Projektor przezroczy - Overhead projector

Rzutnik przezroczy działający podczas lekcji w klasie
Rzutnik na konferencji naukowej, 2007

Rzutnik (OHP) , jak film lub rzutnik , wykorzystuje światło do projektu powiększony obraz na ekranie, dzięki czemu widok małego dokumentu lub obrazu do współdzielonego z dużą publicznością.

W rzutniku źródłem obrazu jest arkusz przezroczystej folii z tworzywa sztucznego o wielkości strony (zwanej również „folią” lub „przezroczystą folią”), na którym wyświetlany jest obraz, który ma być wydrukowany lub napisany odręcznie/narysowany. Są one umieszczane na szklanej płycie projektora, pod którą znajduje się źródło światła, a nad nią wystające lustro i zespół obiektywu (stąd „nad głową”). Były szeroko stosowane w edukacji i biznesie przed pojawieniem się projektorów wideo .

System optyczny

Rzutnik działa na tej samej zasadzie co rzutnik slajdów , w którym soczewka skupiająca rzuca światło z oświetlonego slajdu na ekran projekcyjny, na którym powstaje rzeczywisty obraz . Jednak pewne różnice są spowodowane znacznie większym rozmiarem używanych folii (zwykle rozmiar drukowanej strony) oraz wymogiem, aby folia była umieszczona stroną zadrukowaną do góry (i czytelną dla prezentera). W tym ostatnim celu projektor zawiera lustro tuż przed lub za soczewką skupiającą do składania układu optycznego w kierunku poziomym. To lustro dokonuje również odwrócenia obrazu w taki sposób, aby obraz wyświetlany na ekranie odpowiadał obrazowi slajdu widzianego przez prezentera patrzącego w dół, a nie jego lustrzanemu odbiciu . Dlatego przezroczystość umieszcza się stroną do góry (w kierunku lustra i soczewki ogniskującej), w przeciwieństwie do rzutnika slajdów 35mm lub rzutnika filmowego (bez takiego lustra), gdzie obraz slajdu jest nieodwrócony po stronie przeciwnej do soczewki ogniskującej.

Pokrewnym wynalazkiem do powiększania przezroczystych obrazów jest kamera słoneczna, ale podobnemu celowi w przypadku materiałów nieprzezroczystych służy epidiaskop .

Skraplacz

Ponieważ soczewka ogniskująca (zwykle mniej niż 10 cm średnicy) jest znacznie mniejsza niż przezroczystość, kluczową rolę odgrywa kondensor optyczny, który oświetla przezroczystość. Ponieważ wymaga to dużej soczewki optycznej (co najmniej wielkości przezroczystości), ale może mieć słabą jakość optyczną (ponieważ ostrość obrazu nie zależy od tego), stosuje się soczewkę Fresnela . Soczewka Fresnela znajduje się na (lub jest częścią) szklanej płytki, na której umieszczona jest przezroczystość i służy do przekierowania większości padającego na nią światła do zbieżnego stożka w kierunku soczewki skupiającej. Bez takiego kondensora w tym momencie większość światła ominęłaby soczewkę skupiającą (albo soczewka skupiająca musiałaby być bardzo duża i zaporowo droga). Dodatkowo lustra lub inne elementy kondensujące pod soczewką Fresnela służą do zwiększenia tej części mocy żarówki, która dociera w pierwszej kolejności do soczewki Fresnela. Aby zapewnić wystarczającą ilość światła na ekranie, stosuje się żarówkę o wysokiej intensywności, która często wymaga chłodzenia wentylatorem .

Regulacja ostrości

Projektory OHP zwykle zawierają mechanizm ręcznego ustawiania ostrości, który podnosi i obniża pozycję soczewki ogniskującej (w tym składanego lustra) w celu dostosowania odległości obiektu (odległość optyczna między slajdem a soczewką) w celu ustawienia ostrości na wybranej odległości obrazu (odległość do ekranu projekcyjnego) biorąc pod uwagę stałą ogniskową soczewki ogniskującej. Pozwala to na uzyskanie różnych odległości projekcyjnych.

