Angles of view

Projekce dat (XIV)

Reflexe na projekční plochy s přední projekcí



Většině zobrazovacích systémů jsou společné tři hlavní prvky:
projektor, projekční plocha a diváci. Ideálně je konfigurace a
uspořádání prvních dvou sladěna tak, aby maximální počet
světelných paprsků emitovaných prvním byl přenesen druhým a
nasměrován do očí třetího. Jakákoliv další distribuce světla je
nadbytečná. Zaměřme se tedy podrobněji na projekčních plochy s
přední projekcí.

Přestože existuje celá řada různých typů projekčních zařízení,
není zase tak velké množství typů projekčních ploch. Ve
skutečnosti existují pouze tři základní typy: plochy, které
světlo odrážejí, rozptylují, nebo světlo lámou. Pochopením jak
fungují budeme schopni si mezi nimi lépe vybrat.

Podívejme se nejprve na první typ projekčních ploch, jež světlo
odrážejí. Jsou to plochy, které fungují na principu zákona
odrazu a dopadu, který říká, že úhel odrazu se rovná úhlu
dopadu. Dopadá-li světlo na takovou plochu, odráží se a vychází
ven pod úhlem, který je určen směrem dopadu původního paprsku.
Tuto vlastnost můžeme srovnat s chováním koule na kulečníkovém
stole. Pokud ji postrčíme vůči stěně pod úhlem 30°, odrazí se od
ní pod úhlem -30°.

Druhý typ projekční plochy světlo rozptyluje. Světlo opouští
plochu značně jednotným způsobem, který je zcela nezávislý na
úhlu dopadu. Abychom si to představili na chování kulečníkové
koule: ať zvolíme jakýkoliv směr pro určení úhlu dopadu na stěnu
stolu, neovlivní to způsob odrazu koule od stěny. Ve skutečnosti
se koule vůbec neodrazí; naopak, rozbije se na miliony malých
kuliček, které vyletí z místa dopadu koule všemi směry a
stejnoměrně se rozptýlí po celém stole. To je např. projekční
plocha typu Mate White.

Třetí typ projekční plochy světlo láme. Protože k refrakci jako
fyzikálnímu jevu dochází, když světlo ukončí cestu jedním
optickým médiem a vstoupí do jiného, obyčejně na tento jev
nemyslíme ve spojení s přední projekční plochou. Nicméně optické
jevy, na kterých jsou založeny všechny projekční plochy se
skleněnými kuličkami, jsou právě refrakční. Světlo vyzářené z
určitého úhlu u tohoto typu projekční plochy se ani neodráží pod
opačným úhlem, ani se stejnoměrně nerozptyluje, ale vrací se
podél stejné dráhy, po které přišlo. Kvůli této svérázné
vlastnosti se plochy se skleněnými kuličkami nazývají
retro-reflektivní. Pokud by opět náš kulečníkový stůl byl
retro-reflektivní, koule zaměřená na jednu jeho stěnu z
jakéhokoliv úhlu by se odrazila zpět pouze směrem, který vede
přesně zpět ke špičce kulečníkového tága.

Plochy refrakční

Mezi těmito třemi základními typy ploch s přední projekcí se
plochy se skleněnými kuličkami staly nejvíce pomlouvané a
nejméně pochopené. To je bohužel škoda, protože to mohou být
výjimečně užitečná zařízení a nezaslouží si již špatnou pověst,
jakou kdysi měly.

Z historického hlediska zde byly dvě nevýhody zmíněných
projekčních ploch, tak jak byly zpočátku vyráběny. Jedna byla
mechanická, druhá optická. Pro vytvoření a výrobu projekční
plochy se skleněnými kuličkami musí výrobce najít způsob, jak
aplikovat velký počet velmi malých skleněných kuliček do
substrátu (pozadí), který pak bude tisíckrát rolován nahoru a
dolů. Jestliže bylo docela obtížné přilepit kuličky k substrátu
stejnoměrně, zaručit, aby zůstaly všechny přilepené i po všem
tom rolování nahoru a dolů, se ukázalo skoro nemožné. Často se
opravdu stávalo u typických pláten, že některé kuličky začaly
odpadávat, když docházelo k častému rolování a odrolování
plátna. Horší než nepořádek, který po sobě zanechávají na
podlaze pod plátnem, je, že na projekční ploše zůstávají plochy
bez kuliček.

Optický problém má co dělat s velikostí samotných kuliček.
Většina konvenčních skleněných, používaných u projekčních ploch,
má průměr, který je alespoň podle optických norem docela velký.
Tento nedostatek je nejvíce zřejmý při projekci dat nebo
grafiky, kdy jinak vysoce kvalitní obrazy vykazují velkou
zrnitost a blýskavost, což často rozptyluje pozornost.

