AbavaNet – Projekční plátna, základní principy

Projekční plátno — struktura se speciální strukturou určená k zobrazení promítaného obrazu.

Vlastnosti viditelného obrazu závisí nejen na obrazovce, ale také na parametrech prostředí: vnější osvětlení a výkon zdroje videa. Při použití speciálních projektorů mohou být plátna zakřivená, ale ve většině případů jsou plochá.

Obvykle jsou projekční plochy rovnoměrně bílé, šedé nebo černé (aby se zabránilo zkreslení barev obrazu).

Princip činnosti

Obrazovky mohou být navrženy pro přímá projekce nebo zpětná projekce (projekce na světlo). Častější jsou plátna s přímou projekcí (fungující na principu difúzního odrazu), u kterých jsou projektor a publikum umístěny na stejné straně plátna. Zpětná projekce (světlo z projektoru je zachyceno při průchodu plátnem a je rozptýleno na straně nejvzdálenější od projektoru), kdy je projektor instalován za plátnem, na které se diváci dívají, umožňuje jemnější manipulaci se světlem a optimalizaci jeho parametrů.

Ve skutečnosti, úkol promítací plátno – shromažďovat na něj veškeré světlo přenášené zdrojem a rozptylovat ho rovnoměrně do všech směrů, a to by se mělo dít v každém bodě projekční plochy. Kritický projekční úhel (při kterém lze projektor umístit vzhledem k projekční ploše) a kritický úhel pohledu (při kterém divák vidí dostatečně jasný obraz) závisí na kvalitě rozptylových vrstev.

Projektor propouští světelný tok v prvních aproximačních paralelních paprscích (uvažujeme-li světlo projektoru dopadající na malé plochy projekčního plátna), díky zaostření paprsku přenáší obraz na vzdálenost bez výrazného rozptylu v prostoru. Výstup promítaného obrazu je realizován dvěma způsoby: rozptylem odraženého světla (přímé promítací plátno) nebo rozptylem světla, které prošlo průsvitným plátnem (transmisní projekce).

Plátna s přímou projekcí

Plátna s přímou projekcí provádějí dvě transformace světla: reflexe z povrchu a rozptylování, významná část světelného toku je absorbována. V praxi je průchod světla vyloučen – používají se neprůhledné materiály. Rozptyl se obvykle dosahuje povlaky, které ohýbají povrch stínítka tak, že v každém bodě se rovnoběžný paprsek odráží v náhodném směru.

Čím nižší je absorpce a čím větší je rozptyl, tím lepší je projekční plátno. Například zrcadlové povrchy světlo velmi dobře odrážejí, ale prakticky ne rozptylují. Lidské oko proto místo obrazu uvidí na zrcadle jen jasný bod světla z projektoru.

Reflexní obrazovky jsou obvykle z eloxovaného hliníku (pro zvýšení kontrastu v průměrném okolním světle) nebo mají bílý povrch s malými skleněnými vločkami (pro zvýšení lesku ve tmě).

Plátna kina obsahují tisíce malých, rovnoměrně rozmístěných otvorů, které umožňují průchod vzduchu z reproduktorů a subwooferu umístěných za plátnem. Existuje však alternativa – zvukové sklo, ve kterém zesilovač (nebo mini-reproduktorový systém) dělá z celé obrazovky zdroj zvuku.

Průsvitná projekční plátna

Obrazovky, které pracují v transmisním režimu, musí propouštět co nejvíce světla bez absorpce nebo zpětného odrazu a rozptylovat ho do prostoru za obrazovkou. Propustnost světla je obvykle velmi vysoká: 70–80 %.

Síta se zpravidla realizují nanášením více vrstev průsvitné fólie na skleněné, plexi či akrylátové povrchy (včetně stávajících vitrín).

Polozrcadlové vrstvy zabraňují zpětnému rozptylu. Použití vrstev s různými materiály nám umožňuje zlepšit různé vlastnosti: zvýšený jas obrázky (ale s menším kontrastem), zvýšený kontrast (s mírně nižším jasem), vysoce kvalitní černé pozadí (úroveň high-end) nebo téměř úplná transparentnost filmy.

