Оверхед -проектор (часто сокращенно OHP ), такой как проектор для фильмов или слайдов , использует свет для проецирования увеличенного изображения на экран , позволяя просмотреть небольшой документ или изображение большой аудитории.
В диапроекторе источником изображения является лист прозрачной пластиковой пленки размером со страницу (также известной как «фольга» или « прозрачная пленка »), на котором проецируемое изображение либо напечатано, либо написано/нарисовано от руки. Они размещаются на стеклянной пластине проектора, под которым находится источник света, а над ним - выступающее зеркало и объектив в сборе (следовательно, «сверху»). Они широко использовались в образовании и бизнесе до появления видеопроекторов .
Оверхед-проектор работает по тому же принципу, что и слайд-проектор , в котором фокусирующая линза проецирует свет от освещенного слайда на проекционный экран , где формируется реальное изображение . Однако некоторые различия обусловлены гораздо большим размером используемых прозрачных пленок (обычно размером с печатную страницу) и требованием, чтобы прозрачная пленка располагалась лицевой стороной вверх (и была доступна для чтения докладчику). Для последней цели в проекторе имеется зеркало непосредственно перед или после фокусирующей линзы, позволяющее поворачивать оптическую систему по горизонтали. Это зеркало также выполняет переворот изображения, чтобы изображение, проецируемое на экран, соответствовало изображению слайда, как его видит ведущий, смотрящий на него сверху, а не его зеркальному изображению . Таким образом, диапозитив размещается лицевой стороной вверх (к зеркалу и фокусирующей линзе), в отличие от 35-миллиметрового диапроектора или кинопроектора (у которого нет такого зеркала), где изображение слайда не перевернуто на стороне, противоположной фокусирующей линзе.
Родственным изобретением для увеличения прозрачных изображений является солнечная камера. Непрозрачный проектор, или эпископ , — это устройство, которое отображает непрозрачные материалы, освещая объект сверху яркой лампой. Эпископ следует отличать от диаскопа , который представляет собой проектор, используемый для проецирования изображений прозрачных объектов (например, пленок или слайдов), и от эпидиаскопа , который способен проецировать изображения как непрозрачных, так и прозрачных объектов.
Поскольку фокусирующая линза (обычно менее 10 см [3,9 дюйма] в диаметре) намного меньше транспаранта, решающую роль играет оптический конденсор , который освещает транспарант. [1] Поскольку для этого требуется большая оптическая линза (по крайней мере, размер транспаранта), но оптическое качество может быть плохим (поскольку резкость изображения от этого не зависит), применяется линза Френеля . Линза Френеля расположена на стеклянной пластине (или является ее частью) и служит для перенаправления большей части падающего на нее света в сходящийся конус к фокусирующей линзе. [2] Без такого конденсатора в этот момент большая часть света не попала бы в фокусирующую линзу (или же фокусирующая линза должна была бы быть очень большой и непомерно дорогой). Кроме того, зеркала или другие конденсирующие элементы под линзой Френеля служат для увеличения части мощности лампочки, которая в первую очередь достигает линзы Френеля. Чтобы обеспечить достаточное освещение экрана, используется лампа высокой интенсивности, которая часто требует охлаждения вентилятором .
Оверхед-проекторы обычно включают в себя механизм ручной фокусировки, который поднимает и опускает фокусирующую линзу (включая складное зеркало), чтобы отрегулировать расстояние до объекта (оптическое расстояние между слайдом и линзой) для фокусировки на выбранном расстоянии изображения (расстояние на проекционный экран) при фиксированном фокусном расстоянии фокусирующей линзы. Это обеспечивает диапазон проекционных расстояний.
Увеличение (или уменьшение) расстояния проецирования увеличивает (или уменьшает) увеличение системы фокусировки, чтобы оно соответствовало используемому проекционному экрану (или иногда просто для соответствия условиям помещения). Увеличение расстояния проецирования также означает, что одинаковое количество света распространяется на больший экран, что приводит к более тусклому изображению. При изменении расстояния проецирования необходимо перенастроить фокусировку для получения резкого изображения. Однако конденсирующая оптика (линза Френеля) оптимизирована для одного конкретного вертикального положения линзы, соответствующего одному расстоянию проецирования. Следовательно, когда он фокусируется на совершенно другом расстоянии проецирования, часть светового конуса, проецируемого линзой Френеля в сторону фокусирующей линзы, не попадает в эту линзу. Наибольший эффект это оказывает на внешние края проецируемого изображения, так что обычно на краю экрана можно увидеть синюю или коричневую окантовку, когда фокус находится в крайнем положении. Использование проектора на рекомендованном расстоянии проецирования позволяет избежать такого положения фокусировки и обеспечить примерно равномерную интенсивность по всему экрану.
Технология ламп оверхед-проектора обычно очень проста по сравнению с современными видеопроекторами с ЖК-дисплеем или DLP . В большинстве накладных светильников используются галогенные лампы чрезвычайно высокой мощности, мощность которых может достигать 750 или 1000 Вт. [3] Для предотвращения плавления лампочки из-за выделяемого тепла требуется вентилятор с высокой производительностью, и этот вентилятор часто имеет таймер, который поддерживает его работу в течение некоторого времени после того, как свет погаснет.
Кроме того, сильный нагрев ускоряет выход из строя лампы высокой интенсивности, которая часто перегорает менее чем за 100 часов и требует замены, что зачастую является самой дорогой частью владения проектором. [4] Напротив, в современных ЖК- или DLP-проекторах часто используются лампы сверхвысокой производительности , которые имеют более высокую светоотдачу и служат тысячи часов. [5] Недостатком этой технологии является время прогрева, необходимое для таких ламп.
