Мультимедийные проекторы. Как выбрать проектор для школы?

Мультимедийный проектор — одно из наиболее популярных устройств из области проекционного оборудования. Суть его работы заключается в том, что он проецирует изображение на экран. Оно может подаваться с компьютера, DVD-плеера видиомагнитофона или других источников сигнала. Использование проектора вместе с интерактивной доской, интерактивной насадкой или же использование интерактивного проектора позволяет заменить обычную школьную доску на более функциональную.

Как используются проекторы в школах и какие должны быть разъемы у проектора?

• Демонстрация обучающих фильмов с DVD-проигрывателя. Функциональность ограничена тем, что проектор может показать только изображения, слайд-шоу и видео с диска. Может использоваться, например, в кабинетах иностранных языков, МХК, музыки. Для работы только с DVD-проигрывателем подойдет самый простой и недорогой проектор разрешением экрана от 800*600 пикселей. Для подключения устройств к проектору достаточно композитного разъема (желтый «тюльпан») и HDMI-входа. Конечно, на всякий случай, лучше, чтобы у проектора были и другие разъемы. И, если у DVD-проигрывателя нет динамиков, они должны быть в проекторе.
• Демонстрация экрана с компьютера (ноутбука). Сегодня это наиболее популярный вид использования проектора. На проектор подается все, что есть на экране монитора. То есть при подключении к компьютеру учитель может показывать не только те же DVD-диски с фильмами, но и управлять воспроизведением в проигрывателе, быстро переключаться между разными файлами, их фрагментами и т.д. Проектор, подключенный к компьютеру, можно использовать на любом уроке, будь то физика или русский язык. Для использования проектора с компьютером нужны входы (в зависимости от того, что поддерживает компьютер) HDMI или VGA, при этом должен быть как VGA-вход, так и VGA-выход, чтобы изображение было и на экране монитора, и на экране проектора — так удобнее работать во время демонстрации и не нужно ничего заново подключать, если учитель, к примеру, хочет поработать за компьютером без проектора. К компьютеру должны быть подключены акустические колонки.

«Проекторы не дают качественного изображения в освещенном помещении».

Наверняка вы не раз слышали что-то подобное. Это утверждение, несмотря на свою видимую простоту, вызывает множество вопросов:

• Насколько сильно освещено помещение?
• О проекторе с какой яркостью мы говорим?
• Какого размера экран?

Утверждать что-либо не имея ответов на эти вопросы – это как заявлять, что «паркетник» совершенно не годится для езды по бездорожью: без конкретики это пустые слова, не более.

Специально для этой публикации я провел эксперимент: в большой переговорной комнате в нашем офисе на светло-серую стену проецировалось большое изображение шириной 300 см

(т.е. диагональю около
140 дюймов
). Для изучения вопроса взял домашний проектор Epson EH-TW6600 (яркость 2500 Лм) и новый инсталляционный проектор Epson EB-L1100U (лазерный инсталляционный проектор с яркостью 6000 Лм, о котором мы рассказывали в блоге ранее).

Поначалу использовалось максимальное освещение в помещении, а проекторы работали как в режиме максимальной яркости

, так и максимальной
точности
. Камера снимает в автоматическом режиме в связи с тем, что при изменении светового потока проектора меняется динамический диапазон всего кадра (о нем ниже), а оценка экспозиции установлена в «средневзвешенный» режим, который примерно позволяет оценить то, как человеческий глаз адаптировался бы в тех или иных условиях освещения. Получилась следующая последовательность фотографий:

Два фото слева – инсталляционный проектор, справа – домашний. Что же мы наблюдаем?

Первое, что бросается в глаза, это то, что в «точных режимах» (например, «sRGB») качество изображения вовсе не выглядит более высоким. Во-вторых, нам нет никакого дела до контрастности этих проекторов, поскольку на «черный» цвет влияет в данном случае лишь комнатное освещение. Это хорошо видно на фотографиях – «черный» цвет на самом деле имеет освещенность стены, и на всех фотографиях его яркость одинакова, поскольку одинакова освещенность в помещении.

Однако камера настраивается и по ярким

участкам изображения, и на тех снимках, где проектор демонстрирует максимальную яркость, черный цвет выглядит более темным. И для нашего зрения эффект будет похожим: при одинаковом освещении более яркое изображение будет способно создать более глубокий черный цвет. Визуально, конечно же.

