Проектор

Проектор, наряду с прожектором и светильником, относится к трём основным видам осветительных приборов. К осветительным приборам относятся как технологические, так и экранные проекторы^[10][11]. Основной характеристикой, отличающей проекторы от прожекторов и светильников является степень и характер концентрации светового потока лампы в пучке прибора^[12].

Предназначенный для проецирования на экран прибор (если не имеет специального названия) называется проектором. Осветительный прибор, который направляет фокальные лучи в одну точку на оптической оси системы, также называется проектором^[13]. Он может использоваться как часть аппарата, предназначенного для создания изображения на экране. Осветительный прибор в этом случае используется для концентрации светового потока на рисунке или диапозитиве, отображаемого объективом на экране. Технологические проекторы (концентраторы) используются для лучистого нагрева объектов, например испарения жидкостей, плавки металла, накачки лазеров^[12][14].

В проекционных осветительных приборах используются отражающие оптические системы, концентрирующие световой поток в объёме на участке оптической оси, что позволяет создать высокую плотность излучения. Аналогичный принцип работы имеют оптические печи, гелиостаты и другие технологические концентраторы, не содержащие сами источника света и поэтому не являющиеся осветительными приборами^[15]. Проекторы могут иметь составную отражающую оптическую систему, где свет переотражается от нескольких отражателей. Также существуют оптические печи — осветительные приборы с лампами^[15]. При использовании только отражателей не удаётся получить высокую равномерность светового пятна. Дополнительно используются линзы, растровые пластины, стеклянные стержни, световоды^[15].

Для технологических проекторов, использующих лампы, применяются эллипсоидные отражатели^[15]. Для гелиоконцентраторов — параболоидные, конические, тороидальные, составные из отдельных плоских зеркал^[16].

• Диаскопический проекционный аппарат — изображения создаются при помощи диапроекции, то есть лучей света, проходящих через прозрачный носитель с изображением^[17][18]. Это самый распространённый вид аналоговых проекционных аппаратов. К ним относят такие приборы как: кинопроектор, диапроектор, фильмоскоп, фотоувеличитель, проекционный фонарь, кодоскоп и др.
• Эпископический проекционный аппарат — создаёт изображения непрозрачных предметов путём эпипроекции, то есть проецирования отражённых лучей света^[19][18]. К ним относятся эпископы, мегаскоп.
• Эпидиаскопический проекционный аппарат (эпидиаскоп) — универсальный аппарат, пригодный для проекции изображения как прозрачных, так и непрозрачных объектов, то есть как для диапроекции, так и для эпипроекции^[18].
• Лазерный проектор — выводит изображение с помощью лазерного луча.
• 3D-проектор — воспроизводит объёмное изображение. Как правило лазерный.
• Планетарий — проектор, позволяющий проецировать на куполообразный экран изображения различных небесных тел, а также моделировать их движение.
• Оптическая ячейка, проекционное табло^[20] — расположенные в одном корпусе экран и несколько независимых проекционных систем, каждая из которых может проецировать на один и тот же экран свою цифру, знак или фон для знака^[20]. Оптические системы могут использовать различные участки одного диапозитива^[20].

Для создания оптических эффектов используются эффект-проекторы (effect projector). Оптические эффекты создаются путём проецирования петли киноплёнки, вращающихся дисков или прочими средствами^[21].

Для создания световых эффектов с использованием проекции применяются профильные прожекторы. Профильные прожекторы имеют линзовый или зеркальный конденсор и однолинзовый или многолинзовый объектив^[22]. Изображение формируется с помощью заслонок, диафрагм, гобо^[22]. При использовании театрального светового оборудования распространена практика добавления к прожекторам дополнительных линз и масок для использования того же оборудования в качестве проектора^[5]. Гобо — специальные слайды-маски как для профильных прожекторов, так и для транспарантных проекций^[22]. Гобо (gobo) является акронимом «GOes Before Optics» — «идёт перед оптикой»^[23]. В случае с транспарантными проекциями также называются теневыми диапозитивами^[5].

В конце XIX века для проецирования на стены домов в вечернее время рекламы и новостей использовались волшебные фонари^[24]. В волшебных фонарях XIX века использовались как круглые, так и квадратные слайды. При этом значительное количество раскрашенных вручную цветных слайдов были круглыми^[24]. В настоящее время гобо-проекторы могут использоваться на пешеходных переходах для проекции дорожной разметки. При этом наличие проекции не исключает нанесение разметки краской, а дублирует её в тёмное время суток и плохую погоду^[25]. Гобо-проекторы используются для проекции счёта на фасады высотных жилых башен, расположенных рядом со стадионом «Гронинген» в Нидерландах^[26].

