Na jakém principu fungují digitální projektory

Pokud uvažujete o koupi digitálního projektoru, hned na začátku budete muset učinit rozhodnutí, kterou z používaných technologií zvolit. Nejčastěji se setkáte se dvěma druhy: LCD (Liquid Crystal Display) a DLP (Digital Light Processing). Existuje i několik dalších zobrazovacích technologií, ale s projektory, které je využívají, se setkáte jen velmi málo.

Takto vypadá rozebraný digitální LCD projektor. Doma ani v práci to ale rozhodně nezkoušejte!

Projektory využívající technologii tekutých krystalů (LCD) nepředstavují nic převratného. Obsahují tři LCD displeje, každý pro jednu ze základních barev (červenou, zelenou a modrou). Pomocí optické soustavy je k těmto displejům přivedeno světlo od projekční lampy. Každý displej z procházejícího světla propustí jednu barevnou složku a příslušně upraví jas. Poté pomocí optického hranolu jsou tři světelné paprsky opět spojeny do jednoho. Ten je objektivem směrován na projekční plochu.

Tisíce malých zrcadel

Technologie DLP, vyvinutá firmou Texas Instruments, pracuje na zcela odlišném způsobu. Uvnitř projektoru se nachází čip DMD – Digital Micromirror Device, jehož činnost lze vytušit již z názvu. Čip (velký asi jako současné procesory) obsahuje tisíce zrcátek mikroskopických rozměrů, každé ze zrcátek zastupuje jeden odrazový bod (pixel). V DLP projektorech ve vyšší cenové relaci jsou takové čipy umístěny tři, takže každý pracuje pouze s jednou barevnou složkou.

 

Konstrukce zařízení pro natáčení zrcátek je poměrně složitá – a maličká • HP sb21 – technologie DLP umožňuje výrobu miniaturních projektorů

Mikroskopická zrcátka na čipech DMD se dokáží naklánět o přibližně 10°. Na čip se zrcátky nepřetržitě svítí projekční lampa, a naklánění zrcátek je řízeno elektronikou projektoru. Jakmile dostanou pokyn, nakloní se na jednu nebo na druhou stranu. Zrcátka otočená jedním směrem odrážejí dopadající paprsky na objektiv projektoru a přes něj světlo prochází na projekční plátno. Protože je zbylá část zrcátek nakloněna na druhou stranu, jsou paprsky na ně dopadající odraženy úplně jiným směrem – do pohlcovače světla. Tím je ovlivňován jas v jednotlivých bodech obrazu.

 

DMD čip – co obrazový bod, to zrcátko • Barevný kotouč obarví bílé světlo

Barvy jako na kolotoči

Tímto způsobem promítání ale u projektorů s DMD čipem dostanete pouze černobílý obraz. Barvy vytváří rotující průsvitný kotouč umístěný mezi projekční lampou a čipem. Kotouč je nejčastěji rozdělen do čtyř výsečí – tří se základními barvami a jednou čirou. Velikost výsečí může být různá, ve většině případů je čirá výseč menší než zbývající tři.

Díky otáčení kotouče dopadá přes výseč na čip v jednom okamžiku pouze světlo jedné barvy. Otáčením kotouče a současně natáčením zrcátek na čipu se na plátně objevuje obraz střídavě po jednotlivých barevných složkách v rychlosti, díky které je obraz lidským okem vnímán najednou a jako barevný.

Abyste při promítání firemních prezentacích měli bílou opravdu bílou a zároveň si mohli vychutnat film s co nejlepšími barvami, používají se v lepších projektorech tyto kotouče dva. Na jednom jsou výseče rozděleny přibližně po čtvrtinách, takže čirá část zabírá dostatečnou plochu a může zobrazit jasnou bílou. Druhý terč má na sobě výsečí šest a v nich se postupně střídají všechny tři základní barvy (každá je tam tedy dvakrát), proto se také terč označuje jako RGBRGB. Protože se výrobci snaží dovést barvy promítané projektory k dokonalosti, vytvořili i barevný terč rozdělený do tenkých barevných proužků, jež jsou spirálovitě zatočeny.

