Эволюция проекционных технологий: всё новое – хорошо забытое старое!

Волшебный фонарь, проекционный фонарь или даже, как тут у нас недавно перевели, «лучемёт». Да, да – это всё о проекторе.

Началось всё достаточно давно, и доподлинно неизвестно, кто именно придумал первый проектор, но подобный принцип проецирования использовался в камерах-обскурах, упоминание о которых встречается ещё в V—IV веке до н. э.

Что нужно для создания волшебной картинки на стене? Раньше рецепт состоял всего из 3-х компонентов: источник света (например, масляная лампа или свеча), корпус с отверстием или объективом и прозрачное стекло с проецируемым изображением.

Именно по такому принципу работало устройство, изобретенное голландским ученым Христианом Гюйгенсом в 1659 году. Считается, что изначально цель изобретения была вполне благородной – проецировать иллюстрации в увеличенном формате для обучения студентов.

Но довольно быстро нашлись те, кто решил найти альтернативное применение проектору. В Европе новинкой заинтересовались фокусники и иллюзионисты, которые стали активно использовать «волшебный фонарь» в своих представлениях. В основном показывали страшные картинки со всякими скелетами, монстрами и другой нечистью. Особенно эффектно это смотрелось, когда сам прибор был спрятан, а изображение проецировалось не на стену, а на клубы дыма.

«Маленькая машина, которая показывает в темноте на белой стене различные призраки и страшные чудовища; таким образом, тот, кто не знает секрета, думает, что это делается с помощью магического искусства» - вот как описывается проектор в «Философском словаре» Ришле 1719 года.

Метод проецирования с помощью лучей света, проходящих через прозрачный носитель с изображением, называется «диапроекция».

Немного позже в 18-м веке был придуман эпископ или эпископический проектор – устройство для проецирования изображения с непрозрачных материалов, как правило, листа бумаги с текстом или рисунком. Объект освещался яркой лампой сверху, отраженный луч света попадал на зеркало и затем, проходя через объектив, проецировал изображение на экран. Поскольку они должны были проецировать отраженный свет, эпископические проекторы требовали более ярких ламп и больших линз, чем диаскопы.

Вскоре появились и устройства, сочетающие в себе преимущества обеих технологий – эпидиаскопы, способные работать как с прозрачными, так и с непрозрачными носителями изображений.

Диапроекторы, эпископы и другие приборы на основе этих технологий активно использовались для обучения вплоть до конца 20-го века. Ведь и сейчас мы не представляем себе презентацию без демонстрации изображений, графиков и схем на большом экране.

Но общей проблемой всех проекционных устройств всегда были источники света, т.к. свечи и масляные лампы не могли давать стабильный яркий световой поток, а также были пожароопасны. В 19-м веке с изобретением электрической лампы накаливания, этот яркий и компактный источник света быстро вытеснил все остальные.

Смотреть на неподвижные изображения не так интересно, как на движущиеся, и в 1832 году бельгийский физик Жозеф Плато изобрел прибор оптического обмана, который позже был назван фенакистископом, что означало «обманщик» и «смотреть». А в 1853 году впервые удалось осуществить проецирование изображений фенакистископа на экран. Деревянный диск со стеклами с сериями картинок вращался позади объектива волшебного фонаря. Это был ещё один шаг на пути развития кинематографии.

С развитием фотографии и переноса изображений на плёнку стала возможной проекция движущегося изображения. По сути зрители просто видели очень быструю смену картинок, но при большой скорости изображения ощущались как видео. 22 марта 1895 года в Париже братья Люмьер впервые продемонстрировали синематограф – универсальный аппарат для проецирования, съемки и копирования кинофильмов на 35 мм киноплёнке, а первый платный киносеанс состоялся 28 декабря 1895 года в одном из залов «Гран-кафе».

В середине 20-го века появление телевидения и магнитная запись изображения также подтолкнули к развитию проекционную индустрию. Изображение с магнитной ленты можно было показывать на телевизоре, но на большом экране это было невозможно. Решением стали кинескопные проекторы (CRT – электронно-лучевая трубка (ЭЛТ)), которые могли проецировать изображение с телевизора, видеомагнитофона, а позднее и с компьютера. CRT-проекторы не получили большого распространения из-за малого ресурса ЭЛТ, а также слабой яркости, больших размеров и необходимости в регулярной калибровке.

В 80-х годах 20-го века случился настоящий цифровой технологический прорыв. Развитие цифровых технологий и появление жидкокристаллических матриц привело к появлению LCD проекторов. Вместо физического носителя в виде пленки в них использовалась небольшая ЖК-матрица. ЖК-матрица состоит из мизерных пикселей, которые работают по принципу затвора в фотокамере – они либо пропускают свет, либо нет. Позднее был создан 3LCD-проектор, в котором использовались 3 монохромные матрицы (красная, синяя и зеленая), формирующие полноцветное изображение.

LCD-проекторы первых поколений обладали одним существенным недостатком – матрица задерживала значимую часть светового потока, поэтому в 1990-х годах инженеры решили вернуться к эпископическому принципу проекции, только уже на современном технологическом уровне. Так появилась технология DLP, где применяется микроэлектромеханическая система, состоящая из микросхемы и отклоняемых металлических микрозеркал. Изображение в таком устройстве формируется отклонением микрозеркал, которые направляют лучи света либо в объектив и на экран, либо в сторону – так на проекционном экране образуются белые и темные пиксели.

Проекционные технологии постоянно развиваются, растут показатели яркости, разрешения, срок службы источника света увеличился до 20-40 тыс. часов (как вам по сравнению со свечкой?). Современные проекторы способны воспроизводить изображения практически неограниченного размера, в том числе и на рельефную поверхность зданий (3D-мэппинг). Проецирование изображения обходится дешевле и гораздо менее энергозатратно, по сравнению с другими современными средствами отображения. А ещё – проекция – это отраженный свет, который лучше подходит для долгого просмотра и меньше влияет на зрение.

В настоящее время без проекторов не обходится ни один офис или учебное заведение, мультимедийные технологии используются в музеях и театрах, в различных шоу и выставках.

Возможности управления по сети, дистанционного контроля и соединения нескольких устройств в единую систему для увеличения охвата и яркости – всё это позволяет реализовывать самые невероятные фантазии, которые и не снились средневековым фокусникам из Европы.