Projectie
Een situatieschets.... Het is vrijdagavond en na lang wikken en wegen tussen een paar prachtige films besluit je om toch naar de filmhit te gaan van deze week. De bioscoopzaal is compleet uitverkocht en wanneer de film begint hoor je geklets dat duidelijk niet bij de film hoort. Tot overmaat van ramp vinden een aantal personen, drie rijen voor je, dat de film niet is wat zij ervan verwachten en gaan luidruchtig commentaar geven, met popcorn gooien en mobiel bellen.
Klinkt dit als bekend in de oren?? De grootste ergernissen van bioscoopbezoekers zijn in de alinea hierboven genoemd. En eerlijk is eerlijk, hoewel ik graag naar de bioscoop ga, betrap ik mijzelf er iedere keer weer op dat dit gedrag van anderen mij enorm irriteert, wat soms resulteert in een lichte humeuromslag.
Tegenwoordig hoef je niet langer naar de bioscoop om te kunnen genieten van films of concerten op groot beeld. Dan doel ik niet op een 32” televisie met een beelddiagonaal van 82 cm. De technologie om groot beeld in huis te halen is inmiddels ver ontwikkeld en dit artikel zal ingaan op de verschillende projectiesystemen, van analoog tot digitaal. Met de voor- en nadelen van deze projectietechnologieën.
Home Cinema: de bioscoop thuis. En beter...
We onderscheiden de volgende technieken:
Digitaal:
· LCD technologie
· DLP technologie
Analoog:
· CRT technologie
Deze technieken worden in de rest van dit artikel besproken, inclusief de respectievelijke voor- en nadelen...
Projectoren zijn niet rechthoekig, loodzwaar en onbetaalbaar...
Algemene informatie
Algemene informatie Digitale projectie technologie
Alvorens de verschillende digitale projectietechnologieën worden uitgelegd, zijn hieronder een paar termen besproken die bij allen wordt gebruikt.
Lamp
ANSI Lumen
De lichtsterkte van een projector wordt in ANSI Lumen aangegeven. ANSI is de afkorting voor het Amerikaanse normingsinstituut en Lumen is de eenheid van de lichtstroom. Lichtsterkte is één van de factoren van een heldere projectie en is mede beslissend voor de beeldkwaliteit.
Natuurlijk wordt de beeldkwaliteit door veel meer factoren bepaalt. Zwartwaardes en/of maximale lichtopbrengst hebben hier ten dele een invloed op. Er is eerder een optimum voor iedere gebruikssituatie. Teveel is niet goed en te weinig ook niet, voornamelijk als de ruimte niet compleet verduisterd kan worden.
Het aansluiten van een projector
Resoluties
VGA : 640 x 480 pixels
SVGA : 800 x 600 pixels
XGA : 1024 x 768 pixels
WXGA: 1280 x 720 pixels
SXGA : 1280 x 1024 pixels
XGU: 1600 x 1200 pixels
(Dit zijn slechts een aantal voorbeelden van de meest voorkomende resolities op dit moment.)
De resolutie van een projector is zeer belangrijk. Aangezien een regio 2 DVD 576 beeldlijnen heeft, zal de projector het liefst een minimale resolutie van 1024 x 768 moeten hebben om het beeld volledig, zonder het verliezen van beeldinformatie, te laten zien. Dit betekent niet dat er bij een projector met een 800 x 600 resolutie een gedeelte van het beeld wordt weggehaald, maar dat het aantal beeldlijnen wordt verminderd, waardoor de scherpte licht zal afnemen. Naast resolutie zijn er uiteraard nog veel andere factoren die de beeldkwaliteit bepalen, staar uzelf niet blind hierop!
DLP-technologie
Digital Micromirror Device
De DMD-chip is een optische halfgeleider, waarop 1.3 miljoen kleine spiegels zijn gemonteerd. Iedere microscopische spiegel op deze micro-chip staat voor een geprojecteerde pixel (onderdeel van het totale beeld) en bevat een scharnier, waardoor de spiegel onafhankelijk te kantelen is. Wanneer er licht opschijnt zorgt deze kanteling van de microscopische spiegel voor een geprojecteerde witte pixel.
Filtering van licht door kleurenwiel
De DMD-chip verzorgt dus het contrast in het uiteindelijke videosignaal. De kleuren worden in het geprojecteerde videosignaal toegevoegd door een kleurenwiel, die het licht filtert, met de primaire kleuren, rood, groen en blauw, voordat dat op de DMD-chip valt. Wanneer de microscopische spiegel aan wordt gezet als rood en blauw worden gefilterd levert het uiteindelijk een paarse pixel op. De hersenen kunnen namelijk de 2 snel wisselende primaire kleuren niet van elkaar onderscheiden en registeren uiteindelijk de paarse kleur. Zo kunnen meer dan 16 miljoen kleuren worden gemaakt.
Projectiebeeld
Het uiteindelijke geprojecteerde beeld wordt nadat het licht de microscopische spiegel van de DMD-chip heeft verlaten via de lens van de DLP projector geprojecteerd. De focus is geregeld en verzorgt uiteindelijk de scherpte in het geprojecteerde beeld.