Projektor je umístěn za plátnem, což umožňuje využití různých technologií pro zpracování obrazu a řízením dráhy světla upravovat jas a ostrost obrazu v zóně viditelnosti.

Technologie poskytuje téměř desetinásobný jas (až 10x zisk) ve srovnání s běžnými projektory v jasně osvětlené místnosti a vynikající kvalitu obrazu (vysoké rozlišení a kontrast) bez obvyklých světelných bodů promítacích pláten.

Vlastnosti projekce na světlo:

• Projekční zařízení je skryto za plátnem.
• Vysoký kontrast a rozlišení
• Dobrá úroveň černé
• Neexistují žádné kritické projekční úhly
• Kompatibilní se všemi LCD/DLP/DMD projektory
• Minimální použití servisních kabelů
• Lze použít na okna a venkovní konstrukce
• Vysoký výkon při vysoké úrovni okolního osvětlení
• Až 10krát jasnější než běžné projekční plátno

Přední a zadní projekční plátna

K dispozici jsou také plátna, která kombinují vlastnosti zadní projekce a přední projekce. Obraz dopadající na takové stínítko (polovina světelného toku prochází, polovina se odráží) se rozptýlí v obou směrech téměř izotropně. Jas každého viditelného obrazu je mírně snížen, ale efekt není příliš patrný (3 dB pokles vizuálního jasu).

Obrazovky s proměnnou průhledností

Někdy se jako difuzní clona používá sklo s proměnlivou průhledností na bázi vrstev s tekutými krystaly. V normálním stavu je matný, ale po přivedení napětí (asi 5V) přejde do průhledného stavu.

V matném stavu slouží chytré sklo s proměnlivou průhledností jako dobrá clona pro přenos světla (protože propouští asi 80 % světelného toku a rozptyluje jej). Nefunguje dobře jako přímá (běžná) projekční plocha: odráží se méně než 20 % světelného toku, takže pro kvalitní obraz je potřeba výkonný projektor.

Tento typ skla se používá v různých reklamních kampaních k dosažení speciálních efektů (např. když po zobrazení reklamy návštěvníci vidí produkt za výlohou) nebo na veřejných místech, jejichž vnitřek není zkreslený, ale v případě potřeby se „objeví informační obrazovka“.

Projekční difúzní technologie

Difúzní technologie — technologie zesilování světla pro projekci podsvícení.

Technologie difúze zahrnuje použití speciálního optického substrátu pro zvýšení kontroly nad zachycením promítaného obrazu a rozptýlení světla do všech úhlů. Výsledkem je, že jas a rovnoměrnost obrazu se zvýší více než 10krát bez světelných bodů, které se vyskytují na běžných promítacích plátnech.

Toto sklo se vyrábí ve speciálních licích formách (krystalizátorech) za použití high-tech zpracování s pečlivým výběrem získaných výsledků.

Pro promítaný obraz je kontrast neméně důležitý než jas, který závisí na výkonu projektoru. Pro použití v jasně osvětlených místnostech nebo pro venkovní použití je k difuzním clonám přidán speciální zvýrazňující prostředek, který zlepšuje reprodukovaný kontrast a úrovně šedi obrazu.

Technologie výroby je složitá:

• Tvorba difúzního materiálu
• Přidání barviva, míchání ve vakuu
• Příprava licích forem a přidávání difuzního materiálu
• Skleněné pečení (nejméně 36 hodin)
• Chlazení (alespoň 24 hodin)
• Kontrola, testování projekčních vlastností
• Aplikace ochranné fólie
• Řezání a broušení síta

Získat

Jednou z nejdůležitějších vlastností projekčního plátna je faktor zisku. Toto je množství odraženého (nebo procházejícího) světla ve srovnání s reflexní obrazovkou potaženou uhličitanem hořečnatým nebo oxidem titaničitým, když je světlo vyzařováno kolmo k obrazovce. Průměrné hodnoty koeficientu zesílení pro různé materiály jsou 0,8÷2,5.

Velmi vysoký zisk lze dosáhnout použitím konvenčního zrcadla. Ale v tomto případě bude viditelný pouze světelný bod: čočka projektoru odrážející zdroj světla.