Гобо может быть металлическим, стеклянным (монохромным, цветным, с фотоизображением), плёночным с охлаждением^[22].

Транспарантная (или теневая) проекция не использует объектива, при этом она даёт нерезкое, размытое изображение^[8].

Плоский непрозрачный экран с вырезом, позволяющий ограничить доступ световых лучей к части кадра при проецировании называется маска^[27].

В теневой проекции могут быть использованы только графические или контурные маски, в отличие от диапроекции, где возможны светотеневые переходы^[28]. Маска может быть вырезана из металла или выпилена из фанеры, выполнена из стекла с краской или наклеенной бумагой^[22]. Маска, выполненная из непрозрачного материала является силуэтом^[22]. Проекции, в которых между экраном и источником света располагается предмет или человек, также называются транспарантными^[5]. Для увеличения резкости при транспарантной проекции нужно уменьшать размер источника света и приближать маску к экрану^[8], увеличивать размер маски^[8]. Размытая проекция может быть необходима в соответствии с художественным замыслом. Транспарантные проекции с сильно размытыми контурами применяются в светомузыке^[22]. В транспарантных проекциях могут использоваться несколько источников света, они могут включаться и выключаться, источник света может перемещаться^[22].

Возможно различное расположение экрана и оси между источником света и маской. В случае, если экран перпендикулярен — будет точно воспроизведена форма предмета: силуэт^[22].

Транспарантная проекция позволяет получать теневые изображения не только плоских предметов, но и объёмных. Аппарат для транспарантной проекции может иметь простое устройство. Для работы достаточно корпуса, экрана и лампы. Между лампой и экраном помещают маску^[8].

Если подсвеченное изображение расположено непосредственно на экране, используется термин транспарант, а не транспарантная проекция^[8]. Для изменения видимости декораций-транспарантов в театре и кинематографе используют транспарантное освещение^[22].

• Мультимедийный проектор (также используется термин «Цифровой проектор») — с появлением и развитием цифровых технологий это наименование получили два, вообще говоря, различных класса устройств:
  • На вход устройства подаётся видеосигнал в реальном времени (аналоговый или цифровой). Устройство проецирует изображение на экран. Возможно при этом наличие звукового канала.
  • Устройство получает на отдельном или встроенном в устройство носителе или из локальной сети файл или совокупность файлов (слайдшоу) — массив цифровой информации. Декодирует его и проецирует видеоизображение на экран, возможно, воспроизводя при этом и звук. Фактически, является сочетанием в одном устройстве мультимедийного проигрывателя и собственно проектора.

Название «цифровой проектор» связано прежде всего с обычным ныне применением в таких проекторах цифровых технологий обработки информации и формирования изображения. До появления цифровых технологий телевизионный аналоговый сигнал проецировался с помощью аналоговых проекторов телевизионного сигнала.

• CRT-проектор — аналоговое устройство, в котором изображение создаётся на экране трёх электронно-лучевых трубок, затем проецируется на экран тремя объективами.

• Проектор с модуляцией света на масляной плёнке — разновидность «светоклапанных» пассивных систем. Аналоговое электронно-лучевое и оптическое устройство, рассчитанное на управление мощным световым потоком для создания изображения на экране большого размера. На основе серийно выпускавшейся системы «Эйдофор» был, в частности, реализован первый большой телевизионный экран (чёрно-белый) Центра управления космическими полётами СССР^[29].

Принцип действия проектора с модуляцией света заключается в том, что поток света падает последовательно на два поглощающих свет растра, между которыми находится масляная плёнка на зеркальной поверхности. Если масляная плёнка не возмущена, свет оказывается задержан обоими растрами и экран совершенно чёрный. Масляная плёнка помещается внутрь электронно-лучевой трубки, которая и формирует на ней распределение заряда в соответствии с поступающим видеосигналом. Распределение заряда, в сочетании с приложенным к зеркалу потенциалом, порождает возмущение поверхности плёнки. Проходя через этот участок плёнки, световой поток проходит мимо второго растра и попадает на экран в соответствующую точку.

Преимущество проектора такого типа состоит в практическом отсутствии ограничения на мощность светового потока, так как сам управляемый элемент не поглощает управляемой части светового потока, а паразитное поглощение легко компенсируется охлаждением металлического зеркала, на котором находится плёнка. Охлаждать же следует только два поглощающих растра и лампу. На практике, были достигнуты световые потоки в 50 000 лм.

Недостатком является то, что наибольший достижимый световой поток составляет менее половины светового потока лампы, даже при максимальной яркости кадра.

Цифровые проекторы:

• Цифровой кинопроектор;
• Жидкокристаллический проектор;
• DLP-проектор;
• LCOS-проектор;
• Светодиодный проектор;
• Пико-проектор.