mmt-virtreal_red

Современные высококачественные экраны имеют множество перфорационных отверстий, занимающих около 15% их площади, и пропускают звук гораздо лучше, чем тяжелые экраны, применяемые ранее. Кроме того, они имеют высокоотражающие покрытия, обеспечивающие более яркое изображение даже с учетом 15-процентных потерь светового потока на этих отверстиях. Пространство за экраном должно быть акустически заглушенным, а заэкранные АС должны устанавливаться как можно ближе к экрану для образования акустической связи с отверстиями. Если АС находятся слишком далеко, а отверстия очень малы, экран для звука становится почти непроходимым. При этом пространственная локализация источников звука в киносюжетах будет слабо выраженной, так как в основном будет восприниматься звук, который огибает экран.

Достоинством фирменных экранов является использование в них высококачественных материалов и покрытий. Они характеризуются не только высокими, не менее 0,9 коэффициентами отражения, но и стойкостью к появлению плесневых грибков Существенно, что большинство фирменных экранов моющиеся, а некоторые акустически прозрачны и огнестойки. Разработаны специальные технологии покрытий, придающие экранам свойства оптического усиления яркости изображения при просмотре с центральных мест зрительного зала.

4.4.1. Оптические и конструктивные особенности гибких экранов. Наиболее распространены рулонные экраны на текстильной основе из стекловолокна и виниловые. Поверхность первых из них получается плоской благодаря прочности материала и массе утяжеляющего стержня в нижней части. Виниловые экраны для получения плоской поверхности требуют предварительного натяжения, которое обеспечивается конструкцией.

Оптические характеристики покрытий экранов американской фирмы Draper, имеющий 100летний опыт производства высококачественных проекционных экранов, приведены на рис. 4.14. Из этих характеристик следует, что большинство экранов обладают свойствами оптического усиления яркости изображения, если на них смотреть в пределах центрального угла с отклонениями до 30° от направления, перпендикулярного плоскости экрана. Чем меньше угол обзора, тем больше может быть оптическое усиление экрана, но в менее выгодном положении оказываются зрители, не попавшие в центральную зону просмотра. Поэтому экраны с усилением не устанавливают на широкой стене помещения или вдоль нее.

Виниловые экраны Cineflex с покрытием нейтрально серого цвета применяются как просветные в мобильных мероприятиях, характеризуются высокими показателями контрастности ичеткости изображения, но отличаются довольно большим поглощением светового потока.

Кроме размеров, материалов и покрытий, экраны с гибкой поверхностью различаются по виду исполнения (рамочное, рулонное, для стационарного или мобильного применения) и монтажа

с большими кнопками, натягивается и фиксируется на сборной алюминиевой раме с соответствующими кнопкам гнездами (рис. 4.15б). В модификациях Lace&Cromment используется поверхность, окантованная двухдюймовой оплеткой с металлизированными отверстиями, через которые пропущена шнуровка натяжения, и алюминиевая или деревянная рама с металлическими крючками для нее, как показано на рис. 4.15в. Полотно экрана Cineperm может иметь покрытие М1300, М2500 или выполняться из виниловой пленки Cineflex.

Рулонные экраны Draper выпускаются в подпружиненном исполнении с ручным и моторизованным управлением. Для того, чтобы развернуть полотно настенного подпружиненного экрана, достаточно потянуть вниз за утяжеляющий стержень экрана до подходящего уровня. Для возврата полотна обратно внутрь корпуса экрана следует еще раз потянуть вниз и отпустить стрежень, придерживая его и не препятствуя работе воз- вратно-пружинного механизма.

По мере появления все более мощных видеопроекторов возрастает интерес к применению просветных экранов. Их основными преимуществами является отсутствие на них теневых следов от зрителей и защищенность кабельных коммуникаций, что весьма важно при проведении мобильных мероприятий. Есть и очевидные недостатки, связанные с необходимостью изолированного от зрителей пространства за экраном и применения гораздо более мощных проекторов, чем при работе с отражающими экранами.