Zwiększanie (lub zmniejszanie) odległości projekcyjnej zwiększa (lub zmniejsza) powiększenie systemu ogniskowania , aby dopasować się do używanego ekranu projekcyjnego (lub czasami po prostu dostosować ustawienia pomieszczenia). Zwiększenie odległości projekcji oznacza również, że ta sama ilość światła jest rozprowadzana na większym ekranie, co skutkuje ciemniejszym obrazem. Wraz ze zmianą odległości projekcyjnej należy ponownie ustawić ostrość, aby uzyskać ostry obraz. Jednak optyka kondensacyjna (soczewka Fresnela) jest zoptymalizowana dla jednej konkretnej pozycji pionowej soczewki, odpowiadającej jednej odległości projekcyjnej. Dlatego też, gdy jest zogniskowany na znacznie inną odległość projekcji, część stożka światła rzucanego przez soczewkę Fresnela w kierunku soczewki skupiającej nie trafia w tę soczewkę. Ma to największy wpływ na zewnętrzne krawędzie wyświetlanego obrazu, więc zazwyczaj widać niebieskie lub brązowe obwódki na krawędzi ekranu, gdy ostrość jest ekstremalna. Korzystanie z projektora w pobliżu zalecanej odległości projekcyjnej umożliwia ustawienie ostrości w takiej pozycji, w której można tego uniknąć, a intensywność na ekranie jest w przybliżeniu równomierna.

Źródło oświetlenia

Technologia lamp w rzutniku jest zazwyczaj bardzo prosta w porównaniu z nowoczesnym projektorem wideo LCD lub DLP . Większość kosztów ogólnych wykorzystuje żarówkę halogenową o bardzo dużej mocy, która może zużywać do 750 lub 1000 watów. Aby zapobiec stopieniu się żarówki z powodu wytworzonego ciepła, wymagana jest dmuchawa o wysokim przepływie, a dmuchawa ta często jest wyposażona w zegar, który utrzymuje ją przez pewien czas po zgaśnięciu światła.

Co więcej, intensywne ciepło przyspiesza awarię lampy o wysokiej intensywności, często przepalając się w czasie krótszym niż 100 godzin, co wymaga wymiany, co często jest najdroższą częścią posiadania projektora. W przeciwieństwie do tego, nowoczesny projektor LCD lub DLP często wykorzystuje ultrawydajną lampę, która ma wyższą skuteczność świetlną i działa przez tysiące godzin. Wadą tej technologii jest wymagany czas nagrzewania takich lamp.

W starszych rzutnikach używano cylindrycznej żarówki kwarcowej, która była zamontowana nad polerowanym odbłyśnikiem w kształcie misy. Jednakże, ponieważ lampa była zawieszona nad i na zewnątrz reflektora, duża ilość światła padała na boki wewnątrz korpusu projektora, co zostało zmarnowane, co wymagało lampy o większej mocy do wystarczającego oświetlenia ekranu. Bardziej nowoczesne rzutniki do rzutników wykorzystują zintegrowany zespół lampy i stożkowego odbłyśnika, co pozwala na umieszczenie lampy głęboko w odbłyśniku i wysyłanie większej części jej światła w kierunku soczewki Fresnela; pozwala to na użycie lampy o niższej mocy dla tego samego oświetlenia ekranu.

Przydatną innowacją w przypadku rzutników ze zintegrowanymi lampami/odbłyśnikami jest sterowanie dwoma lampami z szybką wymianą, które umożliwia instalację dwóch lamp w projektorze w ruchomych gniazdach. Jeśli jedna lampa ulegnie awarii podczas prezentacji, prezenter może po prostu przesunąć dźwignię, aby wsunąć zapasową na miejsce i kontynuować prezentację, bez konieczności otwierania zespołu projekcyjnego lub czekania, aż uszkodzona żarówka ostygnie przed jej wymianą.

Historia

Niektóre starożytne projektory, takie jak magiczna latarnia, mogą być uważane za poprzedników rzutnika. Lustro steganograficzne prawdopodobnie najbardziej przypominało sposób użycia rzutnika.