Ostrý jako břitva

Jednou z výhod technologie LCD je vyšší ostrost obrazu. Ta je dána tím, že projektory s LCD displeji nemají žádné pohyblivé části, proto nemohou vzniknout vibrace. Rozdíl v ostrosti mezi technologiemi ale poznáte pouze při bližším srovnání obou projektorů zároveň.

Protože projektory založené na technologii LCD používají k zobrazování tři LCD displeje, je možné nastavovat jejich vlastnosti zvlášť a získat tak barevně velmi věrný obraz. Výborné barvy ale nezůstanou navždy, již po několika letech dlouhodobého používání dojde k blednutí barev a zejména modrá barva často zmizí úplně. DLP projektory mají barevnost obrazu dánu zabarvením rotujícího kotouče a teplotou projekční lampy, jenž se stárnutím také trochu mění. Tato barevná změna ale není tak výrazná jako u technologie LCD.

Ještě nedávno vynikaly LCD projektory při stejném výkonu projekční lampy mnohem větší svítivostí, než byla u projektorů používajících technologii DLP. V současnosti se hodnota svítivosti obou typů projektorů pohybuje mezi 1 500 až 2 000 ANSI lm, ty nejvýkonnější již úspěšně překonaly hranici 3 000 ANSI lm.

Obraz za mřížemi

Základem obrazu obou typů projektorů je rastr. Technologie DLP jej má velice jemný a málo viditelný, zrcátka na čipu jsou totiž ovládána ze spodní strany, a tak mohou být umístěna těsněji vedle sebe. U technologie LCD je ale nutné, aby mezi jednotlivými buňkami byly mezery pro přivedení napájení, což způsobuje viditelnou mřížku.

Jestliže jste často na cestách, určitě oceníte projektor s co nejmenšími rozměry a hmotností. Těmito vlastnostmi se mohou chlubit jednočipové projektory DLP, oproti LCD projektorům se třemi displeji jsou některé modely mnohem menší.

Projektory využívající technologii DLP se také mohou chlubit velice kontrastním obrazem a dobrým zobrazováním tmavých odstínů a černé. Hodnoty kontrastu DLP projektorů začínají na hodnotách, u kterých nejlepší LCD projektory končí – kolem 1 100:1. Ty nejlepší dosahují téměř dvojnásobku. Projektory s takovými parametry jsou proto vhodné jako součást domácího kina.

Méně je někdy více

Rozlišení SVGA (800 × 600) je u projektorů ještě velmi běžné a nelze říci, ze by bylo špatné. Samozřejmě není vhodné pro firemní prezentace, protože nedokáže zobrazit tolik detailů. Při srovnání obou typů projektorů s rozlišením SVGA vyjde jako vítěz nejspíše projektor DLP. I v tomto rozlišení dokáže vytvořit obraz bez viditelnější mřížky, což uživatelé ocení zejména při sledování filmů. Tyto projektory také mají výhodu v tom, že jejich rozlišení je blízké rozlišení PAL (720 × 576), ve kterém je většina filmů na DVD. Projektory díky tomu nemusí obraz tolik přepočítávat na výsledné rozlišení (jako u vyšších rozlišení) a produkovaný obraz je kvalitnější, což snadno poznáte například na titulcích filmu.

S rostoucím rozlišením se rozšiřují i možnosti použití projektorů, kromě prezentací je můžete využít i ke hraní her. Při rozlišení XGA (1 024 × 768) u projektorů DLP mřížku mezi body již téměř neobjevíte, projektory LCD ji ale stále zobrazují.

Obě nejpoužívanější technologie mají své přednosti, ale i zápory. Je tedy těžké určit, která technologie projektorů je celkově lepší. Projektory DLP se díky malým rozměrům uplatní při „cestovních“ prezentacích a díky vysokému kontrastu a dobrým barvám se prosadí v domácím kině. Projektory LCD jsou jasnými vítězi při prezentacích a konferencích především díky velké svítivosti.

Výhody a nevýhody DLP a LCD
DLP	LCD
+ vysoký kontrast	+ velký světelný tok
+ rastr není téměř vidět	+ dobré barvy
+ barvy se s postupem    času nemění	+ ostrost obrazu
- menší světelný tok	- viditelný rastr
- mechanické součásti	- větší rozměry
- menší ostrost obrazu	- stárnutí barev

Článek vznikl ve spolupráci s časopisem Computer a čerpá z čísla 11/04.