Mnoho obrazovek s vysokým ziskem je pololesklých (zrcadlových). Objevují se však typické zrcadlové vlastnosti: světlé skvrny. Jedná se o velmi rozšířené (a velmi lesklé) odlesky čoček projektoru. Pokud jsou však skvrny dostatečně velké (asi 30 % povrchu) a nejsou příliš jasné, efekt může zůstat nepovšimnut: lidské oko je citlivější na kontrasty malých detailů než na změny osvětlení obecně.

Jasnost

Zdánlivý jas projekčního plátna je určen výkonem projektoru, velikostí projekčního plátna a úrovní okolního osvětlení.

Je třeba si také uvědomit, že lidské oko vnímá jas logaritmicky. To znamená, že to, co člověk rozlišuje jako objekty, které se liší v jasu faktorem 2, se liší ve fyzickém jasu faktorem 6.

Kontrast

Pozorovaný kontrast promítaného obrazu (tedy změna jasu) závisí na světelném prostředí, výkonu světelného zdroje (projektoru) a velikosti obrazu.

Větší obrazovka má za stejných světelných podmínek menší jas (na jednotku plochy) a tedy i menší kontrast. Odraz světla od stěn a stropu místnosti vždy vytváří nějaké světlo na pozadí, které zhoršuje kvalitu obrazu. Přímé sluneční světlo (za slunečného dne) může způsobit, že obraz bude prakticky neviditelný.

Unikátní technologie používaná pro venkovní obrazovky určené pro provoz za slunečného počasí SunDream. Jedná se o přídavný filtr (speciální zubatý povrch fólie), který pohlcuje sluneční záření téměř ze všech směrů. Světelný tok z projektoru umístěného nad nebo pod plátnem volně prochází filtrem v opačném směru, načež je rozptýlen. toto – jediná obrazovkaKterý opravdu nevyžaduje obrovský výkon projektoru pro provoz na slunci

šedé pozadí

Pokud je oblast kolem projekčního plátna (například v jasně osvětlené místnosti nebo při instalaci venku během dne) dostatečně osvětlena, bude viditelná i samotná projekční plocha (když je projektor vypnutý). Jeho barva je obvykle odstín šedé. Černá barva obrazu znamená, že projektor v dané oblasti nevyzařuje světlo a obrazovka nebude osvětlena. Vlivem vnějšího světla se však černá barva obrazu změní na šedou barvu samotné obrazovky. Efekt se vyskytuje u všech barev (jde v podstatě o snížení kontrastu obrazu), ale u jednotlivých snímků na černém pozadí (zejména u bílých reflexních obrazovek) je efekt velmi patrný.

Tomu se lze vyhnout buď zvýšením výkonu projektoru nebo kontrastu obrazu (šedé pozadí bude méně patrné proti jasnějšímu obrazu), snížením vnějšího osvětlení (zatemnění místnosti žaluziemi nebo elektrochromickým zasklením) nebo použitím tmavší obrazovka. V druhém případě je důležité zachovat dostatečné odrazné nebo propustné vlastnosti plátna: tmavá barva materiálu znamená větší absorpci světla v celém viditelném spektru – jak okolního světla, tak i obrazu promítaného projektorem.

Osvětlení

Základním konceptem systému projektor-projekční plátno je osvětlení E, měřeno v apartmá. Pro noční osvětlení pozadí je to prakticky nula (0,2), v interiéru přes den 100, za zamračeného dne 1000, pro sluneční světlo v poledne 100 000 Projektor musí poskytovat osvětlení plátna výrazně přesahující pozadí.

Hlavní vlastnosti projektoru (výkon světelného toku) I, měřeno v AISI lumenech a vztahující se k osvětlení obrazovky: E = I / S, kde S je plocha obrazovky. Chcete-li vybrat správný projektor nebo systém projektoru, musíte znát podmínky, ve kterých bude systém fungovat, a velikost projekčního plátna.

K instalaci systému v interiéru obvykle stačí standardní kancelářský projektor (až 3000 lumenů, cena asi 1000 USD). Pro venkovní instalaci je žádoucí projektor 3000-5000 lumenů (cena kolem 3000 USD), pro velké venkovní obrazovky 8000-10000 lumenů (cena 20-30 tisíc USD) s použitím speciální obrazovky pro denní světlo, která filtruje sluneční světlo.

