Magia wielkiego ekranu

Mimo że telewizory mają coraz większe ekrany, wciąż najlepszym sposobem uzyskania obrazu o dużej przekątnej jest projektor wideo. Mało kto może pozwolić sobie na zakup nadal bardzo drogiego i uciążliwego w instalacji telewizora o przekątnej 100 cali. Tymczasem projektor ze zwijanym ekranem o takiej przekątnej kosztuje ułamek ceny wielkiego telewizora, a daje nie gorsze efekty.

Wybierając projektor, trzeba rozważyć kilka kwestii: jakiej wielkości obraz chcesz uzyskać, w jakich warunkach projektor zostanie zamontowany i czy ma być mobilny. Pamiętaj też, że projektor jest jednym z urządzeń, które wymagają nakładów finansowych podczas eksploatacji w związku z wymienianiem lamp. Wszystkie powyższe elementy decydują o doborze najlepiej dopasowanej do potrzeb użytkownika technologii. Producenci przedstawiają wykorzystanie danej technologii jako argument przemawiający za kupnem ich sprzętu, a jednocześnie nie brakuje mitów na temat poszczególnych możliwości. Przedstawiamy zatem podstawowe składowe projektora, przyglądając się stosowanym rozwiązaniom.

Bez źródła światła nie ma obrazu. Do najpopularniejszych stosowanych obecnie źródeł należą lampy wyładowcze, a wśród nich lampy UHP (Ultra High Performance). Ich podstawowymi zaletami są duża jasność światła i niski koszt produkcji, a ograniczeniami – mała żywotność (rzędu kilku tysięcy godzin), niezbyt dobrze oddawane nasycone barwy oraz wysoka temperatura pracy, która wymaga chłodzenia i uniemożliwia szybkie włączanie i wyłączanie. W niektórych modelach można spotkać lampy ksenonowe, które zapewniają większy zakres i stabilność barw oraz niższą temperaturę pracy, ale mają niższą żywotność i wyższę cenę.

Lampy UHP wymagają okresowej wymiany. W trakcie deklarowanego czasu pracy lampy jasność spada zwykle o połowę. W wielu zastosowaniach może być to wartość nieakceptowalna, więc wymiana lampy może być konieczna zdecydowanie częściej, niż wynika z deklaracji producenta. Innym ograniczeniem UHP jest brak bezpośredniej możliwości regulowania jasności – można to robić za pomocą dodatkowych elementów, np. przesłony.

Nowszym źródłem światła są diody LED. Mają żywotność ok. 10 000 godzin, są bardziej stabilne, pozwalają na osiągnięcie szerszego zakresu barw i mogą być błyskawicznie włączane i wyłączane. Ta ostatnia cecha pozwala wykorzystać je jako źródło światła RGB bez konieczności uciekania się do sztuczek typu przesłona czy koło z filtrami barwnymi (wyjaśnimy to szerzej za chwilę). Minusem jest stosunkowo niska jasność, stąd popularność LED głównie w małych urządzeniach, dających stosunkowo mały obraz o niewielkiej jasności.

Zwiększenie jasności LED stało się możliwe w technologii hybrydowej, uzupełnionej o nowe źródło światła, którym jest laser. Diody LED generują zwykle światło czerwone (R) i niebieskie (B), a dodatkowa niebieska dioda laserowa oświetla luminofor, który w efekcie tworzy składową zieloną (G). To dziwny, ale zarazem najprostszy sposób zwiększenia jasności całego systemu.

Prostsza jest zasada działania technologii laserowej. Laser daje składową niebieską (B), a zarazem oświetla koło z luminoforem, który daje światło żółte, dzielone na składową czerwoną (R) i zieloną (G). To rozwiązanie zapewnia bardzo wysoką stabilność kolorów, umożliwia uzyskanie szerokiego zakresu barw (w tym. np. profesjonalnej przestrzeni stosowanej w kinach DCI-P3) i czasu życia na poziomie 30 000 godzin. W praktyce oznacza to brak konieczności wymiany źródła światła w okresie użytkowania. Można też osiągnąć wysoką jasność oraz płynnie nią sterować. Rozwiązanie jest zwykle tańsze niż w przypadku źródeł hybrydowych, ale zdecydowanie droższe od lamp UHP.