Voor- en nadelen
Een erkend voordeel van een digitale projector, natuurlijk een vreselijke open deur, is de grootte en het gewicht van het projector. Dat maakt de projector gemakkelijk na gebruik op te bergen en draagbaar.
Het grote voordeel van DLP technologie t.o.v. LCD technologie, die hierna zal worden besproken, is vooral het feit dat er minder “kippengaas-effect” te zien is doordat de pixels dichter op elkaar kunnen zitten. Daarnaast is DLP een reflectieve i.p.v. transmissieve projectiemethode. Het licht wordt gereflecteerd i.p.v. door een paneel gemanipuleerd. Een voordeel daarvan is dat de projector beter in staat is echt zwart te produceren. Verder is de kleurweergave van DLP iets natuurlijker, maar minder spetterend dan van LCD.
Het kleurenwiel heeft als nadeel dat snel bewegende, met name witte, objecten door de snelheid van de filtering soms een regenboogeffect veroorzaken.
Regenboog effect - voorbeeld 1
Regenboog effect - voorbeeld 2
De wijze waarop het kleurenwiel is ingedeeld en de snelheid waarmee het draait zal de mate van het regenboogeffect meer of minder laten zien, maar zal het helaas nooit geheel laten verdwijnen.
Als laatste zijn ‘jaggies’ of ‘staircasing’ soms zichtbare problemen bij DLP projectors (ook bij LCD projectors overigens). Dit artifact is zichtbaar wanneer schuine lijnen in het geprojecteerde beeld een trapsgewijs verloop laten zien. Er zijn meerdere oorzaken voor het beschreven probleem, maar soms kan het liggen aan de pixelstructuur van de projector.
Jaggies of "staircasing"
Toekomst
Inmiddels zijn er al DLP projectiesysteem ontwikkeld voor bioscoopzalen die werken met 3 DMD-chips, waardoor de filtering van het licht door het kleurenwiel overbodig wordt. Het voordeel is dat hierdoor een nadeel zoals het regenboogeffect teniet wordt gedaan. Helaas zijn DLP projectors met 3 DMD-chips nog extreem duur en is deze technologie voor thuisgebruik nog steeds toekomstmuziek.
LCD-technologie
LCD, Liquid Crystal Display, maakt gebruik van een transmissieve projectiemethode. De LCD technologie maakt gebruik van panelen of crystals, dit zijn in feite 2 dunne glazen substraten waar tussen een vloeistof (crystal) is geplaatst. Onder invloed van electriciteit kunnen de kristallen gepolariseerd worden, waardoor het paneel meer of minder licht doorvoert.
Er zijn 2 verschillende soorten LCD projectoren:
- LCD projectie met 1 paneel
- LCD projectie met 3 panelen
LCD projectie met 1 paneel
Hoewel de meerderheid van de LCD projectoren die tegenwoordig worden geproduceerd voorzien zijn van 3 LCD panelen, werden vroeger deze projectors met 1 paneel gemaakt. Aangezien die soms nog op de tweedehands markt te vinden zijn, wordt er hier nog wel melding van gemaakt.
Het LCD paneel verzorgt het beeld dat uiteindelijk geprojecteerd gaat worden, dmv. de lichtbron en de lens wordt het beeld geprojecteerd.
LCD Projectie met 3 panelen
Om een videobeeld te projecteren wordt eerst de lichtbron gebroken in de 3 primaire kleuren, waarna iedere kleur door het paneel wordt geleid. De grootte van de pixels op het paneel zorgt voor de resolutie van het uiteindelijk geprojecteerde beeld.
Natuurlijk moeten na de scheiding van de drie primaire kleuren, deze weer bij elkaar worden gevoegd om het uiteindelijke videobeeld te kunnen projecteren. Dat wordt verzorgd door een prisma, die achter de lens is gemonteerd.
Voor- en nadelen
LCD projectoren geven kleuren en dynamiek in kleuren vaak veel spetterender weer dan DLP projectoren. Helaas gaat dat ten koste van de zwartweergave en het contrast. De lichtbron die gebruikt is zijn enorme sterke lampen. Aangezien de panelen enkel filteren, ontstaat er altijd restlicht.
Daarnaast is het screendoor-effect of kippengaas-effect één van de grootste nadelen van een LCD projector: ieder LCD paneel bestaat uit losse pixels die door een raster gescheiden worden. De individuele pixels zijn niet direct tegen elkaar geplaatst, waardoor het raster zichtbaar wordt. Met het screendoor effect wordt dan ook bedoeld dat iedere afzonderlijke pixel in het geprojecteerde beeld te onderscheiden is. Uiteindelijk is dat redelijk simpel op te lossen door het beeld iets uit focus te zetten, maar dit is eerder een lapmiddel van een echte oplossing.
Home Cinema: samen Batman beleven
CRT-technologie
Door de HT-freak ook wel de “Three-Eyed-King” genoemd. Qua beeldweergave nog steeds de absolute “king” onder de projectoren, maar daar staan ook wel wat voor- en nadelen tegenover, waar ik in dit artikel zo op terugkom.
