Еще мало кто догадывается об этом, но современная проекционная техника просто создана для школ и студенческих аудиторий, как когда-то в забытые времена были созданы для них доска и мел. Где, как не в школе, необходимы проекторы и специальные большие экраны, ведь телевизионный и компьютерный мониторы плохо видны с последних и даже средних парт в классе, а использование видео и компьютеров на уроке становится необходимым и привычным. Недалек тот день, когда большие экраны и проекторы станут обычными в школе и преподаватели будут удивляться, как же это они раньше без них обходились. Ведь уже сейчас стоимость недорогой проекционной системы равняется стоимости двух хороших компьютеров. Сегодня мы поведем речь о мультимедиапроекторах, но прежде попытаемся навести порядок в своих представлениях о проекторах вообще. Разложим их "по полочкам". Всего "полочек" четыре. На первой, самой пыльной, стоят всем нам с детства знакомые ДИАПРОЕКТОРЫ, проекторы для слайдов. В последнее время на ней появились очень интеллектуальные экземпляры — дистанционно управляемые, программируемые, с быстрой автоматической сменой слайдов, снабженные аудиомагнитофонами и прочая, и прочая... На второй "полочке" стоят ЭПИСКОПЫ — проекторы для отображения на экран непрозрачных объектов: страниц книг, журналов, фотографий и даже предметов. На третьей "полке" – элегантные ОВЕРХЕД-ПРОЕКТОРЫ, которые проецируют изображение со специальных прозрачных пленок. На прозрачную пленку изображение можно нанести тремя способами: фломастером от руки, при помощи принтера и при помощи ксерокса. В каждом из вариантов используется свой тип пленки. Некоторые модели оверхед-проекторов проецируют также компьютерное и видеоизображение, для этого необходимо вспомогательное устройство размером с книгу — жидкокристаллическая (ЖК) панель. И вот, наконец, четвертая "полка" — самая современная и самая солидная, на ней стоят МУЛЬТИМЕДИАПРОЕКТОРЫ. Это новое поколение в семействе проекторов. Их работа — проецировать компьютерное и видеоизображение на большой экран. Это умеют и оверхед-проекторы при посредстве ЖК-панелей, однако мультимедиапроекторы делают это лучше — изображение получается более ярким, что позволяет применять их в больших аудиториях и получать хорошую проекцию в освещенных помещениях. Такой представляется сегодня классификация проекторов, используемых для самых разных целей. Теперь поговорим подробнее о мультимедиапроекторах. Современные проекторы могут брать сигнал и с видеомагнитофона или телевизора, и с компьютера. И что замечательно — на экране изображение получается очень качественным: ярким и четким. Причем мощность проекторов так велика, что затемнять помещение нет необходимости. Таким образом проектор — отличный помощник в ситуации, когда весь класс должен смотреть на экран на уроке информатики или, скажем, географии. И уже совершенно фантастические возможности открываются перед теми, кто захочет воспользоваться системой видеокамера-проектор-экран! Можно показать крупным планом самый маленький листик или цветок, глаз лягушки или кристалл редкого минерала. Можно проводить физические или химические опыты, и всем ученикам будет очень хорошо видно, как проходит диффузия в жидкости или как осаждается медь при электролизе (замечу, что очень удобны настольные миниатюрные видеокамеры). Важно, что мультимедиапроекторы несмотря на свое сложное устройство просты в эксплуатации, для работы с ними не требуется никаких специальных знаний и навыков. Для того чтобы подсоединить проектор и видеомагнитофон к компьютеру, нужно просто соединить их кабелем, проектор после включения сам определяет, с каким источником ему предстоит работать. При необходимости легко переключить проектор с одного устройства на другое, что дает возможность использовать одновременно и видео, и даже два компьютера. Для любителей посмотреть, "а что там внутри" — короткая справка об устройстве мультимедиапроекторов. Мультимедиапроекторы делятся на три группы, отличающиеся друг от друга технологией, способом передачи изображения на экран. Существует:
1) TFT ЖК-технология;
2) полисиликоновая ЖК-технология;
3) DMD/DLP-технология.
