Historia projektorów_1420-2013

Historia projektorów
Według słownika języka polskiego PWN, projektor jest
to „przyrząd optyczny do rzutowania na ekran znacznie
powiększonych obrazów”. Projektorem można zatem
nazwać zarówno przedstawiony w XV wieku „magiczny
lampion”, który wyświetlał obraz namalowany na szkle i
oświetlony lampą oliwną, jak i opracowany w 1968 roku
pierwszy projektor LCD. Poniższy tekst przedstawia
historię projektorów od rysunku z 1420 roku do
nowoczesnych urządzeń, wyposażonych w diody LED i
technologię DLP.
Rysunek przedstawiony w 1420 roku przez Johannesa
de Fontana ilustrował prototyp urządzenia, które
prawdopodobnie wyświetlało ciemny i rozmazany obraz
z niewielkiej odległości. Szkic jednak zainspirował
następców do opracowania przyrządu, który faktycznie
działał.
Rysunek 1: Rysunek z 1420 roku
przedstawiający zakonnicę korzystającą z
magicznej latarni






Lista potencjalnych wynalazców pierwszego urządzenia
do wyświetlania obrazu jest długa:
Pierre Fournier – 1515, Francja
Giovanni Battista della Porta – 1589, Włochy
Athansius Kircher – 1646, Niemcy
Christiaan Huygens – 1659, Holandia
Thomas Rasmusser Walgenstein – 1660, Dania
Claude Millet – 1674, Francja
Jak widać, zapisy historyczne nie są pewne, co do tego, kto był pierwszy. Pewne jest to, że uczony
jezuita, Athansius Kircher w 1646 roku opisał i zilustrował urządzenie odbijające światło słoneczne w
lustrze, poprzez soczewki, na ekran. Opis, który znalazł się w dziele pt. Ars Magna Lucis et Umbrae
(Wielka Sztuka Światłocienia), był pobieżny i niedokładny. Wystarczył jednak, żeby uczony został
obwieszczony wynalazcą magicznej latarni. Jednak nie przez wszystkich. Niektórzy naukowcy twierdzą,
że wynalazcą jest Christiaan Huygens, który w 1659 roku zaprezentował pierwszy działający prototyp.
Huygens nawiązał współpracę z Richardem Reeves, londyńskim optykiem, który zaczął produkować
i sprzedawać magiczne latarnie w 1663 roku.
Magiczna latarnia
Urządzenie w XVII wieku składało się z przesuwanych mechanicznie slajdów oświetlanych za pomocą
lampy naftowej. Te duże, skomplikowane projektory były wykonane ze szkła, drewna, metalu i farby
emaliowej. Niektóre miały wbudowane pokrętła i dźwignie, mające na celu wprawianie slajdów w ruch,
tworząc nieskomplikowane animacje.
W pierwszej połowie XIX wieku optyka była jednym z głównych zagadnień zgłębianych przez
naukowców. Dzięki temu odbył się spory postęp technologiczny w projektowaniu dioram, magicznych
latarni, aparatów fotograficznych a nawet
elektrycznego oświetlenia (na długo przed
odkryciem Edisona).
Michael Faraday przedstawił sposób uzyskiwania
światła za pomocą palonego wapna – „światło
wapienne”. W 1837 światło wapienne, cechujące
się wysoką jasnością, trafiło do teatrów, jako
źródło światła bardzo zbliżonego do dziennego.
Za pomocą soczewek i filtrów uzyskiwano światło
o określonym kształcie i kolorze. Światło
wapienne było szeroko rozpowszechnionym
standardem oświetlenia scen teatralnych aż do
końca XIX wieku, kiedy nadeszły czasy oświetlenia
elektrycznego.
Rysunek 2: Magiczna latarnia
Projektory filmowe
W latach 90-tych XIX wieku stworzono pierwsze projektory będące
w stanie odtwarzać obraz ruchomy. Jako wynalazców technologii
wymienia się Thomasa Edisona (wynalazcę żarówki) oraz braci
Lumiere. W 1890 roku Edison przetestował swój prototyp
projektora cylindrycznego, wyświetlając film zatytułowany
„Monkeyshines”. Obraz wyświetlany przez urządzenie miał małe
rozmiary, więc wymagał powiększenia. Spory problem stanowiła
jakość obrazu - był on bardzo ziarnisty. Edison porzucił ten projekt
i opracował ze swoim asystentem W.K.L Dicksonem urządzenie
nazwane kinetoskopem. Obraz wyświetlany w kinetoskopie mógł
być oglądany przez wizjer, przez jedną osobę.
Rysunek 3: Kinetoskop
Sukces kinetoskopu został wkrótce przyćmiony przez wynalazek
braci Lumiere – kinematograf. Mimo, że wynalazek
braci-wynalazców musiał być operowany ręcznie, był krokiem w
przód w stosunku do urządzenia Edisona. Kinematograf był
połączeniem kamery nagrywającej obraz, drukarki i projektora
będącego w stanie wyświetlić nagrane klatki. Olbrzymią zaletą
wynalazku braci Lumiere była możliwość oglądania obrazu przez
wielu ludzi jednocześnie. W 1895 roku ich pierwszy film został
wyświetlony na ekranie o rozmiarach 16 na 21 metrów.
