Согласитесь, порой, видя очередной анонс «супертехнологичной» новинки, мы начинаем мечтать, чтобы это чудо техники стало чуть доступнее и вошло в нашу повседневную жизнь. Но часто мы ошибаемся: такие разработки в большинстве своем недосягаемы для простых смертных – в существующем виде ими неудобно или даже невозможно пользоваться. Проекторы Canon XEED представляют собой оригинальный и интересный образец адаптации таких технологий к «земным» условиям. И сегодня мы хотим рассказать вам историю их создания и рассмотреть основные технические характеристики серии и ее преимущества.
Конечно, можно было бы мириться с небольшими недочетами проекторов, если бы не одно «но»: на гигантских экранах кинотеатров любой мельчайший изъян становится слишком заметным, поэтому для этой сферы используются исключительно самые лучшие технологии. Среди них принято выделять две основные категории: 3-чиповые варианты DLP и LCoS технологий. Вместе с главными достоинствами – высокой контрастностью и маленьким расстоянием между пикселями – они имеют два больших недостатка: проекторы получаются громоздкими и очень дорогими.
Бороться с этим недостатком оказалось очень трудно, и поэтому в массовых проекторах ради компактности и снижения цены стали применять упрощенные варианты этих технологий, известные под названиями «1-чиповая DLP» и «3LCD».
1-чиповые DLP проекторы по сравнению с дорогими 3-матричными моделями стали неэффективно использовать источник света, потеряли яркость и вместе с ней качество цветопередачи на промежуточных цветах, состоящих из комбинации основных – красного, синего и зеленого. Кроме этого, у них остался всего один чип, поэтому им пришлось отправлять на экран отдельно красную, синюю и зеленую копии изображения поочередно. Это привело к появлению эффекта «радуги»: когда объекты в кадре движутся очень быстро, эти копии разного цвета не попадают на экране в одно место, смещаясь и порождая радужную кайму.
3LCD проекторы утратили контрастность и увеличилось расстояние между пикселями, из-за чего на проекции появилась «решетка».
Стоит пояснить, что в LCoS технологии тоже используются LCD матрицы, но они работают не на просвет, а закреплены на кремниевых зеркальных подложках*1. Под воздействием электрических сигналов жидкие кристаллы либо закрывают отражающую поверхность, либо открываются, позволяя свету от внешнего источника отражаться от зеркальной подложки. Крепление на подложках позволило делать LCD матрицы более тонкими, что принципиально увеличивает их контрастность. Кроме этого, в кремниевой подложке LCoS матриц можно спрятать управляющие жидкими кристаллами каналы, а в LCD матрицах их приходится располагать между пикселями, что увеличивает расстояние между ними и приводит к появлению на изображении темных полосок в виде упомянутой выше решетки.
Мы долго думали, как устранить недостатки существующих технологий, и в итоге смогли найти решение – компактные LCoS проекторы, которые получили в своем названии приставку XEED. Модели этой серии используют оптическую систему AISYS (Aspectual Illumination System), разработанную компанией Canon, и по своей компактности не отличаются от массовых 1-чиповых DLP и 3LCD проекторов, но превосходят первых по качеству цветопередачи и эффективной яркости (в 1.5 раза ярче при одинаковой мощности лампы), а у вторых выигрывают по контрастности и слитности пикселей.
Оптическая система AISYS обладает сложной оптической конструкцией, и способна управлять светом, падающим как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях. При конвергенции света по вертикали используется меньший угол, чтобы предотвратить утечку света*2 в светоделитель и LCOS-панель, — за счет этого обеспечивается более высокая контрастность. При конвергенции в горизонтальном направлении используется больший угол, что помогает увеличить яркость. В оптической системе есть элементы, которые срабатывают только в горизонтальном или только в вертикальном направлении, — именно они помогают достичь такого эффекта.
На данный момент в проекторах XEED используется новая, четвертая, версия системы AISYS.
В системе третьего поколения была внедрена новая фасеточная линза*3, представляющая собой массив линз, ориентированных вертикально и горизонтально.