TFT-технология
A - проекционная лампаB - конденсорные линзы
C - линза Френделя
D - TFT-дисплей
E - объектив
DMD/DLP-технология
A - проекционная лампаB - конденсорные линзы
C - цветовой фильтр
D - DMD микросхема (зеркальная панель)
E - объектив
Полисиликоновая ЖК-технология
A - проекционная лампаB - конденсорные линзы
C - отражательное зеркало
D - дихроичные зеркала
E, F, G - ЖК-панели
H - объектив
Вспомним, что изображение, которое мы видим на экранах многоцветным, на самом деле складывается из трех монохромных картинок: красной, зеленой и голубой (RGB). Проекторы устроены так: лампа дает мощный пучок света, который либо пропускается через миниатюрные ЖК-матрицы (в случае 1 и 2), либо отражается от специального экранчика, состоящего из миллионов крошечных электронноуправляемых зеркал (случай 3). После чего (во всех трех случаях) попадает в объектив, а потом на экран. На матрицы или экранчик подается сигнал, пришедший из компьютера или видеомагнитофона. Для каждого цвета в проекторах, построенных по технологиям 1 и 2, существует своя ЖК-матрица. В случае 1 они сложены в пакет, называемый TFT-дисплеем, и луч проходит насквозь через этот пакет, после чего попадает в объектив. В случае 2 луч разлагается при помощи системы специальных зеркал на красную, зеленую и голубую составляющие, которые проходят через соответствующие ЖК-матрицы, "снимая" с них информацию, после этого три разноцветных луча снова складываются в один и направляются в объектив. На экранчик из зеркал (вариант 3) красный, зеленый и синий сигналы передаются поочередно, но смена их происходит с огромной скоростью (проекторное устройство преобразует аналоговый сигнал в цифровой). При этом белый проекторный луч с той же скоростью и синхронно с изменением цвета экранчика становится то красным, то зеленым, то голубым благодаря вращающемуся трехцветному фильтру. Экранчик, который называется DMD-чипом, направляет луч прямо в объектив, а на экране наш глаз не может различить три разноцветные картинки, они сливаются для нас в одну, полноцветную и сочную. Свойства этих матриц (или DMD-чипа), характеристики оптической системы и мощность лампы задают качество изображения, которое мы получаем на экране. Важно подобрать проектор, разрешение матрицы которого (VGA 640х480, SVGA 800х600, XGA 1024х768, UXGA 1280х1024) будет соответствовать разрешению ваших компьютеров. Если вы предполагаете использовать проектор вместе с компьютерами, имеющими разное разрешение графических карт, имеет смысл приобрести проектор со специальной функцией, позволяющей "сжимать" и "расширять" изображение при несовпадении разрешений компьютера и проектора. Яркость изображения зависит от величины светового потока проектора и от размеров изображения на экране. Величина светового потока измеряется в специальных единицах — ANSI-люменах, и в зависимости от типа проектора находится в пределах 250-2100 ANSI-лм. Читатели, прилежно учившие в школе физику, помнят, что световой поток измеряется в люменах (лм). Американский институт национальных стандартов (American National Standard Institute) задал методику определения величины светового потока для проекторов: в девяти точках экрана измеряется освещенность, усредняется и умножается на площадь изображения (для удобства расчетов выбирают изображение площадью ровно в один квадратный метр) – получается значение величины светового потока в люменах, в ANSI-люменах. Теперь попытаюсь дать сравнительную характеристику этих трех систем, причем первые две имеют принципиальное сходство, их главным элементом является ЖК-матрица (LCD). LCD (Liquid Cristal Display), жидкокристаллический дисплей, или матрица, состоит из нескольких слоев. Один из этих слоев выполнен или из аморфного кремния (случай 1), или, как в случае 2, состоит из поликристаллического вещества — поликремния (полисиликона). И это очень важное обстоятельство, поскольку матрица должна как можно меньше ослаблять световой поток и как можно меньше нагреваться (что происходит как раз вследствие поглощения энергии светового потока; добавлю, что существенные потери энергии светового потока происходят не только на ЖК-матрицах, но и при поляризации света). Поликремниевый слой как раз и обладает таким преимуществом по сравнению с аморфным. Второе обстоятельство, позволяющее экономить энергию светового потока, заключается в том, что в полисиликоновых проекторах оптическая система разделяет белый луч на три составляющих, и например, красный луч нагревает только "свою" матрицу. В системах TFT белый луч проходит через пакет из трех матриц, нагревая каждую из них. Таким образом, полисиликоновая технология позволяет более эффективно