Angles of View

Projekce dat [XII]



Zisk, nebo ztráta projekční plochy?







V této sérii jsme se pokusili vytvořit řadu předběžných definic

pro většinu vizuálních displejů a popsat jejich vlastnosti.

Proto, aby byla diskuse co nejsrozumitelnější, byla použita

určitá zjednodušení, která nyní budou rozvedena ve větších

detailech. Různé praktické prvky, odpovídající specifikaci

optimálních zobrazovacích systémů, budou zdůrazněny a detailně se

soustředíme na vzájemné vztahy mezi jejich jednotlivými

komponenty. Začněme podrobnějším pohledem na zisk projekční

plochy – nebo je to ztráta?



Přistoupíme-li k pozorování projekčního zařízení ve spojení

s projekční plochou, je velkou ironií skutečnost, že pojem „zisk“

se rutinně aplikuje na plochu a ne na projektor. Přesto je to

projektor a ne projekční plocha, který je napájen elektrickou

energií, a je to právě projektor a ne projekční plocha, který

přichází s proměnným parametrem, nazývaným „jas“ či „zářivost“.

Nicméně zisk projekční plochy existuje. Ačkoliv je to stále ještě

zavádějící chybné označení, zisk není něco jako otřepaná fráze

audiovizuálního průmyslu. Projekční plocha se ziskem 3 je zcela

zřejmě odlišná od plochy se ziskem 1,5. Jak – to je již otázka

zasluhující analýzu.

Jak jsme poznamenali dříve, zisk projekční plochy se mění

nasměrováním světlometu do středu projekční plochy z místa, které

leží na středové normále k ploše. Staňme se na chvíli analytiky

a prozkoumejme předpoklady, které jsou základem tohoto procesu.

Znamená to, že je zde něco unikátního na tomto čtverečním metru

látky, která náhodou pokrývá střed projekční plochy? Samozřejmě

není. Žádný proužek, plocha nebo čtvereční metr materiálu

projekční plochy nejsou vyrobeny tak, aby byly odlišné od

jakéhokoliv jiného kusu nebo jiné části. Opticky jsou všechny

navzájem zaměnitelné a také samozřejmě být musí.

Není-li na středu projekční plochy nic speciálního, co takhle

jiná proměnná – pozorovací úhel? Je úhel 0° nějak více preferován

než ostatní pozorovací úhly? Začněme s tím, že dnes je zcela

výjimečná taková konfigurace, kdy projektor je vertikálně umístěn

přesně proti středu projekční plochy. Naproti tomu zcela běžná je

konfigurace, kdy je projektor umístěn paralelně k horní nebo

dolní hraně projekční plochy a je-li někde jinde, ani tak není

přesně v 0°, ale namísto toho někde o 25 % dole (nebo nahoře) od

horního (dolního) okraje plochy. Protože je tak nepravděpodobné,

že by světlo dopadalo do středu projekční plochy po její normále

- po ose, je malinko obtížnější pochopit to, co by mohlo být

výhodou pro míření světla z pozice osy.

A konečně poslední poznámkou ohledně zisku je to, že číslo, které

dedukujeme z našich měření, není číslem vlastním této projekční

ploše samotné, ale číslem, které je relativní pevnému,

referenčnímu standardu projekční plochy – obecně čtverci

pokrytému uhličitanem hořečnatým. Ke všem záměrům a účelům plošné

pokrytí MgCO3 bude absorbovat nulu, a zpětně odrážet veškeré

světlo dopadající na jeho povrch. Dále, toto odražené světlo bude

rozptýleno perfektně homogenně do všech možných zorných úhlů.

Tento bod je podstatný a zasluhuje zdůraznění. Jiným způsobem,

jak jej vyjádřit, je říci, že světelné paprsky dopadající na

takový povrch budou odraženy tak, že všechny stopy jejich

vlastních úhlů dopadu budou ztraceny.

Proto se hodnota zobrazená na fotometru zaměřeného na zářící

čtverec MgCO3 nebude měnit, i když se přístroj bude pohybovat do

libovolného, náhodně vybraného pozorovacího úhlu. A abychom tento

experiment učinili skutečně zajímavým, tato hodnota zůstane

neměnná také tehdy, posuneme-li zdroj světla kamkoliv do stejně

velkého a stejně libovolného prostoru projekčních úhlů.

Není zde tedy kombinace pozic projekce a měřícího přístroje,

která by získala větší nebo menší množství jasu v této poloze,

a proto se používá společný referenční standard, přes nějž

počítáme zisk projekční plochy. Tím, co by mohlo být matoucí na

tom všem, je to, že referenční standard je označen za takový,

který má zisk, i když ve skutečnosti zde zisk žádný není

a MgCO3, jako nejdůležitější věc, ve skutečnosti zisk nemá.

Projekční plocha má zisk, když jej nějakým způsobem lze měřit

porovnáním, zda je jasnější než referenční standard. To je také

ve skutečnosti to, co vyjadřuje zisk projekční plochy. Nárůst

jasu o určitou hodnotu ne nad nejnižší zisk, ale nad zcela

neziskový MgCO3.



Plocha typu MatteWhite



Je zde samozřejmě také jedna (ale pouze jedna) projekční plocha,

jejíž povrch rovněž nemá žádný zisk a která se také chová

identicky jako referenční standard. Je to všudypřítomná

a mimořádná užitečná plocha typu MatteWhite. Posaďte diváky před

povrch MatteWhite a můžete si být jisti, že všichni jednotliví

diváci, bez ohledu na projekční úhel nebo jejich zorný úhel,

budou vidět obraz, který bude spojitý a rovnocenně homogenní po

celé ploše.

