Надежда Рощина

В февральском номере нашего журнала была размещена статья о мультимедиапроекторах и возможности их применения в учебном процессе. Сегодняшняя статья продолжает рассказ о проекционной технике. На этот раз речь пойдет об экранах. Конкуренция на обширном рынке проекционной техники сделала свое благое для нас, потребителей, дело: проекционные экраны, производимые многочислеными фирмами, функциональны и удобны. На первый взгляд кажется, что все они очень похожи, однако на самом деле это не совсем так, потому что сколько типов проекторов – столько типов экранов, иначе говоря оверхеду – оверхедово, а мультимедиапроектору – мультимедиапроекторово. Чтобы грамотно подойти к выбору проекционной системы, не следует пренебрегать знаниями о таких, казалось бы, незамысловатых устройствах, как экраны. Экраны бывают отражательные и просветные. Первые служат для фронтальной проекции (зрители и проектор располагаются по одну сторону от экрана), вторые – для так называемой рирпроекции (rear projection), проекции "на просвет" (зрители и проектор – по разные стороны экрана). Разберемся сначала с отражательными экранами. Они, в свою очередь, делятся на плоские и вогнутые. На плоскую поверхность наносят: – матовое белое покрытие (такие экраны называют диффузными – тип D, diffuse screen); – серебристое покрытие, содержащее алюминиевый порошок (тип S, silver screen); – бисерное покрытие – покрытие из стеклянных шариков (beaded screen). Чтобы понять, чем такие экраны отличаются друг от друга, уясним для себя смысл некоторых специальных терминов. Коэффициентом усиления экрана (screen gain) называют величину, характеризующую степень концентрации направленного к зрителям светового потока по сравнению с отраженным от эталонной диффузной поверхности (она же матовая белая). Сектором или зоной наблюдения (viewing zone) называют ту часть пространства помещения, находясь в которой зрители могут видеть на экране изображение удовлетворительного качества. Углом наблюдения (viewing angle) принято считать угловой размер сектора наблюдения (по горизонтали и вертикали). Яркостью (brightness) называют интенсивность светового потока, излучаемого в данном направлении единицей площади поверхности экрана в единице телесного угла. В разных странах приняты разные единицы измерения яркости, например: - нит (нт, nt), 1нт=1кд/м2; - апостильб (асб, astb), 1асб=0,318кд/м2; - стильб (сб, stb), 1сб=10000кд/м2; (канцела (кд, cd) - единица силы света, относящаяся к разряду основных единиц) Зависимость яркости (B, кд/м2) от светового потока проектора (F, лм), площади изображения на экране (S, м2) с учетом коэффициента усиления экрана (G) выражается формулой: B=FG/6,3S, которая подтверждает тот печальный факт, что с увеличением размеров изображения его яркость ослабевает, одновременно обнаруживая весьма приятную вещь: выбрав экран с величиной G, большей единицы, можно получить выигрыш в яркости. Серебристые экраны по сравнению с белыми матовыми диффузными (а именно, эталонными, для которых G=1) обеспечивают в два-четыре раза большую яркость изображения, зернистые бисерные – и того больше, однако за все хорошее приходится платить: увеличение коэффициента усиления неотвратимо влечет за собой сужение зоны наблюдения, и чем больше усиление, тем уже сектор наблюдения. Однако бывают ситуации, когда яркость очень важна (экран расположен в хорошо освещенном помещении), а сужение зоны наблюдения оказывается допустимым. Величина угла наблюдения всегда указывается в документах, прилагаемых к экрану. Прежде чем перейти к разговору о вогнутых отражательных и просветных экранах, доведу до некоторого логического конца рассуждения о расчете параметров проекционной системы. Наш глаз воспринимает световой поток, отраженный от экрана, тем более ярким, чем больше затемнено помещение. Чтобы понять, какую проекционную систему следует выбрать, необходимо решить довольно сложную задачу, в которой точно определены только геометрические размеры помещения, а все остальные параметры – мощность проектора, размеры экрана, его отражательные характеристики, уровень освещенности помещения, можно варьировать в поисках оптимального решения. Приобрести мощный проектор не всегда удается из-за ограниченности средств. Однако не стоит впадать в уныние, поскольку может выручить во-первых хорошо подобранный (по отражательным характеристикам и размеру) экран, а во-вторых – специальное недорогое (а можно и самодельное) устройство плавной регулировки освещенности помещения. Для того, чтобы восприятие изображения было комфортным, его яркость должна быть достаточной в условиях освещенности конкретного помещения. Для полностью затемненных кинозалов может быть достаточной яркость 15-25 кд/м2, а для частично затемненных – 25-50кд/м2. Для сравнения: яркость телевизионного экрана приблизительно равна 150кд/м2. Вдвое меньшая яркость может оказаться удовлетворительной для слегка затемненного помещения. Итак, попробуем сосчитать, какова будет площадь проекции при яркости 80кд/м2 и величине светового потока проектора 400 ANSI лм на матовом белом экране (G=1). В формулу S=FG/6,3B подставим выбранные величины S=400х1/6,3х80=400/504=0,8м2. Соотношение ширины и высоты изображения привычного телевизионного формата – 4:3. При такой пропорции изображение площадью 0,8м2 имеет диагональ 1,3 м. Очень неплохая цифра, если иметь в виду классные комнаты и небольшие аудитории. Представьте себе изображение с диагональю около полутора метров, светящееся почти так же, как телевизионный экран! Немаловажно, по-моему, и то, что это "экологически чистое" свечение, ваша аудитория не подвергается "бомбардировке" электронным потоком, за который врачи так не любят телевизионные и компьютерные мониторы. А если выбрать экран с небольшим коэффициентом усиления (например, 1,5) то во столько же раз возрастет площадь проекции нужной нам яркости или появится возможность воспользоваться несколько более дешевым проектором меньшей мощности. Хочу обратить внимание читателей, что при выборе проектора нельзя забывать о сроках службы проекторных ламп и их стоимости.