Jest to właściwy komponent budujący obraz. Wpływa bezpośrednio na rozdzielczość, kontrast czy jasność obrazu oraz zakres wyświetlanych barw. Obecnie na rynku dominują trzy technologie: DLP, LCD oraz LCoS i pochodne.

Najpopularniejsza jest technologia DLP (Digital Light Processing). Wykorzystuje ona procesor z matrycą mikroskopowych luster, która powstaje w procesie litograficznym. Każde lustro ma sterowane elektronicznie pochylenie – gdy światło jest kierowane do obiektywu, piksel jest „włączony”, a gdy na element absorbujący, piksel jest „wyłączony”. Szarości powstają dzięki modulacji szerokości impulsów.

Szybkość działania DLP pozwala na zbudowanie urządzenia zawierającego tylko jeden element obrazujący. Wykorzystuje się do tego koło z wbudowanymi filtrami – składowe RGB są wyświetlane sekwencyjnie, ale obserwator postrzega je jako jeden obraz. Plusem jest brak konieczności precyzyjnego dopasowania położenia elementów obrazujących (ang. alignment), a także wysoka postrzegana „ostrość” obrazu.

Drugą grupą są projektory wykorzystujące ekrany LCD. Obecnie działają one w oparciu o trzy monochromatyczne ekrany – po jednym dla każdej składowej RGB. Białe światło z lampy jest rozszczepiane na składowe RGB, które przechodzą przez odpowiednie dla danej składowej ekrany LCD, a następnie są składane w jeden kolorowy obraz.

Poziom uzyskanej czerni zależy głównie od stopnia tłumienia światła przez element LCD, co przy dużych jasnościach jest wyjątkowo trudne. Stąd w wielu urządzeniach kontrast bywa niższy niż w modelach z DLP i LCoS. Panele zapewniają za to lepsze odwzorowanie barw, zwłaszcza przy dużych jasnościach.

Trzeci typ elementu obrazującego to właśnie LCoS (Liquid Crystal on Silicon), często występujący pod nazwą nadaną przez producenta (np. SXRD, D-ILA, RHTPS czy XEED). Wykorzystuje element ciekłokrystaliczny, który moduluje światło (daje odcienie szarości jak w LCD), a dodatkowo światło odbija się od powierzchni za ciekłym kryształem (lustra, jak w DLP) i jest kierowane do układu optycznego. Światło przechodzi dwukrotnie przez warstwę ciekłokrystaliczną, co przyczynia się m.in. do uzyskania bardzo wysokiego kontrastu. Obecnie jest to jedyna technologia pozwalająca osiągnąć natywną rozdzielczość 4K w projektorach konsumenckich.

Układ optyczny przenosi mały obraz na duży ekran. Decyduje o ostatecznej wielkości obrazu i zakresie jej regulacji, a także o optymalnym miejscu instalacji projektora. Pozwala również na ustawienie ostrości. Oprócz czynników natury czysto optycznej (np. zdolności rozdzielczej obiektywu, jego jasności itd.), które decydują o jakości obrazu uzyskiwanego na ekranie, istnieje też grupa cech o charakterze funkcjonalnym – często to one decydują o tym, czy rozwiązanie da się zastosować w określonych warunkach.

Jedną z takich funkcji jest tzw. lens-shift. Specjalna konstrukcja obiektywu pozwala przesunąć oś optyczną w płaszczyźnie pionowej i (lub) poziomej, a więc zainstalować projektor w innym miejscu niż na wysokości środka ekranu, z osią optyczną prostopadłą do płaszczyzny ekranu, bez wprowadzania zniekształceń w obrazie. Niestety, rozwiązanie to rzadko występuje w projektorach klasy popularnej.

Na rynku jest też coraz więcej projektorów short-throw (o małej odległości projekcji) i ultra short-throw (o bardzo małej odległość projekcji), które można instalować blisko ekranu. W pierwszym przypadku wykorzystuje się specjalną soczewkę tak przekształcającą obraz, aby mógł zostać wyświetlony z odległości kilkudziesięciu centymetrów. W rozwiązaniu ultra short-throw projekcja odbywa się za pomocą wypukłego lustra, które odbija obraz z elementu obrazującego i obiektywu.