W książce Ars Magna Lucis et Umbrae z 1645 r. niemieckiego jezuickiego uczonego, Athanasiusa Kirchera, opisano jego wynalazek, „Zwierciadło steganograficzne”: prymitywny system projekcyjny z soczewką skupiającą i tekstem lub obrazami namalowanymi na wklęsłym lustrze odbijającym światło słoneczne, przeznaczonym głównie do komunikacja na odległość. W 1654 belgijski jezuicki matematyk André Tacquet wykorzystał technikę Kirchera, aby pokazać podróż z Chin do Belgii włoskiego misjonarza jezuickiego Martino Martiniego . Nie wiadomo, w jaki sposób Tacquet korzystał z systemu Kirchera, ale przypuszcza się, że rysował obrazy na lustrze projekcyjnym, wyjaśniając szczegóły podróży.

„Mikroskop słoneczny” został wykorzystany we wczesnych eksperymentach fotograficznych ze światłoczułym azotanem srebra przez Thomasa Wedgwooda i Humphry'ego Davy'ego do wykonania pierwszych, ale nietrwałych, powiększenia drobnych obiektów.

Francuski fizyk Edmond Becquerel opracował pierwszy znany aparat projekcyjny w 1853 roku. Zademonstrował go francuski twórca instrumentów i wynalazca Jules Duboscq w 1866 roku.

Następnie, w 1857 roku malarz Baltimore, David Acheson Woodward, opatentował solarną kamerę powiększającą , duży instrument obsługiwany na zewnątrz. Używał światła słonecznego i soczewek kopiujących do powiększenia z małego negatywu na duży, światłoczuły papier lub płótno. Artyści portretowi uznali to za dobrodziejstwo, które stanowiło wskazówkę w tworzeniu dokładnych podobizny, które malowali olejami, akwarelą lub pastelami na powiększeniu, często wykonanym w naturalnej wielkości.

Projektor przezroczy zaprojektowany przez amerykańskiego naukowca Henry'ego Mortona został wprowadzony na rynek około 1880 roku jako „pionowa latarnia”.

Stosowanie przezroczystych arkuszy do rzutowania z góry, zwanych rzutnikami lub wykresami, zostało w dużej mierze rozwinięte w Stanach Zjednoczonych. Projektory przezroczy zostały wprowadzone do amerykańskiego szkolenia wojskowego podczas II wojny światowej już w 1940 roku i szybko zostały przejęte przez edukatorów wyższych uczelni, aw ciągu dekady były wykorzystywane w korporacjach. Po wojnie były używane w szkołach takich jak US Military Academy . W czasopiśmie Higher Education z kwietnia 1952 r. odnotowano;

Niedawna adaptacja plastiku do produkcji soczewek kondensorowych pozwoliła na rewolucyjne przeprojektowanie projektora do prezentacji wykładów, obecnie powszechnie określanego jako rzutnik. Płaski, lekki plastikowy obiektyw umożliwia zastosowanie dużego otworu poziomego. To, w połączeniu z szerokokątnym obiektywem i górnym odbłyśnikiem, kieruje światło pionowo w górę przez scenę. Następnie jest odbijany poziomo na ekranie. Taki układ optyczny zapewnia instruktorowi szereg korzyści, między innymi: możliwość ustawienia projektora przed klasą; jasne światło zapewnia doskonałą widoczność ekranu bez zaciemniania pomieszczenia; instruktor może umieścić przezroczyste obrazy na poziomej scenie lub doraźnie na niej diagram, nie odwracając się od swojej klasy. O wczesnym zainteresowaniu wykorzystaniem rzutowania „pionowego” do demonstrowania zjawisk naukowych świadczy publikacja artykułu na ten temat w 1940 r. Wcześniejsze ograniczenia masy i rozmiaru apertury zostały przezwyciężone przez zastąpienie cięższego szklanego kondensora tworzywem sztucznym. W ten sposób można stosować folie (slajdy) o wymiarach do 10 x 10 cali. Jako instrument wykładowo-demonstracyjny, rzutnik ma zyskać popularność wśród wykładowców uniwersyteckich, ponieważ ułatwia instruktorowi opanowanie psychologicznych zalet prezentacji wizualnej bez poświęcania jego tożsamości jako instruktora i lidera klasy. Kolejna zaleta tego nośnika wizualnego polega na możliwości dostosowania go do wykorzystania transparentnych materiałów graficznych przygotowanych lokalnie...

Pracownik ładuje dokumenty do drukarki Ozalid.