Институт новых технологий образования (ИНТ) создан в 1987 году учеными разных специальностей для построения новой школы. Широко известны интегрированные естественнонаучные курсы и телекоммуникационные проекты ИНТа (Земля, Шмель, GlobLab), курсы для начальной школы (Математика и Язык, Информатика), обучающие среды (семейство ЛОГО, Живая Физика, Живая Геометрия, среды LEGO DACTA и др.). Работа ИНТ "Информационное образовательное пространство региона" получила в 1998 году премию Президента РФ в области образования. ИНТ выбирает лучшие образцы презентационного оборудования, базируясь на опыте постоянного его использования в учебном процессе, многочисленных выступлениях перед аудиториями - от школьных до правительственных.

Расчеты, которые я вам только что продемонстрировала, можно использовать, понимая, что "жизнь внесет свои коррективы", причем вполне вероятно, что в лучшую сторону. Так что вооружившись теоретическими знаниями, можно прийти в демонстрационный зал фирмы, продающей проекционную технику, и с пониманием, внимательно посмотреть на нее в действии. Вернемся к классификации экранов, которую мы оставили, закончив описание отражательных плоских экранов. Отражательные вогнутые экраны бывают цилиндрическими (их поверхность – сегмент горизонтально расположенного цилиндра), сферическими и параболическими. Как правило, отражательная поверхность вогнутых экранов покрыта текстурированной алюминиевой фольгой. Это стационарные экраны. Для чего делают вогнутые экраны? Дело в том, что проекционное устройство можно считать точечным источником света по отношению к большому экрану, поэтому края изображения оказываются немного хуже освещенными и слегка расфокусированными по сравнению с центром (вследствие большей удаленности от источника). Вогнутый экран устраняет этот незначительный дефект. Но самое главное – вогнутые экраны способны усиливать световой поток, исходящий от экрана, в 5-15 раз по сравнению с матовыми белыми экранами. И чем меньше радиус кривизны поверхности, тем больше концентрация света и выше коэффициент усиления. Насколько уменьшается при этом зона наблюдения? Пример: для сферического экрана с коэффициентом усиления, равным шести, угол наблюдения по горизонтали составляет +-21 градус, а по вертикали +-24 градуса, в то время как экраны с коэффициентом усиления 1-2 имеют широкую зону наблюдения – +-55 градусов. Просветные экраны изготавливаются из полупрозрачной пластмассы со специальным тиснением, необходимым для рассеяния проходящего света. Они бывают жесткими и мягкими. Жесткие обычно имеют коэффициент усиления 2-3 и пропускают до 80% светового потока, мягкие пропускают только 50% света при коэффициенте усиления около 2, зато они легко сворачиваются и очень легкие. При заманчивых достоинствах просветной системы (проектор скрыт за полотном, изображение – яркое) нужно понимать, что для размещения проектора или всей системы необходимо специальное место (например, ниша в стене). Нельзя не упоминуть об экранах, которые свободно пропускают звуковые волны – акустически прозрачных экранах. Такие замечательные устройства, скрывая за собой колонки, не препятствуют распространению звука в помещении. Эффект акустической прозрачности достигается за счет перфорации экрана. Диаметр и частоту расположения отверстий рассчитывают так, что они практически не влияют на качество изображения. Конструкция экранов – плод кропотливой инженерной мысли. Экраны бывают стационарными и переносными, с разнообразными штативами или с приспособлением для крепления на стене или рельсовой системе (справка: знакомая всем рельсовая система – карнизы для штор; этот же принцип действует в настенных конструкциях, где по миниатюрным рельсам передвигаются доски, экраны, полки со всякой всячиной), есть модели с электроприводом для разворачивания-сворачивания полотнища. При установке проекционной системы важно тщательно совместить оптические оси проектора и экрана. Многие проекторы имеют оптическую ось, расположенную под углом относительно плоскости основания проектора (угол восходящей проекции указывается в документации), некоторые проекторы в дополнение к этому обладают функцией коррекции трапецеидальных искажений (такую коррекцию позволяет сделать специальное регулируемое устройство в оптической системе проектора). Одновременно конструкция некоторых экранов предусматривает возможность фиксации полотна под углом относительно вертикали, что тоже преследует цель исправления искажений. На практике это означает, что можно подвесить экран над доской и наклонить его при этом, а у проектора – отрегулировать высоту ножек и поработать с кнопкой коррекции. И тогда проекция получится не искаженной (трапециевидной), а правильной, то есть прямоугольной. Теперь поговорим о грустном. По истечении некоторого времени может наступить момент, когда нужно будет решить, каким образом помыть или почистить экран. В инструкциях указывают на невозможность чистки поверхности экрана (для бисерных, например). Если такой записи нет, и нет прямых указаний на способы очистки поверхности от загрязнений (что является скорее исключением, чем правилом), придется думать и пробовать самим. Возможно, подойдет слабый мыльный нейтральный раствор и чистая белая мягкая ткань; очень не советуем экспериментировать с органическими растворителями, включая ацетон и спирт, а также с моющими средствами, содержащими абразив. Хочу закончить свою речь таким лозунгом: "Любите свой проектор – помощника и трудягу, подберите ему верного товарища – хороший экран. И пусть эта достойная пара украшает и облегчает ваш нелегкий учительский труд!"

КОРОТКО ОБ АВТОРЕ:
 Рощина Надежда Васильевна – методист отдела аудиовизуальной информации Института Новых Технологий образования. Email: int_video@mtu-net.ru