CRT projectie, ofwel Cathode Ray Tubes, vrij vertaald in beeldbuis, is de oudste technologie op projectiegebied, gebaseerd op een analoge technologie die ook in televisies te vinden is.
De beeldbuis bevat elektronen die onder invloed van electriciteit in beweging komen en tegen de voorkant van de buis aan botsen. De voorkant van de beeldbuis bevat een fosforlaag die wanneer het elektron er tegenaan komt oplicht. In een televisie verzorgt het schaduwmasker de uiteindelijke kleuren in het beeld, bij een CRT projector is dit anders.
"Three Eyed King"
De CRT projector bestaat uit 3 beeldbuizen, variërend van 6 tot 12 inch, die ieder een primaire kleur vertegenwoordigen. Met deze kleuren kunnen alle mogelijke overige kleuren gemengd worden. Het is dus zaak om de projector zorgvuldig af te stellen zodat de geprojecteerde beelden/ kleuren van de CRT projector elkaar exact overlappen.
Voor- en nadelen
Hoewel de analoge technologie de oudste technologie voor projectie is, is deze technologie totaal niet achterhaald en laat nog steeds het beste beeld zien op filmgebied. Natuurlijk zitten er wel nadelen aan een CRT projector, waaronder de omvang en het gewicht van de projector.
Laten we eens beginnen bij resoluties, die voor een gedeelte nog steeds een ‘bottleneck’ zijn bij digitale projectors. Een CRT projector kan iedere resolutie of verversingsfrequentie weergeven die aangeboden wordt, zolang ze binnen de specificaties vallen van het model, zonder enige vorm van down- of upsampling. Het beeld wordt opgebouwd zoals een computermonitor of televisie, dus beeldlijn voor beeldlijn, zonder beperking van de vaste resolutie van een beeldpaneel (en het is mogelijk vrijwel iedere verversingsfrequentie te gebruiken, die binnen de specificaties van de projector valt).
Het grootste voordeel van een CRT projector voor de filmfanaat is de mogelijkheid een volledig zwartbeeld te kunnen tonen. Een CRT projector maakt geen gebruik van een lichtbron, zoals een digitale projector. Dat veroorzaakt het contrast van het videobeeld en brengt mede daardoor de enorme diepte in het beeld, wat bij digitale technologie vaak gemist wordt.
De beeldbuizen gaan in ieder geval veel langer mee dan de lampen van een digitale projector, nl. gemiddeld zo’n 15 – 20 duizend uur, terwijl de lampen van een digitale projector gemiddeld maar een 2000 uur mee zullen gaan.
Dan de nadelen: een CRT projector is niet echt ‘draagbaar’. Gemiddeld zijn de projectors toch 1 meter lang en 50-60 cm breed. Daarnaast is het gewicht met zo’n 40- 100 kilo niet echt laag te nomen.
Een CRT projector heeft geen zoomlens, waardoor er voor een bepaalde gewenste schermmaat echt maar 1 plek is om de projector te plaatsen. Indien de schermmaat veranderd dient te worden, moet de projector dus een andere plaats krijgen en opnieuw worden ingesteld.
Instellen is direct het laatste nadeel, hoewel nadeel.... Het instellen van een CRT projector is niet echt ‘plug & play’, het afstellen van de lenzen, het overlappen van de drie primaire kleuren en het feitelijke plaatsen van een CRT projector is een precisie-werkje. Daarnaast zal de CRT projector eens in een bepaalde tijd moeten worden bijgesteld, zodat de drie beeldbuizen elkaar precies blijven overlappen.
Tot slot
Daarnaast moet de uiteindelijke zitplek ook mee worden genomen in de beeldschermmaat. Hier zijn zeer simpele formules voor beschikbaar. Over het algemeen geldt dat een afstand tot het scherm van 1.5 – 2.0 x de beeldbreedte optimaal is voor een goede filmbeleving, maar bij sommige projectoren moet deze afstand door beperkingen in de technologie worden vergroot. Experimenteer hiermee voordat er wordt gekozen voor een bepaalde schermgrootte.
Digitale projectie heeft een enorme vooruitgang geboekt in de afgelopen jaren en waar eerst de LCD technologie duidelijk favoriet was, neemt de DLP technologie op dit moment het vaandel over. Daarnaast zijn nieuwe technologieën inmiddels geïntroduceerd of moeten nog geïntroduceerd worden. Denk aan bijvoorbeeld de digitale projectie techniek D-ILA, ontwikkeld door JVC, of de digitale LCOS (Liquid Crystal on Silicon) techniek, waar ook Philips aan meewerkt.
De huidige analoge en digitale projectietechniek zorgt er in ieder geval voor dat de home-cinema enthousiast volledig kan genieten van DVD in het groot, iets wat enorm veel toevoegt aan de filmbeleving. Films, die als de binnenkant van de broekzak gekend worden, zullen volledig opnieuw ervaren worden.
In toekomstige afleveringen van ‘Achtergrond’ zal er meer aandacht worden besteed aan progressive scan oftewel de-interlacing, scaling en resoluties en nog vele andere onderwerpen op het gebied van home-cinema.