использовать энергию ламп, – при одинаковой мощности лампы полисиликоновые проекторы по сравнению с TFT дают изображение на 30% более яркое. К тому же в полисиликоновых проекторах возможно применять лампы большой мощности, не галогенные, а металлогалогенные. Кроме яркости, качество изображения характеризует контрастность. Полисиликоновые проекторы позволяют получать в три раза более контрастное изображение по сравнению с TFT-проекторами. И все-таки не стоит думать, что TFT-проекторы плохи. Они вполне подходят для небольших помещений, и к тому же дешевы, а полисиликоновые — отличная техника для конференц-залов, но и, конечно же, не только для них. Однако поистине революционным стало появление DMD/DLP-технологии. Потери энергии светового потока значительно сократились, система работает не "на просвет", а "на отражение", не требуется поляризации светового потока. Световая эффективность DLP на 60% выше по сравнению с LCD. Еще одно замечательное качество DLP — способность реализовывать изображение высокого разрешения. Крошечные зеркала (16х16 мкм) разделены зазором всего в один микрон, поэтому 90% площади зеркальной панели способно отражать свет, в то время как только 70% площади ЖК-матриц пропускает свет. Существуют одно-, двух- и трехчиповые системы DLP. С увеличением количества чипов улучшается качество проекции, но и цена, конечно, растет. Существует мнение, что на сегодняшний день наилучшим соотношением цена/качество обладают одночиповые модели DLP. Однако технический прогресс столь стремителен, что всегда можно надеяться на чудо в самом близком будущем. Мультимедиапроекторы — очень умные машины, их конструкция обеспечивает множество удобств пользователю: дистанционное управление (с пульта производится регулировка резкости, яркости, размеров изображения), цветокоррекцию, увеличение отдельных элементов изображения. Есть проекторы и экраны, позволяющие осуществлять проекцию "на просвет", т. е. размещать проектор позади экрана. Система установки и закрепления проекторов на рабочих местах продумана до мелочей, можно даже подвесить проектор к потолку, если в помещении для него нет места. Отдельно следует поговорить об экранах. Современные экраны — стационарные и переносные, легкие, сборно-разборные, разнообразных размеров, удобные в переноске и в то же время устойчивые и надежные. Замечу, что хороший проектор без хорошего экрана бессилен, в то время как хороший экран способен помочь не самому мощному проектору дать качественное изображение. В заключение скажу, что есть несколько школ в Москве, для которых проекционные системы уже не диковинка, а помощники в ежедневной работе. Это школы-новостройки №№ 1948, 1950, школа 1060, УВК 1874, школа 818 СЗАО, УВК 1811 ВАО. В УВК 1811 экран и проектор располагаются в кабинете информатики, в котором занимаются ученики младших классов, непоседливая и легко отвлекающаяся аудитория. Большой экран, на котором ВСЕ ученики видят то, что им хочет продемонстрировать учитель, помогает при объяснении нового материала, разборе ошибок, не нужно напрягать голосовые связки, призывая всех "посмотреть на монитор Миши" и бегать от компьютера к компьютеру, чтобы показать, как окрыть нужный файл. Проектор здесь подключают обычно к компьютеру учителя. При необходимости проекционную систему переносят в другие кабинеты и делают это без привлечения "грубой мужской силы": вес переносного экрана — 5 кг, проектор снабжен чемоданчиком для транспортировки и вместе с ним весит около 6 кг. В школе № 818 проекционная система установлена в кабинете истории и обслуживает компьютеры и видеомагнитофон. Ученики этой школы под руководством заслуженного учителя Российской Федерации И. П. Сафоновой в рамках занятий историей и москвоведением ведут настоящую исследовательскую работу по разнообразной тематике, используя библиотеки и архивы, и оформляют свои рефераты в электронной форме — получаются настоящие мультимедийные продукты. С появлением в кабинете проекционной системы эта деятельность приобрела новое качество — каждый ученик, (а успешно выполняют такие работы в школе № 818 все, даже не самые "продвинутые" дети), видит результат своего труда на большом экране, ощущает интерес и внимание товарищей, и это очень сильно повышает мотивацию детей, способствует самоутверждению в столь полезной для их развития деятельности. Очевиден тот факт, что использование проекционной техники в учебном процессе облегчает работу учителя, повышает эффективность учебного процесса.
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ:
Рощина Надежда Васильевна, методист отдела аудиовизуальной информации Института Новых Технологий образования.