Оптические характеристики просветных экранов техноло-

гий Infinite Resolution Uniformity Screen (IRUS), Cinescreen и DiamondScreen фирмы Draper показаны на рис. 4.16. Это жест-

кие экраны выполняются на акриловой или стеклянной подложке и имеют следующие особенности.

• Экраны серии IRUS предназначены для отображения компьютерной графики с высокой верностью отображения цветовых оттенков; они выполнены на акриловой подложке толщиной 1/4 дюйма с фирменны покрытием antiglare, обеспечивающим работу в незатемненных помещениях; Такие экраны часто используются для инсталляции полиэкранных видеостен на выставках и в центрах управления.

Рис. 4.16. Оптические характеристики жестких просветных экранов фирмы Draper

•Экраны технологии CineScreen выполняются на стеклянной (Cineglass) или акриловой (Cineplex) подложке толщиной 1/4, 3/8 или 1/2 дюйма по заказам с указанием размеров, вида оптической характеристики (Cine 10, 13, 15, 18, 20 или 25) и типа покрытия Optical Tint (HG, NG или W). Экраны с подложкой Cineglass характеризуются звуконепроницаемостью, твердостью и простотой обслуживания, но требуют аккуратного обращения. Экраны Cineplex хуже по звуконепроницаемости, их можно поцарапать при неаккуратном обслуживании, но они ударопрочные и, при тех же размерах и толщине, примерно вдвое легче Cineglass. Используются следующие типы покрытий.

•HС (High Contrast), дисперсное покрытие темно-серого цвета, улучшающее контрастность, цветопередачу и четкость отображения компьютерной графики, особенно ярких текстов на темном фоне;

•NG (Neutral Grey), покрытие нейтрально-серого цвета с нормальными характеристиками контрастности и цветопередачи, улучшающее равномерность распределения светового потока в центральной зоне экрана.

•W (White), покрытие нейтрально-белого цвета, смягчающее характеристики контрастности и цветопередачи, хорошо отражает луч лазерной указки, но экраны с таким покрытием не рекомендуется использовать в условиях внешней засветки.

•Экраны технологии DiamondScreen выполняются на акриловой подложке толщиной 1/4 дюйма, имеющей довольно сложную, структуру, показанную на рис. 4.17.

Здесь поверхность А, обращенная к проектору, представляет собой линзу Френеля с шагом кольцевых зон 0,5 мм, выполняющую функцию конденсора. Проецируемое на экран изображение фокусируется на диффузионном матричном слое В, реализующим функцию распределения светового потока по вертикали. Благодаря нейтрально-серой тонировке, этот слой обеспечивает высокую контрастность изображения. Сторона экрана, обращенная к зрителям, представляет собой растрированную с шагом 0,3 мм

по горизонтали поверхность из чередующихся асфе- Рис. 4.17. Сечение экрана DiamondScreen рических линз С и D с неотражающим покрытием. Такая конструкция обеспечивает функции рас-

пределения светового потока по горизонтали и коррекции расхождения изображений в составляющих первичных цветов RGB. Так как эти расхождения на фрагментах E и F противоположны по направлению, они становятся незаметными для зрителей.

При всей привлекательности применения просветных экранов следует иметь в виду, что характеристики коэффициента усиления, показанные на рис. 4.16, на самом деле описывают потери на светопропускание. Эти потери меньшие в зонах центрального просмотра, но и здесь довольно значительны, например, 2/3 при толщине 5 мм акриловой подложки нейтрально-серого экрана.

4.4.2. Голографические экраны. Под таким и иногда с добавлением слова “псевдо” названием сравнительно недавно рекламируются просветные экраны, на самом деле не имеющие отношения к голографии в ее классическом понимании. Такой экран представляет собой стеклянную пластину или натянутую оптическую пленку, на которой создается изображе-

ние при использовании косой проекции. В то же время он остается прозрачными для внешнего рассеянного света. При этом зритель видит проецируемое изображение и одновременно может видеть объекты, находящиеся за экраном. Проектор должен находиться выше или ниже экрана, например, на потолке, проецируя под углом 25…35°от перпендикуляра к поверхности экрана.