В общем, контрастность изображения – это величина света от проектора, поделённая на освещенность, которую дают лампы освещения в комнате. Ничего не напоминает? Разница между минимальным и максимальным значением… Точно!

Это же хрестоматийное определение динамического диапазона! В нашем случае, правда, речь не о фото, а о проекции, поэтому воспользуемся другим определением, которое большинству из нас давно хорошо знакомо –
контрастностью
.

В качестве единиц измерения берем люксы (лк). После измерений выясняется, что по центру экрана имеем освещенность в 145 лк. Встречайте – это наш «черный цвет», т.е. минимально возможное значение самого темного участка изображения в данном помещении. Увы, современные технологии не позволяют проекторам «проецировать» поток «поглощающих свет антифотонов» на поверхность, поэтому приходится работать с тем, что имеем.

При этом 145 лк освещенности мы имеем на стене в максимальном отдалении от источников света. Освещенность же на ближайшей горизонтальной поверхности – аж 440 лк, а в другом конце конференц-зала – все 540 лк! Подобные условия соответствуют рабочим местам в чертежных бюро и лабораториях, тогда как в обычных офисах и конференц-залах должно быть ~200 лк. В общем, условия для тестируемых проекторов немного экстремальные, но нам не привыкать. К слову, в обычной квартире освещенность рабочих поверхностей редко превышает 100 лк.

Другие характеристики проекторов

• Разрешение матрицы. Чем выше разрешение проектора, тем более четким (детализованным) будет изображение. Для демонстрации презентаций, фотографий и роликов не нужно сверхвысокое разрешение, вполне допустимыми будут разрешения от 800 до 1280 (по большей стороне).
• Формат изображения. Варианты: 4х3, 16:9, 16:10, 15:9. Для образования больше подходит стандартное разрешение 4х3, а широкоформатные — для демонстрации фильмов. Однако сейчас все больше появляется широкоформатных мониторов, поэтому удобнее использовать комплект широкоформатный монитор и широкоформатный проектор, чтобы, при подключения проектора, картинка и там, и там была одинаковой.
• Яркость (световой поток). Чем лучше затемнено помещение, тем меньше требований к яркости проектора (от 600 до 1500 лм), однако на уроке, как правило, затемнения нет (дети одновременно и что-то записывают в тетрадь, читают, и смотрят на экран). Если на экран попадают прямые солнечные лучи, то при любом уровне яркости изображение будет плохо видно, поэтому нужно предусмотреть затемнение хотя бы области между проектором и экраном: отключение электрического освещения, затемнение окон шторами или жалюзи.
• Контрастность. Характеристика, которая в паспорте проектора дается не всегда в стандартизированном виде, поэтому трудно сравнить контрастность у проекторов разных производителей.
• Объектив. У объективов проекторов есть ряд характеристик. Например, возможность масштабирования изображения (ZOOM) без передвигания проектора.
• Подключение к сети. Есть ли возможность подключения проектора к локальной сети через порт Ethernet или Wi-Fi.
• Вес. Для стационарного проектора вес неактуален, для переносного лучше выбрать более легкий проектор.
• Интерфейсы. VGA (аналоговый), DVI (цифровой) и др. Лучше поддержка разных портов, но для стационарного использования проектора в одном кабинете можно выбрать тот проектор, который поддерживает видеокарта компьютера. При необходимости к компьютеру можно подключить переходники и разветвители.

«Яркость», которая Световой Поток

Поскольку проектор не обладает фиксированным размером экрана, одна и та же модель производит более яркое изображение на маленком экране и менее яркое — на большом экране. В связи с этим, яркостью, как правила, называют световой поток проектора. Чтобы его измерить, среднюю освещенность белого экрана в люксах умножают на площадь экрана в квадратных метрах. Люксы — та же единица, которой измеряют, например, освещенность рабочей поверхности для проверки соответствия нормам безопасности труда. ANSI световой поток (ANSI люмены) означает, что измерение производят в соответствии с методикой ANSI, то есть датчик установлен перпендикулярно поверхности в сторону проектора, измерения берутся по определенным точкам, а также предварительно настраиваются параметры «контрастность» и «яркость» в меню проектора.
Предварительная настройка параметра «контрастность» нужна, чтобы удостовериться, что изначальные (заводские) настройки проектора отображают плавный переход оттенков от черного к белому. Если контрастность настроена неправильно, проектор может получить преимущество по максимальной яркости белого цвета, но оттенки белого будут потеряны.