Вместе они работают как однонаправленная собирающая линза. Новые разработки — фасеточная линза и оптическая конструкция — позволили значительно сократить количество линз в системе, в результате чего уменьшились ее размеры и стоимость. Кроме того, яркость стала выше без ущерба для высокой контрастности. Также систему оснастили проекционной лампой с высокими характеристиками цветопередачи и снабдили конструкцией, которая учитывает сенсорные особенности человеческого глаза. В результате нам удалось добиться воспроизведения еще более реалистичных цветов.
Изменения в системе AISYS четвертого поколения также коснулись расположения компонентов — уменьшился размер системы разделения и комбинирования цветов и размер оптической системы в целом. Благодаря этим улучшениям конструкции проекционный объектив в AISYS четвертого поколения расположен на 20 % ближе к источнику света по сравнению с системой третьего поколения, что позволило уменьшить размеры и увеличить яркость проектора в целом.
Исключительное качество изображения при небольших размерах устройства выделяют проекторы XEED, но мы решили пойти дальше и усилить достигнутое применением очень качественных объективов, а в старших моделях еще и матрицами с 4K разрешением.
Объективы Canon отличаются не только качеством оптики, но и своими необычными возможностями.
Оценки конкретных значений преимуществ проекторов Canon XEED можно разделить на две категории:
В первую попадают компактность и цена в сравнении с проекторами для кинотеатров, с которыми они похожи по характеристикам качества изображения.
Вторая категория охватывает отличия проекторов XEED и проекторов для кинотеатров от массовых 1-чиповых DLP и 3LCD моделей по таким параметрам, как контрастность, цветопередача и слитность изображения (расстояние между пикселями).
Стоит отметить, что приведенные выше в сравнениях цифры привязаны не к конкретным моделям проекторов, а являются постоянными неизменными характеристиками самих технологий. Например, качество цветопередачи зависит только от количества матриц (чипов) в проекторе, а контрастность и межпиксельное расстояние – от типа используемой технологии: DLP, LCoS или LCD. Качество оптики тоже влияет на контрастность, но несравнимо меньше, чем тип используемых матриц (чипов).
Раньше основными направлениями использования проекторов Canon XEED были, как правило, только специализированные учебные центры, музеи, фотостудии, объекты виртуальной реальности. Сегодня этот список активно пополняется – во многом благодаря доступной цене, небольшим габаритам и универсальности – традиционными задачами применения проекторов в бизнесе и образовании. В наших планах – улучшать технологии и быть еще удобнее и ближе массовому пользователю. Надеемся, что с курса мы не сойдем и сможем и дальше не терять доверия клиентов.
*1
Устройства для воспроизведения изображения
Жидкокристаллические панели могут быть пропускающими или отражающими. Поскольку между пикселями пропускающих панелей проложены контуры электронной схемы, не пропускающие элементы создают на проецируемом изображении рисунок в виде сетки. В отражающих панелях контуры электронной схемы располагаются позади пикселей. Проекция с использованием такой панели получается однородной, без сетки.
*2
Утечка света
Утечка света на поверхность изображения, когда весь экран заполнен черным цветом.
При использовании LCOS-панелей и светоделителей лучи света с большим углом падения приводят к утечке света и снижению контрастности.
*3
Фасеточная линза
Линза, составленная из множества отдельных линз, смонтированных рядом друг с другом в вертикальные и горизонтальные ряды наподобие глаза стрекозы.
Качество vs компактность
Конечно, можно было бы мириться с небольшими недочетами проекторов, если бы не одно «но»: на гигантских экранах кинотеатров любой мельчайший изъян становится слишком заметным, поэтому для этой сферы используются исключительно самые лучшие технологии. Среди них принято выделять две основные категории: 3-чиповые варианты DLP и LCoS технологий. Вместе с главными достоинствами – высокой контрастностью и маленьким расстоянием между пикселями – они имеют два больших недостатка: проекторы получаются громоздкими и очень дорогими.
Бороться с этим недостатком оказалось очень трудно, и поэтому в массовых проекторах ради компактности и снижения цены стали применять упрощенные варианты этих технологий, известные под названиями «1-чиповая DLP» и «3LCD».