Псевдо голографические экраны часто подвешиваются на тросах, что обеспечивается поддерживающими их комплектными полосами из алюминия в верхней и нижней части. Изображение на таком экране смотрится как бы парящим в воздухе, и воображении зрителей оно воспринимается как объемное, хотя на самом деле оно плоское.

Основное применение псевдо голографических экранов – места, где требуется показ изображения при ярком освещении: на выставках, в музеях, в информационно-справочных табло, а также в театральных постановках для демонстрации появления мистических персонажей, например, привидений.

Контрольные вопросы

1.Перечислите основные параметры, характеризующие акустику помещений.

2.Какие средства применяются при акустическом оформлении помещений?

3.Какие электроакустические параметры аппаратуры звукоусиления являются важнейшими?

4.Что такое динамический диапазон музыкальной программы

5.Перечислите причины возникновения трапециевидных искажений проекции.

6.При каком условии трапециевидные искажения не возникают при косой проекции с использованием функции Lens Shift?

7.Что такое коэффициент усиления отражающего и просветного экрана?

8.Какие преимущества и недостатки проекции на отражающий и просветный экран?

Заключение

Жидкокристаллические (LCD), плазменные (PDP) и проекционные дисплеи постоянно совершенствуются и благодаря своим преимуществам и значительному снижению цен уже вытеснили кинескопы из компьютерных мониторов, большеэкранных и HDTV-телевизоров. Но было бы преждевременным утверждать, что окончательная победа ЖК или плазмы – вопрос времени. Весьма вероятно, что вскоре появятся серийные модели дисплеев на основе нанотехнологий, способных существенно изменить состояние рынка дисплеев и телевизоров.

За минувшие 10 лет параметры качества изображения жидкокристаллических и плазменных дисплеев существенно улучшились, и в последнем поколении они перешли 100" “рубикон” по размерам экрана. Но принципиальные недостатки PDP, связанные с большим энергопотреблением, невысокой средней яркостью и остаточными изображениями (After Images), преодолеть пока не удалось.

ЖК-дисплеи непрерывно совершенствуются и в настоящее время почти лишены недостатков. На выставке CES’2007 демонстрировался ЖК-телевизор Sharp c диагональю экрана 108" и разрешением 4096×2160. Дальнейший прогресс проиисходит в направлениях повышения качества цветного изображения, увеличения ресурса подсветки и уменьшения энергопотребления. Обнадеживающие результаты уже получены благодаря использованию светодиодной подсветки с адаптивным управлением.

Объемы продаж плазменной продукции стал уменьшаться, и наметилась было тенденция вытеснения большеэкранных PDP-телевизоров проекционными, которыеоказались более удобными при работе и обслуживании. Но это продолжалось недолго. Сейчас мир замер в ожидании завершения глобального финансового кризиса и начала битвы дисплейных технологий, результаты которой могут радикально повлиять на соответствующий сектор рынка. Вероятно на первом этапе “поле брани” покинут плазменные дисплеи, и основное сражение начнется между SED (FED) и лазерными DLP-дисплеями. Но на исход «битвы» способны повлиять ЖК-дисплеи. Их решающим преимуществом может стать экологическая безвредность изображения, лучшая, чем даже в пленочном кинематографе.

Действительно, у ЖК-аппаратуры нет обтюраторов, перекрывающих световой поток кинопроекторов с частотой 48 Гц. ЖК-изображения – это последовательность цветных электронных слайдов, изменяющихся от предыдущего к последующему без гашения экрана с частотой телевизионных полей или кратной ей. Поэтому у таких изображений всегда реальная цветность, а нагрузка на зрение минимальна.

Мгновенная цветность электронных изображений, формируемых на основе других технологий, никогда не совпадает с реальной. Их цветовая палитра – это виртуальная реальность, возникающая только в подсознании зрителей как результат усреднения по времени цветности множества пикселей, вспыхивающих в цветах R GВ после кадровых гашений экрана или в соответствии с весовым разбиением полевых интервалов.