Hlavní parametry projektoru

Je také důležité, aby v cestě světelného toku (zejména u větších rozměrů) mezi plátnem a projektorem nebyly žádné překážky nebo návštěvníci. Možné použít projektory s krátkou projekční vzdáleností, umístěný výrazně blíže než obvykle kvůli odrazu světelného toku od přídavného zaostřovacího zrcátka v krátké vzdálenosti od projektoru.

Důležité parametry projektoru jsou: kontrast (v první aproximaci – poměr jasu světlých a tmavých bodů) a skutečné rozlišení (počet nativních pixelů). Jasnost obrazu na obrazovce přímo závisí na nich. Pokud se rozlišení videa a projektoru neshodují, aproximace během změny měřítka poněkud rozmaže ostré hrany čar.

Pro promítání podsvícením musí mít projektor funkci inverze obrazy kolem svislé osy (mnoho moderních projektorů to podporuje), nebo je nutné obraz před zobrazením ručně převrátit.

Životnost lampy projektor, jeho nejdůležitější část, přímo určí provozní dobu systému bez opravy.

AbavaNet, Moskva, 2009.

© Všechna práva k článku patří technologii AbavaNet

Při publikování, citování nebo jiném použití tohoto textu nebo jakékoli jeho části je vyžadován jasný a jednoznačný odkaz na tento článek s uvedením držitele autorských práv. Další podrobnosti naleznete v části „Právní informace“.

Komerční použití textu nebo jakékoli jeho části bez písemného souhlasu držitele autorských práv (technologie AbavaNet) může být stíháno v souladu s právními předpisy Ruské federace.

• Hlavní typy chytrých skel
• Zvukové zasklení
• Technické vlastnosti promítacího skla Projekce
• Technické vlastnosti projekčního skla SunDream
• Specifikace holografického skla ClearView
• Projekční sklo
• Stáhnout článek (PDF, 333 kB)
• Katalog chytrého skla
• Všechny typy chytrých skel
• Sklo s variabilním matným povrchem
• Videa na chytrém skle

Počet systémů pro zvýšení bezpečnosti a pohodlí při jízdě se neustále zvyšuje. Jedním z nových řešení je head-up displej (Head-Up Display), navržený tak, aby pohodlně zobrazoval informace o automobilu a podrobnosti cesty před očima řidiče na čelním skle. Taková zařízení lze instalovat standardně i jako doplňkové vybavení do jakéhokoli automobilu, dokonce i do domácí výroby.

Co je to head-up displej

Stejně jako mnoho jiných technologií se i v automobilech z leteckého průmyslu objevily head-up displeje. Systém byl používán k pohodlnému zobrazování letových informací před očima pilota. Poté začali výrobci automobilů ovládat vývoj, v důsledku čehož se v roce 1988 v General Motors objevila první verze černobílého displeje. A o 10 let později se objevila zařízení s barevnou obrazovkou.

Dříve byly podobné technologie používány pouze v prémiových automobilech, jako jsou BMW, Mercedes a dražších značek. Ale o 30 let později od začátku vývoje projekčního systému se displeje začaly instalovat do strojů střední cenové kategorie.

V současné době je na trhu tak velký výběr zařízení z hlediska funkcí a schopností, že je lze integrovat i do starých automobilů jako další vybavení.

Alternativní název systému je HUD nebo Head-Up Display, což se doslova překládá jako „head up display“. Jméno mluví samo za sebe. Zařízení je nezbytné, aby řidič mohl snadněji ovládat jízdní režim a ovládat vozidlo. Při sledování rychlosti a dalších parametrů vás palubní deska již nemusí rozptylovat.

Čím dražší je projekční systém, tím více funkcí obsahuje. Například standardní HUD informuje řidiče o rychlosti vozidla. Navíc je k dispozici navigační systém, který pomáhá při řízení. Prémiové možnosti head-up displeje vám umožní integrovat další možnosti, včetně nočního vidění, tempomatu, asistence při změně jízdního pruhu, sledování dopravních značek a dalších.

Vzhled závisí na typu HUD. Standardní systémy jsou zabudovány do předního panelu za clonou přístrojové desky. Nestandardní zařízení lze také nainstalovat nad palubní desku nebo napravo od ní. V takovém případě by hodnoty měly být vždy před očima řidiče.