Z rozwojem ulepszonego lekkiego rzutnika przez marynarkę wojenną Stanów Zjednoczonych powiązana była adaptacja procesu drukowania na sucho Ozalid , opracowanego w Niemczech w 1923 r., do kopiowania dokumentów szkoleniowych i ilustracji na foliach projekcyjnych, proces na tyle prosty, że można go przeprowadzić w terenie i co zapewniło jednolitość użytego materiału instruktażowego.

Projektory przezroczystości były używane na wczesnym etapie prac policyjnych z celofanem przesuwającym się po 9-calowej scenie, umożliwiając przesuwanie rysów twarzy po scenie.

Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na projektory firma Buhl Industries została założona w 1953 roku i stała się wiodącym amerykańskim dostawcą kilku udoskonaleń optycznych dla rzutnika i jego obiektywu projekcyjnego.

Projektory przezroczy zaczęły być szeroko stosowane w szkołach i firmach pod koniec lat pięćdziesiątych i na początku lat sześćdziesiątych, obok współcześnie opracowanych rzutników karuzelowych z poziomo zamontowaną tacą, produkowanych przez firmę Kodak .

Pod koniec lat 50. Roger Appeldorn został poproszony przez swojego szefa w 3M o znalezienie zastosowania dla folii, które były marnotrawstwem w procesie kopiowania w kolorze. Appeldorn opracował proces projekcji przezroczystych arkuszy, który doprowadził do powstania pierwszej dostępnej na rynku folii przezroczystej 3M. Baza Strategic Air Command w Omaha była jednym z pierwszych dużych klientów, zużywając około 20 000 arkuszy miesięcznie. 3M zdecydowało się wtedy opracować własny rzutnik folii zamiast tego, który sprzedawał do tej pory, a który był produkowany przez zewnętrznego producenta. Potrzeba było kilku prototypów, zanim ta opłacalna, mała i składana wersja mogła zostać zaprezentowana 15 stycznia 1962. Miała nową soczewkę Fresnela wykonaną z tworzywa sztucznego o ustrukturyzowanej powierzchni, znacznie lepszą niż inne soczewki plastikowe i znacznie tańszą niż szkło. W 1957 r. pierwszy w Stanach Zjednoczonych program Federalnej Pomocy dla Edukacji pobudził ogólną sprzedaż, która utrzymywała się na wysokim poziomie do późnych lat 90. i do XXI wieku.

Użyj w edukacji

Projektory przezroczy były szeroko stosowane w edukacji i biznesie przed pojawieniem się projekcji komputerowej.

Rzutnik zapewnia łatwe i niedrogie interaktywne środowisko dla nauczycieli. Materiały dydaktyczne można wstępnie wydrukować na plastikowych arkuszach, po których nauczyciel może bezpośrednio pisać za pomocą nietrwałego, zmywalnego kolorowego pisaka. Oszczędza to czas, ponieważ przezroczystość może być wstępnie drukowana i używana wielokrotnie, zamiast ręcznego pisania materiałów przed każdymi zajęciami.

Nagłówek jest zazwyczaj umieszczany na wygodnej dla nauczyciela wysokości do pisania i umożliwia nauczycielowi zwrócenie się twarzą do klasy, ułatwiając lepszą komunikację między uczniami a nauczycielem. Powiększone funkcje projektora umożliwiają nauczycielowi pisanie wygodnym małym pismem w naturalnej pozycji do pisania, zamiast pisania zbyt dużym pismem na tablicy i konieczności ciągłego trzymania ręki w powietrzu, aby pisać na tablicy.

Kiedy przeźroczysty arkusz jest pełen pisanych lub rysowanych materiałów, można go po prostu zastąpić nowym, świeżym arkuszem z większą ilością wcześniej wydrukowanych materiałów, ponownie oszczędzając czas w klasie w porównaniu z tablicą, którą trzeba wymazać, a materiały dydaktyczne przepisać od nowa przez edukatora . Po zajęciach folie można łatwo przywrócić do pierwotnego, nieużywanego stanu, zmywając je wodą z mydłem.