Часто, сравнивая ЖК-дисплеи с кинескопными телевизорами, говорят о низком быстродействии первых как об основном их недостатке. При этом предпочитают забывать о том, что быстродействие кинескопа не лучше, а даже хуже, чем у современных ЖК-дисплеев. Между тем хорошо известно, что яркость изображения и отсутствие заметного мерцания на экране кинескопов обеспечивается благодаря послесвечению люминофоров покрытия экрана кинескопа, которое принципиально должно быть около 20 мс.

Приложения

П1. Слухчеловека иосновы построения систем пространственного звучания

П1.1. Анатомия и физиология слуха. Анатомически ухо делится на три части: наружное, среднее и внутреннее (рис. П1.1).

Наружное ухо. Выступающая часть наружного уха называется ушной раковиной, ее основу составляет полужесткая хрящевая ткань. Отверстие наружного слухового прохода расположено в передней части ушной раковины, а сам проход направлен внутрь и слегка вперед. Ушная раковина концентрирует звуковые колебания и направляет их к тонкой мембране – барабанной перепонке.

Среднее ухо, включающее барабанную полость и слуховую (евстахиеву) трубу, отделяет внутреннюю сторону наружного слухового канала

от барабанной полости и представляет собой пространство, заполненное воздухом. В этой полости среднего уха находится цепочка из трех подвижно сочлененных миниатюрных слуховых косточек, которая передает колебания от барабанной перепонки во внутреннее ухо. Эти косточки по их форме называются молоточек, наковальня и стремечко. Молоточек своей рукояткой прикреплен к центру барабанной перепонки при помощи связок, а его головка соединяется с наковальней, которая, в свою очередь, прикреплена к стремечку. Основание стремечка вставлено в овальное окно – отверстие в стенке внутреннего уха. Крошечные мышцы способствуют передаче звука, регулируя движение этих косточек. Оптимальным условием для колебаний барабанной перепонки является одинаковое давление воздуха с обеих ее сторон. Так и происходит благодаря тому, что барабанная полость сообщается с внешней средой через носоглотку и слуховую (евстахиеву) трубу, которая открывается в нижний передний угол полости. При глотании и зевании воздух проникает в трубу, а оттуда в барабанную полость, что обеспечивает давление в ней, равное атмосферному.

Внутреннее ухо. Костная полость внутреннего уха, содержащая большое число камер и проходов между ними, называется лабиринтом. Он состоит из костного лабиринта и перепончатого лабиринта. Костный лабиринт – это ряд полостей, расположенных в плотной части височной кости; в нем различают три составляющие: полукружные каналы – источники нервных импульсов, отражающих положение тела в пространстве, преддверие и улитку – орган слуха. Перепончатый лабиринт заключен внутри костного лабиринта.

Он наполнен жидкостью, эндолимфой, и окружен другой жидкостью - перилимфой, которая отделяет его от костного лабиринта. Перепончатый лабиринт, как и костный, состоит из трех основных частей. Первая соответствует по конфигурации трем полукружным каналам. Вторая делит костное

преддверие на два отдела: маточку и мешочек. Удлиненная третья часть образует среднюю (улиточную) лестницу (спиральный канал), повторяющую изгибы улитки.

Улитка. Название улитки определяется ее спирально извитой формой. Это костный канал, образующий два с половиной витка спирали и заполненный жидкостью. Внутри, на одной стенке спирального канала по всей его длине расположен костный выступ. Две плоские мембраны идут от этого выступа к противоположной стенке так, что улитка по всей длине делится на три параллельных канала. Два наружных называются лестницей преддверия и барабанной лестницей, они сообщаются между собой у верхушки улитки. Центральный, т.н. спиральный, канал улитки сообщается с мешочком и заполнен эндолимфой, лестница преддверия и барабанная лестница - перилимфой. Перилимфа имеет высокую концентрацию ионов натрия, тогда как эндолимфа - высокую концентрацию ионов калия. Важнейшей функцией эндолимфы, которая заряжена положительно по отношению к перилимфе, является создание на разделяющей их мембране электрического потенциала, обеспечивающего энергией процесс усиления входящих звуковых сигналов.