Kdybychom mohli vystopovat svazek projektovaných paprsků,

dopadajících na část projekční plochy MatteWhite, viděli bychom,

že paprsky dopadnou na povrch ve vzoru, který tvoří perfektní

hemisféru. Rovník této polokoule je v rovině projekční plochy

a bez ohledu na to, kde na jeho obvodu jsme zvolili bod, přes

který se podíváme skrz, vždy uvidíme, že bude vyplněn stejným

množstvím světla. Nyní se zeptejme, co se stane, budeme-li měnit

intenzitu dopadajícího svazku paprsků. Provedeme to otáčením

ovladače jasu na našem projektoru nebo přepnutím projektoru

samého na vyšší nebo nižší hodnotu lumenů vyzařovaného světla.

Změní se něco na naší hemisféře?

Ano, jedna (ale pouze tato jediná) věc se změní: poloměr

hemisféry se zvětší tak, jak zvětšíme množství dopadajícího

světla. Proto zde existuje proporcionální vztah mezi množstvím

světla (všeobecně nazvaného celkový světelný tok), které vychází

z projektoru, a velikostí výsledné hemisféry. Budeme-li však

měnit množství světelného toku, nebude to mít vliv na tvar

hemisféry, jež navíc zůstane konstantní v případě použití

projekční plochy MatteWhite.



Další typy projekčních ploch



V případě, že projekční plocha není MatteWhite a jestliže byla

vyrobena, aby měla zisk např. 2, co se stane se světelným tokem

dopadajícím na její povrch? Když se k MatteWhite přidají

reflektivní materiály pro zvětšení zisku projekční plochy,

základna hemisféry se zmenšuje, a tím, jak se zvětšuje vzdálenost

od plochy k jejímu severnímu pólu, začne získávat tvar

rozšiřující se kapky, jejíž vnější povrch je stále ještě

zakřivený, ale jejíž průměr roste stále méně a méně, jak

projekční plocha získává stále vyšší a vyšší zisk. Dále osa kapky

(čára ze základny procházející jejím severním pólem) ukazuje ve

směru, který je ve stále větší míře závislý na úhlu dopadu

paprsků světla, jež jej vyplňují, a bude proto stále méně kolmá

k povrchu projekční plochy. Přes tyto informace však objem stále

se prodlužující kapky bude vždy stejný, jako byl u původní

hemisféry.

Co je zajímavé, tvar laloku světla vycházejícího z projekční

plochy zadní projekce není hemisféra – a to i když má projekční

plocha zisk 1. A zatímco objem světla vysílaného projekční

plochou zůstává přímo úměrným množství zářivého toku

z projektoru, tyto dvě hodnoty nejsou nikdy stejné. A to proto,

že všechna projekční plátna se zadní projekcí nepředají všechno

světlo, dopadající na ně zezadu. Velmi významné procento

světelného toku bude ve skutečnosti odraženo zadním povrchem zpět

a nějaké další (i když menší) procento bude absorbováno médiem,

které je obsaženo v substrátech projekčních ploch se zadní

projekcí (typicky akrylik nebo sklo).

Zisk plochy se zadní projekcí se zvětší tím, že difúzní vrstva

(médium rozštěpující světlo) je tvořena čím dál míň a míň

„hustá“. Tím pádem víc a víc světelného toku pronikne projekčním

plátnem s nezměněným úhlem.



Úhlová distribuce energie



Základního chování obou, tedy jak zadní, tak přední projekční

plochy, není dosaženo nějakou přímou manipulací s jejich

zobrazovaným jasem. Projekční plochy nemohou vytvářet energii.

K tomu slouží projektory. Projekční plochy mohou (a také to

dělají) ovládat úhlovou distribuci této energie a pomocí tohoto

procesu (a tohoto procesu jako jediného), vytvářejí to, čemu se

říká zisk. Tento mechanismus je mimořádně užitečné si

zapamatovat, když přistoupíme k řešení shody povrchu projekční

plochy se specifickým typem projektoru.

Bohužel ne všechny typy projektorů vytvářejí luminanci nebo tok

(flux), který by byl homogenní napříč svazkem světelných paprsků.

CRT obrazovky jsou například schopné emitovat jen asi 30 % jejich

osově dopadající světelné energie ze svých rohů. Zato některé LCD

projektory mohou poskytovat obrazy, jejichž rohy vykazují jas

o velikosti 80 % jasu v jejich středu.

Sladit CRT projektor a projekční plochu s vysokým ziskem je tedy

ošidné. Jestliže z libovolného zorného úhlu chceme pohodlně

rozeznat všechny čtyři rohy obrazu, budeme potřebovat rozštěpit

světlo, dopadající na ně v takové šířce, jak jen to bude možné.

Bude-li objem toku osvětlující tyto rohy malý a úhlové distribuce

z projekční plochy úzké, budeme je zcela zákonitě vnímat jako

tmavé. Někdy obrátíme toto pozorování a řekneme, že střed je

příliš jasný, a že tedy pozorujeme „hotspot“ – tj. jasnou skvrnu,

ale to není, vyjádřeno přesně, správný závěr.

Projektory s větší homogenitou mezi středem a rohy samozřejmě

dosahují lepších výsledků spolu s projekčními plochami s vyšším

ziskem. Ale i ony si budou vést lépe s povrchy s malým ziskem.

Znamená to tedy, že nemůžeme nikdy využít plochy s vysokým

ziskem? Samozřejmě, že můžeme. Musíme však být opatrní a důkladně

zvažovat jejich výběr. V opačném případě nemusíme získat tolik,

kolik jsme doufali.



Autor M. K. Milliken, Jr. je hlavním technikem PolaCoat Division,

společnosti Da-Lite Screen Comp.