ogniskową).
Obiektyw szerokokątny pozwala uzyskać obraz o dużej przekątnej z niewielkiej odległości (stosunek około 1.0 – 1.5 : 1). Jest to idealne rozwiązanie dla niewielkich sal i pomieszczeń, gdzie z przyczyn technicznych projektor musi być ustawiony blisko ekranu.
Telebiektyw stosowany jest w dużych aulach i salach, gdzie projektor musi być umiejscowiony w znaczącej odległości od ekranu (stosunek 3.0 – 8.0:1 a nawet i więcej).

Ponadto wyróżniamy obiektywy z elektrycznym i manualnym sterowaniem, gdzie regulacje wielkości i ostrości obrazu odbywają się odpowiednio za pomocą silników elektrycznych lub ręcznie.
Przy omawianiu obiektywów warto wspomnieć o rozwiązaniu typu Lens Shift. Polega on na możliwości przesuwania obiektywu w pionie (w górę i w dół) i w poziomie (w lewo i w prawo). Bardzo przydatna funkcja, kiedy nie ma możliwości ustawienia projektora prostopadle do ekranu. Układ Lens Shift pozwala na korygowanie zniekształceń trapezowych drogą optyczną, bez jakiejkolwiek utraty jakości, co ma miejsce podczas typowej cyfrowej korekcji efektu „Keystone”.

Wejścia / wyjścia

Wejścia sygnałowe umożliwiają współpracę projektora z urządzeniami zewnętrznymi.

Najczęściej spotykane wejścia to:
- RGB, typowe analogowe złącze komputerowe, służące do podłączenia karty graficznej komputera z projektorem, połączenie analogiczne do podłączania monitora komputerowego (złącze 15 pinowe D-sub)

- DVI, cyfrowe złącze komputerowe. W przypadku urządzeń posiadających złącze DVI, połączenie cyfrowe umożliwia przesyłanie cyfrowego sygnału video bez potrzeby konwersji na sygnał analogowy. Uzyskiwany w ten sposób obraz charakteryzuje się wyższą jakością i stabilnością. Złącze typu DVI ma kilka odmian. Może to być np. DVI-D (tylko sygnał cyfrowy), DVI-I (możliwość przekazania zarówno sygnału cyfrowego jak i analogowego), M1-DA (cyfrowo-analogowe złącze oferujące dodatkowe możliwości – np. obsługę USB).

- HDMI (High-Definition Multimedia Interface, dawniej DVI-CE) – nowy standard złącza cyfrowego, następca DVI dla multimediów. Umożliwia przesyłanie „w jednym kablu” obrazu i dźwięku (wszystko cyfrowo): obraz o rozdzielczości do pełnego HDTV (1080p – 2.2 Gbps) – nie skompresowany, dźwięk wielokanałowy (również nie skompresowany). Łączna przepustowość łącza to 5Gbps. Złącze inne niż DVI (mały wtyk przypominający trochę połączenie sata i małego firewire, Typ A ma 19 pinów, Typ B ma 29 pinów), do części projektorów Optomy można dokupić przejściówkę HDMI -> DVI. HDMI jest kompatybilne z DVI (w sensie że do HDMI można podłączyć DVI) ale nie jest tak w drugą stronę – ważne ponieważ niektóre odtwarzacze DVD nie pozwalają wyłączyć HDMI i nie działa to z projektorami, które tego nie obsługują.

- HDCP (High-bandwith Digital Content Protection) – w sumie to nie jest złącze, tylko protokół. Dostępny dla DVI i HDMI. Zastosowanie: szyfrowanie połączenia pomiędzy źródłem sygnału (DVD, komputer itp.) a odbiornikiem sygnału (np. projektor).

- Komponent (component), jedno z najbardziej zaawansowanych złącz dla sygnału video. Sygnał komponentowy video przekazuje informację o obrazie w postaci jego wszystkich składowych. Składowe te, luminancja oraz chrominancja, są definiowane jako „Y-Pb-Pr” (dla sygnałów analogowych) oraz Y-Cb-Cr (dla sygnałów cyfrowych). Dzięki temu uzyskuje się jeden z najlepszych obrazów w porównaniu z innymi popularnymi standardami. Ponadto złącze to może być wykorzystane do przesyłania obrazu przetworzonego przez układ progresywnego skanowania (co nie jest możliwe w przypadku S-Video i Kompozyt).