Nejnovější zlepšení v technologii výroby projekčních
ploch odstranila obě tyto nevýhody s mimořádným úspěchem. Např.
firma Da-Lite zavedla novou podkladovou látku, která se nazývá
High Power. Aby zajišťovala kompletní mechanickou stabilitu, je
kuličkami osazená látka typu High Power pokryta tenkou ochrannou
povrchovou vrstvou, která pokrývá kuličky shora jako pružná a
těsně obepnutá kůže, čímž je přidržuje trvale na svém místě.
Nejen že je výsledný povrch omyvatelný, ale je také příjemný
(neostrý) na dotyk a adheze je tak perfektní, že je třeba silné
lupy, aby se potvrdilo, že povrch je skutečně osazen kuličkami.

Da-Lite překonal problém s rozlišením tak, že byla nalezena
cesta k použití kuliček, které mají průměr pouhých 9 mikronů. To
je sedminásobné zlepšení proti nejlepším tradičním povrchům s
kuličkami a zcela eliminuje jakékoliv stopy zrnitosti a třpytu
(zářivých skvrn). (Abychom pochopili co vyjadřuje rozměr 9 um,
10 um je typická šířka lidského vlasu).

[Typotexte, u v um je mikromilimetr, neboli řecké mjů. Děkuji.]

Proč plátna s kuličkami

Protože vývoj látky typu High Power tak přesvědčivě odstranil
nedostatky, spojené s původními projekčními plochami osazenými
skleněnými kuličkami, nemusí dnešní projektanti váhat ohledně
specifikace retro-reflektivních pláten. Dnes je možné všechny
tři typy používat zcela rovnocenně, a důvod pro použití té které
z nich závisí pouze na jejich optických vlastnostech. Abychom se
mohli rozhodnout mezi těmito vlastnostmi správně, je nejlepší
začít analýzu výběru posouzením prostorových vztahů mezi
projektorem a publikem.

Systémy s přední projekcí se zřídka nastavují s
projektorem umístěným v normále k projekční ploše. Je-li
projektor umístěn přesně kolmo ke středu projekční plochy, má
tendenci být přesně uprostřed publika, tedy příliš blízko k
hlavám diváků, kteří sedí pod ním a překáží těm, kteří sedí nad
a za ním. Abychom se vyhnuli těmto potížím, jsou projektory
většinou zavěšeny nad normálou plochy a nasměrovány tak, aby
svítily směrem dolů na projekční plochu. Protože si vždy
přejeme, aby plocha odrazila světlo z projektoru do očí publika,
budeme muset zvolit pro tento případ typ projekční plochy, který
se řídí zákonem dopadu a odrazu. Ve skutečnosti toto pravidlo by
mohlo být:

Obrázek 1

Dále se ptáme, co se stane, když projektor nebude umístěn v horní
poloze. Co se stane, bude-li je nejvhodnější poloha na desce
stolu, pod středem projekční plochy? Použití reflektivní plochy
pro takovou konfiguraci by bylo chybou, neboť vzhůru směřující
projekční paprsky by se odrážely ještě výše. Dokud naše publikum
nebude sedět tam nahoře (jak tomu může být např. v případě
amfiteátru), většina jasu projektoru nikdy nedopadne do jeho
očí. To je také dobrá příležitost využít výhod projekčních ploch
osazených kuličkami. Proto by druhým pravidlem mohlo být:

Obrázek 2

Všimněte si, že obě tyto konfigurace se liší pouze v geometrii
vertikální projekce. Ačkoliv jsou projektory zřídkakdy, pokud
vůbec, umístěny mimo osu horizontálně, publikum většinou je.
Kdykoliv se proto horizontální půl-úhel zvětší na více než 20 -
30 stupňů, specifikace projekční plochy by se pravděpodobně měly
změnit na povrch Matte White. Jsou-li však potřebné horizontální
zorné úhly menší, mohou reflektivní nebo retro-reflektivní
plochy významně zlepšit jas obrazu. Existují plochy s
reflektivním povrchem, který nabízí zisk v ose + 1,5. Nová
plocha Cinema Vision poskytuje mírně menší osový zisk o hodnotě
+ 1,3. Je-li pro určitý případ vhodná retro-reflektivní plocha,
bude mít plocha typu High Power mimořádný osový zisk jasu + 2,8,
který je produkován optickou aktivitou skleněných kuliček. Pro
zajímavost, mimo jejího zorného pohledového kuželu se materiál
typu High Power chová přibližně stejně jako MatteWhite
rozptylující světlo všemi směry.

Při výběru plochy s přední projekcí se ziskem, je účelem
tohoto článku doporučit výběr tak, že zvětšení zisku je méně
důležité, než volba typu reflektivity, která jej produkuje.
Cílem jakéhokoliv zobrazovacího systému musí být dodávka
maximálního množství informace neseného světelnými paprsky z
projektoru do očí publika. Tím, že zaručíme volbou vhodného
povrchu že co nejmenší množství těchto paprsků skončí někde
jinde, zaručíme, že všichni budeme v¦dobrém světle.