Вы можете наблюдать правильную и неправильную настройку параметра «контрастность на двух рисунках выше.

Открою небольшой секрет: бывает и так, что при нормально настроенной шкале серого (от черного к белому), проектор имеет склонность срезать шкалу цветов (от черного к красному, зеленому или синему). Как вы видите, это относится как к яркости, так и к качеству изображения. В своих тестах я последнее время публикую яркость, полученную при правильной настройке шкалы серого, а в перспективе буду также сообщать о яркости, до которой проектор опускается при правильном отображении шкалы цветов.

На рисунке выше — влияние срезанной шкалы зеленого — нужно опускать „контрастность“ зеленого до состояния, когда шкала зеленого перестанет быть срезанной в ярких областях.

Возможно я сразу забрел в дебри, но, как я уже сказал, настройка шкалы серого является требованием даже для измерения ANSI яркости. Изначально парметр „контрастность“ проектора может ыть настроен точно или неточно, но при снижении этого параметра мы не только должны восстановить оттенки белого, но и снижаем яркость.

Необходимо также помнить правило, что регулировки цветопередачи не должны влиять на уровень черного цвета, то есть на яркость черного цвета, который зависит от режима лампы, параметров матриц и устройства проектора и пр. Другими словами, в ходе коррекции цветопередачи мы, скорее всего, снижаем максимальную яркость белого, при этом не затрагивая яркость черного. Как результат, контрастность изображения может только снижаться.

Яркость и режимы проектора

Итак, мы впервые приходим к проблеме: регулировка цветопередачи сопровождается потерей яркости. В связи с этим мы сразу переходим к следующему вопросу: у каждого проектора имеется несколько стандартных режимов цветопередачи. Максимальную яркость белого проектор дает в „самом ярком“ режиме цветопередачи, который может называться „Яркий“ или „Динамический“. Этот режим наиболее ярок и наименее точен. По мере корректировки цветопередачи снижается яркость. К примеру, у проектора 3 режима:

• Яркий — 3000 люмен
• Презентация — 2500 люмен
• Точный — 1500 люмен

Если вас удовлетворяет качество изображения в режиме „Яркий“, то вы получаете проектор на 3000 люмен. Если вас удовлетворяет качество изображения в точном режиме, то вы получаете 1500 люмен. Это зависит не только от ваших задач, но и от того, в какой степени изображение проектора приемлемо в самом ярком режиме. Но это уже — чисто вопрос цветопередачи.

Яркость и освещение

Если брать обычный школьный или офисный проектор, или даже домашний проектор, то принцип везде одинаков: вам нужна большая яркость в освещенном помещении и для большого экрана. В этих условиях небольшие недостатки цветопередачи склонны теряться и сильно ценится грубая сила в виде максимальной яркости проектора.

По мере ослабления освещения и вплоть до его отключения появляется такое понятие, как излишняя яркость, но проблемы цветопередачи встают гораздо острее.

Дополнительная яркость в освещенном помещении требуется, чтобы создать контрастное изображение, ведь чем ярче свет, тем ярче будет ваш „черный“, а во сколько раз белый ярче черного — такая и контрастность проектора. Контрастность в данном случае — синоним разборчивости изображения. У меня есть даже статья, в которой предлагается подход по расчету яркости проектора в освещенном помещении.

Обращаю внимание, что в ярко освещенном помещении контрастность проектора не дает никаких выгод, в том числе лучшей читаемости текста и пр. Когда свет выключен — другое дело!

На рисунке ниже показано, как фоновый свет влияет на качество изображения (контрастность).

»Яркость», которая Яркость

В подготовленном помещении домашнего кинотеатра с затемненными стенами и пр. существуют четкие рекомендации по максимальной яркости, которая для стандартных задач равна 14 или 16 фут-ламберт. 1 фут-ламберт = 3.426 кандела/м2 (нит).

Хотя принято упрощать выражение «световой поток» и говорить «яркость», есть и нормальная яркость, которая записывается, например, в характеристиках мониторов и телевизоров. Это — яркость, которая измеряется для конкретной инсталляции с фиксированным размером экрана и, что очень важно, учитывает характеристики экранного полотна. У экранов есть даже параметр, определяющий его влияние на яркость — Gain, или «Коэффициент усиления». Идеальный матовый экран имеет gain = 1, серый экран может иметь gain = 0,8. Очень часто дорогие экраны для домашнего кинотеатра используют усиление 1,1, 1,3, а то и больше. Чуть подробнее об этом говорится в этой статье. Как вы, наверно, догадались, в отличие от ситуации с измерением светового потока проектора, при измерении яркости датчик смотрит на экран, а не на проектор.