- S-video. Oferuje jakość pośrednią pomiędzy złączem kompozytowym (Video) a komponentem. Przekazujący dane za pomocą informacji o kontraście (luminancja) i kolorze (chrominancja). Gniazda S-Video to maleńkie 4-pinowe wtyki.

- Kompozyt (composite), potocznie nazywany Video. Najpopularniejsze i najczęściej występujące przyłącze sygnałowe. Sygnał kompozytowy jest wygodny, ponieważ jest „kompaktowy” i akceptowany przez wszystkie odbiorniki, ale oferuje najsłabszą jakość obrazu (jest to wejście 1x chinch/RCA – najczęściej żółty).

Wyposażenie / funkcje

- wirtualna mysz
Funkcja pozwalająca na kontrolowanie myszy komputera pilotem projektora. Aby ją uaktywnić należy podłączyć projektor do komputera przez port USB lub PS/2. Tym sposobem komputer komunikuje się z projektorem, którego pilot przejął funkcję myszy komputerowej. Pozwala to na przykład uruchamiać programy oraz zmieniać obrazy prezentacji bez podchodzenia do komputera.

- korekcja efektu trapezowego
Praktycznie wszystkie obecnie występujące na rynku projektory wyposażone są w układy pozwalające na korygowanie geometrii wyświetlanego obrazu – zwane inaczej korekcją trapezu lub jeszcze inaczej korekcją efektu „Keystone”. Wykorzystanie tej funkcji jest niezbędne w sytuacji, kiedy nie mamy możliwości ustawienia projektora prostopadle do ekranu.
Przy nieprawidłowym ustawieniu projektora uzyskany obraz będzie posiadał widoczne zniekształcenia i swoim kształtem przypominał trapez. W takiej sytuacji dopiero użycie regulacji „efektu trapezu” pozwoli nam uzyskać prawidłowy, prostokątny obraz. Regulacja efektu „Keystone” może być pozioma (H) i pionowa (V), może również być regulowana ręcznie lub automatycznie, może być cyfrowa (ze stratą jakości obrazu) i optyczna (mechanizm Lens Shift).

- zoom
zoom cyfrowy (realizowany przez cyfrowe przetworniki projektora) – funkcja umożliwiająca powiększanie wybranego fragmentu obrazu, najczęściej obsługiwany za pomocą pilota projektora.
zoom optyczny (realizowany przez obiektyw) umożliwia niewielkie (zazwyczaj 1.2x -1.4x) powiększenie lub pomniejszenie całego obrazu (np. dopasowanie do wielkości ekranu). Zoom może być sterowany ręcznie lub elektrycznie.

- PIP (Picture In Picture)
Funkcja nazywana również „obraz w obrazie”, pozwala wyświetlać obraz wideo na sygnale komputerowym (np. prezentacja na komputerze – a w oknie odtwarzany film z DVD) Wyposażenie znane z odbiorników telewizyjnych.

- tryb ECO (pracy ekonomicznej)
Część projektorów wyposażona jest w 2 tryby pracy: standardowy oraz ekonomiczny. Przejście projektora w tryb ekonomiczny powoduje obniżenie jasności (najczęściej o 20%) w stosunku do wartości standardowej, wydłużenie czasu życia lampy, zmniejszenie poziomu szumu projektora oraz zmniejszenie zużycia energii.

- żywotność lampy
Żywotność lampy (inaczej "half-life") określa ilość godzin, po której jasność lampy może spaść do 50% jasności początkowej, charakterystycznej dla projektora nowego. Nie oznacza to jednak, że lampa przestanie świecić po przepracowaniu podanej liczby godzin, nie jest to jednak wartość gwarantowana i zdarza się, że lampa może wymagać wcześniejszej wymiany. Wpływ na żywotność mają warunki otoczenia podczas pracy (temperatura, zakurzenie, wilgotność) oraz intensywność użytkowania. Zalecane jest okresowe czyszczenie projektora (filtrów), aby przedłużyć żywotność lampy.