1-чиповые DLP проекторы по сравнению с дорогими 3-матричными моделями стали неэффективно использовать источник света, потеряли яркость и вместе с ней качество цветопередачи на промежуточных цветах, состоящих из комбинации основных – красного, синего и зеленого. Кроме этого, у них остался всего один чип, поэтому им пришлось отправлять на экран отдельно красную, синюю и зеленую копии изображения поочередно. Это привело к появлению эффекта «радуги»: когда объекты в кадре движутся очень быстро, эти копии разного цвета не попадают на экране в одно место, смещаясь и порождая радужную кайму.
3LCD проекторы утратили контрастность и увеличилось расстояние между пикселями, из-за чего на проекции появилась «решетка».
Стоит пояснить, что в LCoS технологии тоже используются LCD матрицы, но они работают не на просвет, а закреплены на кремниевых зеркальных подложках*1. Под воздействием электрических сигналов жидкие кристаллы либо закрывают отражающую поверхность, либо открываются, позволяя свету от внешнего источника отражаться от зеркальной подложки. Крепление на подложках позволило делать LCD матрицы более тонкими, что принципиально увеличивает их контрастность. Кроме этого, в кремниевой подложке LCoS матриц можно спрятать управляющие жидкими кристаллами каналы, а в LCD матрицах их приходится располагать между пикселями, что увеличивает расстояние между ними и приводит к появлению на изображении темных полосок в виде упомянутой выше решетки.
Мы долго думали, как устранить недостатки существующих технологий, и в итоге смогли найти решение – компактные LCoS проекторы, которые получили в своем названии приставку XEED. Модели этой серии используют оптическую систему AISYS (Aspectual Illumination System), разработанную компанией Canon, и по своей компактности не отличаются от массовых 1-чиповых DLP и 3LCD проекторов, но превосходят первых по качеству цветопередачи и эффективной яркости (в 1.5 раза ярче при одинаковой мощности лампы), а у вторых выигрывают по контрастности и слитности пикселей.
Оптическая система AISYS обладает сложной оптической конструкцией, и способна управлять светом, падающим как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях. При конвергенции света по вертикали используется меньший угол, чтобы предотвратить утечку света*2 в светоделитель и LCOS-панель, — за счет этого обеспечивается более высокая контрастность. При конвергенции в горизонтальном направлении используется больший угол, что помогает увеличить яркость. В оптической системе есть элементы, которые срабатывают только в горизонтальном или только в вертикальном направлении, — именно они помогают достичь такого эффекта.
На данный момент в проекторах XEED используется новая, четвертая, версия системы AISYS.
В системе третьего поколения была внедрена новая фасеточная линза*3, представляющая собой массив линз, ориентированных вертикально и горизонтально.
Вместе они работают как однонаправленная собирающая линза. Новые разработки — фасеточная линза и оптическая конструкция — позволили значительно сократить количество линз в системе, в результате чего уменьшились ее размеры и стоимость. Кроме того, яркость стала выше без ущерба для высокой контрастности. Также систему оснастили проекционной лампой с высокими характеристиками цветопередачи и снабдили конструкцией, которая учитывает сенсорные особенности человеческого глаза. В результате нам удалось добиться воспроизведения еще более реалистичных цветов.
Изменения в системе AISYS четвертого поколения также коснулись расположения компонентов — уменьшился размер системы разделения и комбинирования цветов и размер оптической системы в целом. Благодаря этим улучшениям конструкции проекционный объектив в AISYS четвертого поколения расположен на 20 % ближе к источнику света по сравнению с системой третьего поколения, что позволило уменьшить размеры и увеличить яркость проектора в целом.
Достигая цели – стремимся выше!
Исключительное качество изображения при небольших размерах устройства выделяют проекторы XEED, но мы решили пойти дальше и усилить достигнутое применением очень качественных объективов, а в старших моделях еще и матрицами с 4K разрешением.
Объективы Canon отличаются не только качеством оптики, но и своими необычными возможностями.
- Например, короткофокусные модели проекторов Canon умеют более чем на 70% смещать изображение по вертикали. Это позволяет разместить проектор под потолком, так чтобы его не было видно, а проецировать изображение на удобном для зрителей уровне. Поэтому проекторы серии Canon XEED любимы многими галереями и музеями, которые используют их для видеоинсталляций.
