Проецирование изображений на изогнутые экраны представляет собой дилемму. Чем четче изображение, тем оно темнее. Новый оптический подход впервые объединяет яркость и резкость на экранах любой кривизны, а также позволяет увеличить скорость проецирования примерно в 10 000 раз. Исследователи представят свою технологию с 4 по 6 ноября на выставке Vision 2014 в Штутгарте.
Логотип светится над навесом стены и выступом большого офисного здания, мгновенно идентифицируя прохожих предприятие, скрытое за фасадом. Это стало возможным благодаря проектору, показывающему подходящий слайд на стену. Однако то, что хорошо работает на плоских проекционных поверхностях, сопряжено с трудностями для изогнутых или неровных поверхностей, таких как фасад. Для достижения достаточной резкости и глубины резкости диафрагма должна быть закрыта. Но чем меньше это отверстие, тем меньше достигается яркость - как и в случае с камерами. Есть способ обойти эту проблему с помощью лазера. Сканирующие зеркала могут направлять лазерный свет так, чтобы создавалось желаемое изображение. Однако этот процесс имеет свои недостатки. Установка сложная и дорогая. Резкость и яркость одновременно
Исследователи из Фраунгоферовского института прикладной оптики и точного машиностроения IOF в Йене, Германия, применили проверенный подход, используемый с камерами. «Мы закрываем апертуру до 0,8 мм и тем самым достигаем огромной глубины резкости», - рассказывает научный сотрудник IOF доктор Петер Шрайбер. Но в отличие от решений, используемых до сих пор, изображение, проецируемое IOF, яркое. «Мы создаем желаемую яркость, размещая несколько микропроекторов рядом друг с другом, что называется массивом. Короче говоря, свет от отдельных устройств аддитивен - если изображение должно быть ярче, вы просто увеличиваете количество проекционных элементов.
Проектор может быть размером, например, до десяти на десять сантиметров, а его толщина составляет около сантиметра - независимо от количества проекторов. «Хотя выходная апертура современных проекторов круглая, мы можем сделать апертуру любой формы, какой захотим», - говорит Шрайбер. Это означает, что проектор может проецировать яркие и четкие изображения на экран любой кривизны, обладая при этом собственной формой - например, логотипом, который сам по себе напоминает изображение. Проектор в виде логотипа компании можно закрепить, например, на стене ресепшн, одновременно проецируя изображение на противоположную стену.
Собраны как кусочки мозаики
Если присмотреться к проектору, то видно, что он состоит из множества элементов размером 1 см х 1 см, напоминающих мозаику. А внутри каждого из этих элементов в свою очередь находится один светодиод и более сотни микропрожекторов - т.е. автономный микрослайд-проектор с микроподсветкой и микропроекционными линзами. Однако исследователи производят эти микропроекторы не по отдельности, а в виде массивов. Они накладываются на массив слайдов с массивами линз. «Мы можем использовать этот строительный блок для работы с экранами различной геометрии и расстояниями проецирования», - объясняет Шрайбер. Кроме того, оптическая матрица имеет еще одно преимущество: при изменении геометрии проекционной поверхности или проекционного расстояния больше не требуется реконфигурировать всю оптическую систему, как раньше, а только матрицу слайдов. Сам оптический массив остается без изменений.
Быстрый прогноз
В то время как высокоскоростные камеры могут снимать до десяти тысяч изображений в секунду, обычные проекторы работают медленно. Они могут воспроизводить только около ста изображений в секунду. Эта разница может привести к проблемам, так как скорости в сотню изображений в секунду часто бывает недостаточно. Например, при проецировании полос, используемых для измерения движущихся поверхностей. «Наш массив может проецировать миллион изображений в секунду», - с удовольствием сообщил Шрайбер. Это примерно в 10 000 раз быстрее, чем у обычных проекторов. Массив также может проецировать динамические изображения. Вместо того, чтобы использовать массив слайдов, исследователи встраивают микро-изображение позади отдельной линзы.