Ну и стоит отметить, что обычная жилая комната или переговорная с выключенным светом — это вовсе не считается домашним кинотеатром. Причина в сильном влиянии на изображение отраженного от ярких стен света. В таких условиях яркость должна быть чуть выше, чем в настоящем домашнем кинозале.

Яркость и 3D

Недостаточная яркость — главный враг 3D систем. Это связано с их низким КПД. В большинстве проекторов низкой и средней ценовых категорий в режиме 3D используется самый яркий режим проектора (с его цветопередачей). Как видите, внезапно качество работы проектора в самом ярком режиме начинает сказываться самым любопытным образом. Лишь немногие проекторы позволяют в 3D режиме выбирать режим цветопередачи (яркий или точный). Если такой выбор предлагается, то можно предположить, что производитель довольно таки уверен в высокой яркости 3D режима.

Некоторые проблемы 3D изображения напрямую зависят от яркости. К примеру, мерцание картинки или эффект двоения тем менее заметны, чем меньше яркость. Ну и, наконец, поскольку яркость в 3D режиме падает существенно, в некоторых случаях в 3D проектор не обеспечит столь же большого размера экрана, как в 2D. Такое может происходить даже у флагманских моделей.

Яркость и размер экрана

Ок, считается, что для школы и офиса нужен проектор с яркостью 3000 люмен (плюс-минус). А вот в большой конференц-зал или актовый зал что ставить (вешать)? Простая арифметика говорит нам, что увеличение ширины экрана в два раза соответствует увеличению площади экрана, а значит и необходимой яркости проектора, в 4 раза!

Был экран и проектор на 3000 люмен. Удвоили ширину экрана — нужен проектор на 12 тысяч люмен. А это, позвольте заметить, уже совсем другой класс устройств.

Цветовая Яркость (Color Brightness, CLO)

Пункт относится в первую очередь к проекторам бюджетной ценовой категории и в первую очередь к самым ярким режимам изображения. Параметр активно продвигается компанией Epson с их 3LCD технологией. Суть цветовой яркости такова: если проектор образует белый из красного, зеленого и синего, как это делают обычные ТВ и мониторы, то, сложив яркость при отображении красного, яркость при отображении зеленого и яркость при отображении синего, мы получаем яркость белого, то есть «цветовая яркость = максимальная яркость».

Если цветовая яркость существенно меньше яркости белого, то проектор отобразит тусклые цвета (например темно-красный, почти коричневый вместо ярко-красного). Важно понимать, что эти цвета являются тусклыми сравнительно с белым. Если взять темно-красный и уменьшить размер экрана, то он станет ярко-красным. Но в проекторах с нарушением баланса цветовой и максимальной (белой) яркостей возникает другая картина, например яркое небо, но темная зелень, яркий белый фон но темный цветной логотип.

Если изображение состоит только из цветных объектов, то можно сказать, что максимальная яркость проектора не используется — используется его цветовая яркость, а меньшая яркость в этом случае визуально превращается из темных цветов в более тусклое и менее контрастное изображение.

Как правило, самое существенное расхождение цветовой яркости с максимальной происходит в ярких режимах изображения и оно уменьшается ближе к точным режимам. Снижая цветовую яркость, производитель получает возможность существенно увеличить максимальную (белую) яркость проектора. Параметр цветовой яркости имеет отношение к вопросу качества цветопередачи в самом ярком режиме проектора.

Демонстрация низкой яркости цветов (слева) у проекторов с одинаковой яркостью белого.

В своих обзорах я предпочитаю указывать цветовую яркость в процентах от максимальной.

Содержание:

Тип проектораЦенаРазрешение и Соотношение сторонЯркостьКонтрастностьТочность цветопередачиГибкость установки

Некоторые модели проекторов имеют и другие возможности

• интерактивность (см. ниже)
• возможность быстрой замены объектива (например, с длиннофокусного на короткофокусный, см. ниже)
• «лупа» — возможность увеличения фрагмента изображения
• стоп-кадр
• возможность показа двух независимых источников изображения (картинка в картинке)
• USB и другие входы для демонстрации презентаций и слайд-шоу без подключения компьютера
• возможность перемещения объектива вверх-вниз
• и многое другое, не всегда актуальное для проекторов для школы.