Интерактивная выставка работ Караваджо в Королевском дворце Венария в Турине
67 проекторов Canon XEED использовали на экспозиции в музее OPENLUGHT MUSEUM в Нидерландах
- Второй особенностью объективов Canon, является дополнительная периферийная фокусировка. Она позволяет отдельно подвести резкость на краях изображения, что для обычных объективов является проблемой при проецировании на большие панорамные экраны.
- Большая глубина резкости является третьим плюсом объективов Canon. Эта особенность востребована в видеомэппинге, который сегодня становится очень популярным и заключается в проецировании не на гладкие экраны, а на поверхность обычных предметов. При этом практически невозможно сохранить хорошую резкость изображения на гранях предмета, по-разному удаленных от проектора, но объективы Canon позволяют делать это.
Фрагмент фильма, воссозданный в холле кинотеатра на премьере фильма TOMB RAIDER: Лара Крофт
О достоинствах на языке цифр
Оценки конкретных значений преимуществ проекторов Canon XEED можно разделить на две категории:
В первую попадают компактность и цена в сравнении с проекторами для кинотеатров, с которыми они похожи по характеристикам качества изображения.
Вторая категория охватывает отличия проекторов XEED и проекторов для кинотеатров от массовых 1-чиповых DLP и 3LCD моделей по таким параметрам, как контрастность, цветопередача и слитность изображения (расстояние между пикселями).
- По ANSI контрастности эти две группы проекторов отличаются примерно в два раза. При оценке этого параметра важно не путать цифры неизвестного происхождения в спецификациях проекторов с измеряемыми в контрольных тестах с соблюдением международного ANSI стандарта.
- Расстояние между пикселями в проекторах Canon XEED и проекторах для кинотеатров не превышают величины 3 микрон, а для половины массовых моделей это значение больше почти в 2,5 раза и равно 8.
- Уровень различий по качеству цветопередачи определяется 3-кратным провалом по яркости в 1-матричных массовых проекторах на промежуточных цветах. Это, кстати, не означает, что 1-чиповые проекторы не могут правильно воспроизводить цвет изображения. Просто в режиме корректной цветопередачи они примерно в 2-3 раза теряют яркость. Это легко можно заметить даже невооруженным взглядом, если в меню такого проектора включить режим передачи цвета, который обозначен аббревиатурой sRGB.
Стоит отметить, что приведенные выше в сравнениях цифры привязаны не к конкретным моделям проекторов, а являются постоянными неизменными характеристиками самих технологий. Например, качество цветопередачи зависит только от количества матриц (чипов) в проекторе, а контрастность и межпиксельное расстояние – от типа используемой технологии: DLP, LCoS или LCD. Качество оптики тоже влияет на контрастность, но несравнимо меньше, чем тип используемых матриц (чипов).
Canon XEED в массы!
Раньше основными направлениями использования проекторов Canon XEED были, как правило, только специализированные учебные центры, музеи, фотостудии, объекты виртуальной реальности. Сегодня этот список активно пополняется – во многом благодаря доступной цене, небольшим габаритам и универсальности – традиционными задачами применения проекторов в бизнесе и образовании. В наших планах – улучшать технологии и быть еще удобнее и ближе массовому пользователю. Надеемся, что с курса мы не сойдем и сможем и дальше не терять доверия клиентов.
*1
Устройства для воспроизведения изображения
Жидкокристаллические панели могут быть пропускающими или отражающими. Поскольку между пикселями пропускающих панелей проложены контуры электронной схемы, не пропускающие элементы создают на проецируемом изображении рисунок в виде сетки. В отражающих панелях контуры электронной схемы располагаются позади пикселей. Проекция с использованием такой панели получается однородной, без сетки.
*2
Утечка света
Утечка света на поверхность изображения, когда весь экран заполнен черным цветом.
При использовании LCOS-панелей и светоделителей лучи света с большим углом падения приводят к утечке света и снижению контрастности.
*3
Фасеточная линза
Линза, составленная из множества отдельных линз, смонтированных рядом друг с другом в вертикальные и горизонтальные ряды наподобие глаза стрекозы.