Digitální zpracování světla

DEFINICE Technologie DLP (Digital Light Processing) umožňuje promítání digitálního obrazu, a to díky unikátnímu opt...


DEFINICE
Technologie DLP (Digital Light Processing) umožňuje promítání digitálního
obrazu, a to díky unikátnímu optickému polovodičovému čipu. Ten obsahuje
miliony malých zrcadel, která lze prostřednictvím digitálních signálů
jednotlivě vychylovat synchronně se zdrojem světla a rotujícím barevným
filtrem. Výsledkem je ostrý obraz, který je jasně viditelný i v normálně
osvětlené místnosti.


Když někteří lidé poprvé slyší o digitálním zpracování světla, zdá se jim to
skoro nemožné až magické miliony malých zrcadel na čipu velikosti nehtu na
palci, každé z nich schopné se pohnout tisíckrát za vteřinu, a tak vytvářet
digitální obraz.
DLP je v podstatě nanotechnologická implementace staré techniky pro přežití
využívající zrcadlo pro přivolání pomoci. Jejím účelem bylo vyslat zprávu k
cíli pomocí řízené série záblesků světla. V případě DLP je zrcadlo částí
optického polovodiče označovaného DMD (Digital Micromirror Device). DMD čip
obsahuje nikoliv jedno, ale 2,1 milionu mikroskopických zrcadel, každé o ploše
přesně 16 mikrometrů čtverečních (což je méně než jedna pětina velikosti
lidského vlasu), ve vzdálenosti jeden mikrometr od sebe.
DMD čip je řízen digitálním videosignálem, ve kterém každý digitální bod
odpovídá jednomu zrcadlu na DMD. Stačí přidat zdroj světla a zobrazovací čočku,
a zrcadlo může odrážet digitální obraz na projekční plochu či jiný povrch.
Každé zrcadlo je umístěno na malých závěsech, díky nimž může být vychýleno o 12
stupňů směrem ke zdroji světla nebo od něj, a tak vytvářet světlý nebo tmavý
bod na projekčním povrchu.
Řídicí elektronika nastavuje výchylku každého zrcadla jinými slovy, zapíná jej
nebo vypíná až 5 000krát za sekundu. Když je zrcadlo zapnuté častěji než
vypnuté, tak zobrazuje světle šedý bod, ale zrcadlo, které je častěji vypnuté,
zobrazuje tmavěji šedý bod. To umožňuje DLP v základní konfiguraci zobrazit až
1 024 stupňů šedé.

Pro barvu
Pro získání barevného obrazu se mezi zdroj bílého světla a DMD vloží otáčející
se barevné kolečko (s červeným, zeleným a modrým filtrem). Elektronický řídicí
prvek dodává samostatné signály pro každou ze tří barev každé zrcadlo je
zapínáno a vypínáno s ohledem na to, jak filtr mezi lampou a DMD střídá všechny
barvy.
Například pro zobrazení žlutého bodu bude zrcadlo odrážet na projekční povrch
pouze červené a zelené světlo. Při zobrazení žlutého bodu bude tedy zrcadlo
vypnuto, jakmile bude aktivován modrý filtr, a červené a zelené záblesky se
budou střídat tak rychle, že je lidský mozek smíchá dohromady a pozorovatel
uvidí žlutou. Tento postup umožňuje DLP vytvářet až 16,1 milionu barev. Starší
systémy DLP obsahovaly na filtru rovněž průsvitný segment (spolu s červeným,
zeleným a modrým) pro zvýšení celkového jasu ale na úkor sytosti barev.
Projektory pro domácnosti i pro běžné použití ve firmách používají výše popsaný
systém. Pro velmi velké projekce jako v případě kin či poslucháren jsou určeny
pokročilejší systémy používající 3 DMD čipy, jeden pro každou barvu, doplněné
optickým hranolem. Hranol rozkládá bílé světlo do barev a pak zpět dohromady
směšuje tři obrazy před jejich průchodem přes zobrazovací čočky. Tento systém,
nazývaný DLP Cinema, umožňuje vytvářet až 35 bilionů barev.

Konkurence
Ve většině aplikací technologie DLP přímo konkuruje LCD projekci. DLP běžně
nabízí větší kontrast (až 5 000 : 1 ve srovnání s 800 : 1 u LCD) a lepší
zobrazení černé, zatímco LCD má sytější barvy. Vzato kolem a kolem, LCD obraz
vypadá trochu ostřeji při zobrazení textu, DLP má ale zase náskok v případě
pohybujícího se videa, kde pak není tak patrný bodový rastr. Největší
projektory stále používají technologii LCD, která je o trochu efektivnější, ale
nejmenší a nejlehčí projektory jsou založeny na DLP. V roce 2003 zaujímaly DLP
systémy podle konzultační firmy The NPD Group 13% podíl na trhu televizorů se
zpětnou projekcí (s úhlopříčkou obrazovky delší než 40 palců). V minulém roce
se počet modelů DLP televizí ztrojnásobil.

Ohlédnutí
Čip DMD byl vynalezen v roce 1987 vědcem Larry Hornbeckem z firmy Texas
Instruments, který se zabýval výzkumem manipulace s odraženým světlem od roku
1977. V roce 1992 firma TI zahájila projekt s cílem prozkoumat komerční
použitelnost DMD. O rok později pojmenovala novou technologii DLP a vytvořila
samostatnou skupinu (nyní označenou jako Divize DLP produktů) pro vývoj
komerčních zobrazovacích aplikací.
V roce 1994 TI poprvé demonstrovala prototyp DLP projektoru. Přísliby této
technologie pro praxi byly rychle rozpoznány. V roce 1997 Akademie filmových
umění a věd zvolila DLP pro projekci při udílení Oskarů, a předvedla tak
hollywoodské komunitě první tříčipovou technologii DLP.
V roce 1999 byla při uvedení filmu Hvězdné války: Epizoda I Skrytá hrozba
poprvé veřejnosti představena technologie DLP Cinema. Do prosince 2002 dodala
TI 2 miliony DLP subsystémů.
Divize DLP produktů v TI rovněž získala 2 ceny Emmy, a to za vynikající
technologii pro vysílání v roce 1998 a za technologii a inženýrství v roce
2003. Larry Hornbeck byl v roce 2002 zvolen členem Mezinárodní společnosti pro
optické inženýrství a od Společnosti filmových a televizních inženýrů získal
medaili Davida Sarnoffa.









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.