Projektor braci Lumiere doczekał się wielu ulepszeń, jednak
podstawowa zasada działania była kopiowana.
Rysunek 4: Kinematograf w trybie
projekcji
Era cyfrowa
W latach 30-tych XX wieku pojawiły się pierwsze urządzenia wykorzystujące technologię CRT (Cathode
Ray Tube). Technologia ta została opracowana
już w 1897 roku, ale wdrożenia doczekała się
dopiero w 1931 r.
Rysunek 5: Lampa elektronowa (CRT)
Rysunek 6: Jeden z pierwszych telewizorów, 1934r., o
rozdzielczości 180p
Rysunek 7: Projektor CRT
Głównym elementem technologii CRT jest
lampa elektronowa, w której promień
elektronowy
pada
na
fosforyczną
powierzchnię. Do uzyskiwania obrazu
wykorzystuje się urządzenie składające się z
trzech lamp odpowiedzialnych za podstawowe
kolory (czerwony, zielony, niebieski), układu
soczewek i układu scalonego. Po otrzymaniu
sygnału wideo, każdy z podstawowych
kolorów jest przetwarzany i przekierowywany
do odpowiedniej lampy. Każda z lamp posiada
dedykowaną soczewkę, która odpowiada z
ostrość i powiększanie obrazu. Po połączeniu
trzech promieni światła otrzymuje się gotowy
obraz. Technologia ta najpierw była
wykorzystywana w telewizorach CRT, zanim
trafiła do projektorów.
Technologia LCD
Następnym krokiem w rozwoju projektorów
było opracowanie technologii LCD – Liquid
Crystal Display. Wynalazcą jest nowojorski
uczony – Gene Dolgoff. Jego podstawowym
celem
było
opracowanie
projektora
jaśniejszego niż CRT.
Rysunek 8: Projektor LCD
Rysunek 9: Screen-door Effect
W technologii LCD silny strumień światła
przechodzi przez pryzmat, który rozdziela
światło na trzy podstawowe kolory. Trzy
strumienie światła przechodzą następnie
przez układ składający się z półprzeźroczystych
kryształów. Sygnał sterujący decyduje, które
kolory są przez panel LCD przepuszczane
i trafiają przez soczewkę na końcowy obraz.
Gotowy projektor LCD został opracowany
w 1984 roku. Głównym problemem, jaki
napotkał Gene Dolgoff, były widoczne linie
oddzielające poszczególne piksele obrazu.
Problem ten zyskał nazwę Screen-door Effect
(SDE). Efekt udało się zmniejszyć, przez celowe
zmniejszenie ostrości obrazu, przez co linie
dzielące poszczególne piksele ulegały
„rozmazaniu”.
Faktyczne
rozwiązanie
problemu
przyniosła
jednak
dopiero
technologia DLP.
Technologia DLP
Następnym krokiem w rozwoju projektorów
było opracowanie przez Texas Instruments
technologii DLP – Digital Light Processing. Jej
głównymi przewagami nad LCD są: wyższy
kontrast, większa szczegółowość obrazu
(mniejsza pikselizacja) oraz zmniejszenie
rozmiarów mechanizmu odpowiadającego za
wyświetlanie obrazu.
Zasada działania projektorów DLP jest bardzo
podobna do CRT. Obraz nie jest przepuszczany
przez półprzeźroczysty kryształ, ale odbijany
od matrycy luster. W technologii DLP za każdy
piksel obrazu odpowiada jedno mikrolusterko, które przechylając się, decyduje o
Rysunek 10: Projektor DLP
natężeniu światła i jasności danego piksela
obrazu. W ten sposób powstaje obraz w skali
szarości, który jest kolorowany za pomocą strumienia światła przepuszczanego przez pryzmat.
Technologia DLP umożliwiła również
znaczne zmniejszenie mechanizmu
odpowiedzialnego za generowanie
obrazu.
Rysunek 11: Projektor DLP LED - Philips PicoPix 2055 o wymiarach
7x7x2,7 cm
być zasilane z portu USB.
Opracowanie:
Jan Trzupek
PR Executive
E-Mail: [email protected]
Mobile: +48 730 954 282
Skype: jan.trzupek
Kolejnym ważnym krokiem w rozwoju
projektorów było opracowanie w 2006
roku wydajnych diod LED, jako źródła
światła. Pozwoliło to zastąpić lampy
łukowe, co zaowocowało dalszym
zmniejszeniem urządzeń. Dzięki temu
dzisiejsze projektory mają wielkość 7 x 7
cm, przy jasności 55 ANSI lumenów.
Pobór niektórych urządzeń (na
przykładzie kieszonkowego projektora
Philips PicoPix 2055) wynosi zaledwie 2
Ampery, dzięki czemu urządzenie może