Účel a hlavní indikace HUD

Hlavním účelem Head Up displeje je zvýšit bezpečnost a komfort pohybu, protože řidič již nemusí dívat ze silnice na palubní desku. Hlavní indikátory jsou přímo před vašimi očima. To vám umožní plně se soustředit na cestu. Počet funkcí se může lišit v závislosti na ceně a konstrukci zařízení. Dražší head-up displeje mohou ukazovat směr jízdy a poskytovat varování zvukovými signály.

Možné parametry, které lze zobrazit pomocí HUD, zahrnují:

• aktuální rychlost jízdy;
• počet kilometrů od zapalování po vypnutí motoru;
• počet otáček motoru;
• napeti baterky;
• teplota chladicí kapaliny;
• indikace poruchy kontrolních světel;
• únavový senzor, který signalizuje nutnost odpočinku;
• množství zbývajícího paliva;
• trasa vozidla (navigace).

Z jakých prvků se systém skládá?

Standardní displej Head Up se skládá z následujících položek:

• elektronická řídicí jednotka systému;
• projekční prvek pro zobrazování informací na čelním skle;
• senzor pro automatické ovládání světla;
• reproduktor pro zvukové signály;
• kabel pro připojení k napájení automobilu;
• ovládací panel s tlačítky pro zapnutí a vypnutí zvuku, regulace a jasu;
• další konektory pro připojení k modulům vozidla.

Funkce rozložení a designu se mohou lišit v závislosti na ceně a počtu funkcí head-up displeje. Všechny ale mají podobný princip připojení, instalační schéma a princip zobrazení informací.

Jak funguje HUD

Head-up displej se do automobilu snadno instaluje sám. K tomu stačí připojit zařízení k zapalovači cigaret nebo ke standardnímu diagnostickému portu OBD-II, poté se projektor upevní na protiskluzovou podložku a začne se používat.

Aby byla zajištěna vysoká kvalita obrazu, musí být vaše čelní sklo čisté a rovnoměrné, bez třísek nebo škrábanců. Ke zvýšení viditelnosti se také používá speciální štítek.

Podstatou práce je použití protokolu systému vnitřní diagnostiky vozidla OBD-II. Standard rozhraní OBD umožňuje palubní diagnostiku a čtení informací o aktuálním provozu motoru, převodovky a dalších prvků automobilu. Projekční plátna jsou navržena tak, aby vyhovovala normě a automaticky přijímala požadovaná data.

Typy projekčních displejů

V závislosti na způsobu instalace a konstrukčních prvcích existují tři hlavní typy head-up displejů pro automobil:

• na plný úvazek;
• projekce;
• mobilní, pohybliví.

Standardní HUD je další možnost, která je „zakoupena“ při nákupu automobilu. Zařízení je zpravidla instalováno nad palubní deskou, zatímco řidič může nezávisle měnit polohu projekce na čelním skle. Počet zobrazených parametrů závisí na technickém vybavení vozidla. Auta středního a prémiového segmentu signalizují dopravní značky, rychlostní limity na silnicích a dokonce i chodce. Hlavní nevýhodou jsou vysoké náklady na systém.

Head-up HUD je populární typ ručního zařízení pro zobrazování parametrů na čelním skle. Mezi klíčové výhody patří schopnost pohybovat projektorem, snadné nastavení a připojení pro kutily, různá zařízení a jejich cenová dostupnost.

Z hlediska počtu zobrazených parametrů jsou projekční HUDy výrazně nižší než standardní systémy.

Mobile HUD je snadno použitelný a snadno konfigurovatelný přenosný projektor. Lze jej nainstalovat na libovolné vhodné místo a upravit kvalitu zobrazení parametrů. Chcete-li přijímat data, musíte zařízení připojit k mobilnímu telefonu pomocí bezdrátové sítě nebo kabelu USB. Všechny informace jsou přenášeny na čelní sklo z mobilu, takže je třeba nainstalovat další software. Nevýhodou je omezený počet indikátorů a špatná kvalita obrazu.

Promítání informací o vozidle a řízení na čelní sklo není zásadní funkcí. Technické řešení však výrazně zjednodušuje proces řízení a umožňuje řidiči soustředit se výhradně na silnici.