Wyświetlacze sufitowe LCD

Na początku lat 80. i 90. rzutniki były używane jako część komputerowego systemu wyświetlania / projekcji w klasie. Panel ciekłokrystaliczny zamontowany w plastikowej ramie został umieszczony na górze rzutnika i podłączony do wyjścia wideo komputera, często oddzielając normalne wyjście monitora. Wentylator chłodzący w ramce panelu LCD wydmuchałby chłodzące powietrze na wyświetlacz LCD, aby zapobiec przegrzaniu, które mogłoby spowodować zamglenie obrazu.

Pierwszy z tych paneli LCD był tylko monochromatyczny i mógł wyświetlać wyjście wideo NTSC, takie jak z komputera Apple II lub magnetowidu. W późnych latach 80. stały się dostępne modele kolorów, zdolne do „tysiąca” kolorów (16-bitowy kolor), dla kolorowych komputerów Macintosh i VGA . Wyświetlacze nigdy nie były szczególnie szybkie w odświeżaniu lub aktualizacji, co powodowało rozmazywanie szybko poruszających się obrazów, ale było to akceptowalne, gdy nic więcej nie było dostępne.

Społeczność Do-It-Yourself zaczęła wykorzystywać ten pomysł do tworzenia tanich projektorów kina domowego. Zdejmując obudowę i zespół podświetlenia zwykłego monitora LCD, można używać odsłoniętego ekranu LCD w połączeniu z rzutnikiem do rzutowania zawartości ekranu LCD na ścianę przy znacznie niższych kosztach niż w przypadku standardowych projektorów LCD. Ze względu na odbicie lustrzane obrazu w głowicy rzutnika, obraz na ścianie jest „odwracany” do miejsca, w którym byłby normalnie patrząc na ekran LCD.

Spadek użycia

Projektory przezroczy były kiedyś powszechnym wyposażeniem większości sal lekcyjnych i biznesowych sal konferencyjnych w Stanach Zjednoczonych, ale w 2000 roku były powoli zastępowane przez kamery dokumentacyjne , dedykowane komputerowe systemy projekcyjne i tablice interaktywne . Takie systemy pozwalają prezenterowi wyświetlać wideo bezpośrednio z pliku komputerowego, zwykle tworzonego przy użyciu oprogramowania takiego jak Microsoft PowerPoint i LibreOffice . Takie prezentacje mogą również zawierać animacje, elementy interaktywne, a nawet klipy wideo z łatwością stronicowania między slajdami. Wyeliminowano stosunkowo drogie drukowanie lub kserowanie kolorowych folii.

Głównym powodem tej stopniowej wymiany jest głęboko zakorzenione wykorzystanie technologii obliczeniowej we współczesnym społeczeństwie i niezdolność kosztów ogólnych do łatwej obsługi funkcji, których wymagają współcześni użytkownicy. Podczas gdy narzut może dość dobrze wyświetlać obrazy statyczne, słabo radzi sobie z wyświetlaniem obrazów ruchomych. Panele do wyświetlania wideo LCD, które kiedyś były używane jako dodatek do rzutnika, stały się przestarzałe, a połączenie technologii wyświetlania i optyki projekcyjnej zostało optymalnie zintegrowane z nowoczesnym projektorem wideo .

Wzrosły również standardy użytkowników, tak że przyćmiona, rozmyta projekcja nad głową, która jest zbyt jasna w środku i zbyt przyciemniona na brzegach, nie jest już akceptowalna. Ostrość optyczna, liniowość, jasność i klarowność narzutu generalnie nie mogą się równać z projektorem wideo. Projektory wideo wykorzystują niezwykle małe mechanizmy generowania obrazu, co pozwala na precyzyjną optykę, która znacznie przewyższa wydajność optyczną plastikowej soczewki Fresnela. Zawierają również dodatkową optykę, która eliminuje hotspot na środku ekranu bezpośrednio nad źródłem światła, dzięki czemu jasność jest równomierna na całym ekranie projekcyjnym.

Krytycy uważają, że istnieją pewne wady, ponieważ te technologie są bardziej podatne na niepowodzenie i mają znacznie bardziej stromą krzywą uczenia się dla użytkownika niż standardowy projektor.

Zobacz też

Bibliografia

  • Zielony, Lee (1982). 501 Sposoby korzystania z rzutnika . ABC-CLIO, Biblioteki bez ograniczeń. Numer ISBN 0-87287-339-0.

Bibliografia

Zewnętrzne linki