Jedną z zalet urządzeń o małej odległości projekcji jest możliwość uzyskania dużego obrazu w małym pomieszczeniu. Projektor może też zostać zainstalowany tak, aby np. osoba prowadząca prezentację nie wchodziła w światło. Niektóre tego typu rozwiązania dostępne są również jako alternatywa dla standardowego telewizora, bo instalacja zajmuje niewiele więcej miejsca.

• projektor powinien mieć jedno, a najlepiej dwa wejścia HDMI, a w celu zapewnienia zgodności ze starszymi urządzeniami także DVI, VGA, kompozytowe i komponentowe;
• przyda mu się też złącze USB pozwalające na odtwarzanie obrazów, filmów lub prezentacji w popularnych formatach bez udziału komputera;
• może mieć złącze Wi-Fi, ale standard nie jest dobrze dostosowany do transmisji wideo – materiał bywa zbyt mocno kompresowany, poza tym takie projektory są stosunkowo drogie;
• jeśli projektor ma być jedynym źródłem dźwięku, warto zwrócić uwagę na liczbę i moc wbudowanych głośników (w kinie domowym z dobrym nagłośnieniem nie ma to znaczenia)

ŹRÓDŁO ŚWIATŁA
Jeśli ekran ma spore rozmiary, znajduje się dalej od projektora albo jest wykorzystywany w niezaciemnionym pomieszczeniu, korzystna jest większa jasność. Dlatego w jasnym pomieszczeniu albo przy dużym ekranie najlepiej sprawdzają się projektory z lampami UHP oraz hybrydowymi.
W pomieszczeniu odpowiednio zaadaptowanym, np. zaciemnionej sali kina domowego, możesz skorzystać ze źródła LED lub laserowego o mniejszej jasności, ale zapewniającego większą stabilność i zakres oddawanych barw. Warto też pamiętać, że w jasnym pomieszczeniu trudno o głęboką czerń (w praktyce jest ona ograniczona czernią ekranu) i wysoki kontrast można uzyskać jedynie przy wysokiej jasności.
Wybór technologii wpływa na koszty eksploatacji projektora. Systemy LED, hybrydowe i laserowe mają kilkukrotnie większą trwałość niż lampa UHP. Wyższy koszt ich zakupu może być korzystniejszy niż wielokrotne wymienianie lampy. Warto też uwzględnić zużycie energii
– dużo bardziej energooszczędne są urządzenia półprzewodnikowe.

ELEMENT OBRAZUJĄCY
To właśnie ten komponent projektora decyduje o rozdzielczości wyświetlanego obrazu. Optymalnym kompromisem jest Full HD – na dużym ekranie lepiej wyglądałby obraz 4K, ale taka rozdzielczość jest dostępna tylko w bardzo drogich projektorach kina domowego. Na przeszkodzie stoi także brak popularnych źródeł sygnału 4K. Pewną nadzieję stwarza nowy standard Ultra HD Blu-ray, który zagości na rynku w tym roku.
Jeśli budujesz kino domowe, mając do dyspozycji zaciemnione pomieszczenie i odpowiedni budżet, najwięcej oferuje ci technologia LCoS, która zapewnia głęboką czerń i wysoki kontrast. W jasnych pomieszczeniach skorzystanie z niskich poziomów czerni i tak nie jest możliwe, bardziej będzie liczyła się jasność i nasycone barwy – tu bardzo dobrze radzą sobie panele LCD. Nie gorzej spisuje się DLP, oferując większy kontrast i wysoką ostrość obrazu, a także niską cenę, zwłaszcza w rozwiązaniu z pojedynczym panelem. Niestety właśnie ten pojedynczy panel jest źródłem „efektu tęczy”,

UKŁAD OPTYCZNY
Najlepszą jakość obrazu na dużym ekranie osiągniesz dzięki standardowej instalacji projektora na wprost ekranu. Jeśli nie jest to możliwe, szukaj rozwiązania „lens-shift”. Zwróć uwagę, czy dostępny zakres regulacji będzie odpowiadał twoim potrzebom. Jeśli często będziesz zmieniać ustawienia, nie do przecenienia będzie możliwość zapamiętania ustawień.
Wszędzie tam, gdzie ilość miejsca do instalacji jest ograniczona lub obraz może zostać przesłonięty przez prelegenta, przewagę mają rozwiązania „short-throw“ i „ultra short-throw”. Niestety są one wyraźnie droższe niż standardowe projektory.