Лестница преддверия начинается в сферической полости – преддверии, лежащем в основании улитки. Один конец лестницы через овальное окно преддверия соприкасается с внутренней стенкой заполненной воздухом полости среднего уха. Барабанная лестница сообщается со средним ухом с помощью круглого окна улитки. Жидкость не может проходить через эти окна, так как овальное окно закрыто основанием стремечка, а круглое - тонкой мембраной, отделяющей его от среднего

уха. Спиральный канал улитки отделяется от барабанной лестницы так называемой основной мембраной, похожей на струнный инструмент в миниатюре. Она содержит ряд параллельных волокон различной длины и толщины, натянутых поперек спирального канала, причем волокна у основания спирального канала короткие и тонкие. Они постепенно удлиняются и утолщаются к концу улитки, как струны арфы. Мембрана покрыта рядами чувствительных, снабженных волосками клеток, выполняющих функцию преобразования колебаний основной мембраны в нервные импульсы. Волосковые клетки связаны с окончаниями нервных волокон, образующих слуховой нерв. Рецепторы звуковых колебаний. Звуковые волны вызывают колебания барабанной перепонки, которые передаются по цепи слуховых косточек среднего уха и достигают внутреннего уха в виде колебательных движений основания стремечка в овальном окне преддверия. Во внутреннем ухе эти колебания распространяются как волны давления жидкости через лестницу преддверия к барабанной лестнице и по спиральному каналу улитки. Акустическая вибрация в улитковой жидкости является финальной фазой проведения звука. Благодаря своей структуре основная мембрана вибрирует в соответствии с частотами поступающих звуков и при достаточности амплитуды ее колебаний возбуждает волосковые клетки для передачи ими импульсов на окончания тех нервных волокон, с которыми они связаны. Так, путем активации рецепторами тех или иных волокон слухового нерва кодируется информация, используемая мозгом для различения отдельных тонов.

Слуховые центры, воспринимающие акустическую информацию, поступающую от рецепторов левого и правого уха, расположены в правом и левом полушарии мозга соответственно. Таким образом, в височных частях мозга расположены два приемника акустических колебаний (рис. П1.4).

Среднее расстояние между ушами (стереобаза рецепторов) составляет 21 см, что обеспечивает пространственное восприятие звуков. Вместе с тем, эта величина мала по сравнению длинами волн главных речевых частот.

Акустические колебания могут достигать звуковых рецепторов тремя путями: путем воздушной проводимости через наружный слуховой проход и среднее ухо; путем костной проводимости через череп; путем проводимости через носоглотку, так называемой тубарной проводимости.

П1.2.Стереофоническая и бинауральная звукопередача. Как известно, стереофоническое вос-

произведение требует, чтобы сигналы левого и правого каналов, получаемые от микрофонов, передавались полностью изолированными через всю цепь передачи-воспроизведения для подачи на два громкоговорителя, расположенные справа и слева от зоны прослушивания в помещении. При правильном фазировании звуки от двух громкоговорителей смешиваются так, что слушатель, находящийся на некотором расстоянии от них, примерно одинаковом, получает впечатление о первоначальной звуковой картине в горизонтальной плоскости и пространственно воспринимает отдельные источники звука. Такова двухканальная система.

С уменьшением разделения каналов ширина звуковой картины уменьшается, и когда разделение каналов становится равным нулю, возникает монофоническое звучание: звук излучается как будто бы из источника, находящегося посредине между двумя громкоговорителями. Регулировка фазирования несколько смещает положение источника звука и создает кажущееся расширение звуковой картины за пределы, определяемые местоположением двух громкоговорителей.

Местоположение источника звука определяется слушателем по различию интенсивности и времени приближения звуковых волн к обоим ушам, причем последний фактор является доминирующим. Это можно доказать, подавая на два разнесенных в пространстве громкоговорителя сигналы одинаковой интенсивности, но с небольшой задержкой во времени одного сигнала по отношению к другому. В этих условиях слушатель, находящийся на одинаковом расстоянии от двух громкоговорителей, получит впечатление, что сигнал поступает от того громкоговорителя, на который он подается без задержки времени. Это явление называется эффектом предшествования