В старых диапроекторах использовалась трубчатая кварцевая лампа, которая монтировалась над полированным рефлектором чашеобразной формы. Однако, поскольку лампа была подвешена над отражателем и снаружи, большое количество света рассеивалось по сторонам внутри корпуса проектора и тратилось впустую, поэтому для достаточного освещения экрана требовалась лампа большей мощности. В более современных диапроекторах используется встроенная лампа и узел конического отражателя, что позволяет располагать лампу глубоко внутри отражателя и направлять большую часть своего света на линзу Френеля; это позволяет использовать лампу меньшей мощности для той же подсветки экрана.
Полезным нововведением для диапроекторов со встроенными лампами/отражателями является система быстрой замены двух ламп, позволяющая устанавливать в проектор две лампы в подвижных патронах. Если одна лампа выйдет из строя во время презентации, ведущий может просто переместить рычаг, чтобы вставить запасную лампу на место и продолжить презентацию, не открывая проекционный блок и не дожидаясь, пока неисправная лампа остынет, прежде чем заменить ее.
Некоторые древние проекторы, такие как волшебный фонарь, можно рассматривать как предшественников диапроектора. Стеганографическое зеркало, возможно, ближе всего к использованию диапроектора.
Книга немецкого ученого-иезуита Афанасия Кирхера 1645 года Ars Magna Lucis et Umbrae включала описание его изобретения, «Стеганографического зеркала»: примитивной проекционной системы с фокусирующей линзой и текстом или изображениями, нарисованными на вогнутом зеркале, отражающем солнечный свет, в основном предназначенном для дальняя связь. [6] В 1654 году бельгийский математик-иезуит Андре Таке использовал технику Кирхера, чтобы показать путешествие из Китая в Бельгию итальянского миссионера-иезуита Мартино Мартини . [7] Неизвестно, как именно Таке использовал систему Кирхера, но она придумана [ кем? ] что он рисовал картинки на проекционном зеркале, пока объяснялись детали путешествия.
«Солнечный микроскоп» использовался в первых фотографических экспериментах со светочувствительным нитратом серебра Томасом Веджвудом и Хамфри Дэви при создании первых, но непостоянных увеличений мельчайших объектов. [8] [9]
Французский физик Эдмон Беккерель разработал первый известный проекционный аппарат в 1853 году. Он был продемонстрирован французским приборостроителем и изобретателем Жюлем Дюбоском в 1866 году. [10] [11]
Впоследствии, в 1857 году художник из Балтимора Дэвид Ачесон Вудворд запатентовал камеру с солнечным увеличением — большой инструмент, работающий на открытом воздухе. Он использовал солнечный свет и копировальные линзы для увеличения небольшого негатива на большую фотосенсибилизированную бумагу или холст. [11] Художники-портретисты сочли это благом, поскольку они помогали создавать точные изображения, которые они рисовали маслом, акварелью или пастелью поверх увеличенного изображения, часто сделанного в натуральную величину. [12]
Проектор, разработанный американским ученым Генри Мортоном , продавался примерно в 1880 году как «вертикальный фонарь». [13]
Использование прозрачных листов для проекции сверху, называемых видовыми фольгами или графическими изображениями, получило широкое развитие в Соединенных Штатах. Оверхед-проекторы были внедрены в военную подготовку США во время Второй мировой войны еще в 1940 году и быстро были освоены преподавателями высших учебных заведений, [14] и в течение десятилетия они начали использоваться в корпорациях. [15] После войны их использовали в таких школах, как Военная академия США . [13] В журнале «Высшее образование» за апрель 1952 г. отмечалось;
Недавняя адаптация пластика для производства конденсорных линз позволила революционно изменить конструкцию проектора для лекций и демонстраций, который теперь обычно называют диапроектором. Плоская легкая пластиковая линза позволяет использовать большую горизонтальную апертуру сцены. Это, в сочетании с широкоугольной линзой и верхним отражателем, направляет свет через сцену вертикально вверх. Затем он отражается на экране горизонтально. Такое оптическое расположение дает преподавателю ряд преимуществ, среди которых: проектор можно разместить перед классом; Яркий свет обеспечивает отличную видимость экрана, не затемняя комнату; Преподаватель может разместить на горизонтальной сцене прозрачные изображения или экспромтно разместить на ней диаграмму, не отрываясь от класса. Ранний интерес к использованию «вертикальной» проекции для демонстрации научных явлений подтверждается публикацией статьи на эту тему в 1940 году. Предыдущие ограничения по весу и размеру апертуры были преодолены за счет замены более тяжелого стеклянного конденсатора пластиком. Таким образом, можно использовать прозрачные пленки (слайды) размером до 10 х 10 дюймов. В качестве лекционно-демонстрационного инструмента оверхед-проектору суждено завоевать популярность среди преподавателей университетов, поскольку он помогает преподавателю овладеть психологическими преимуществами визуального представления, не жертвуя при этом своей идентичностью как преподавателя и классного руководителя. Еще одним преимуществом этого визуального средства является его адаптируемость к использованию прозрачных изображений, подготовленных на месте... [16]
С разработкой ВМС США улучшенного легкого диапроектора была адаптация процесса сухой печати Ozalid , разработанного в Германии в 1923 году, для копирования учебных документов и иллюстраций на проекционную пленку, процесса, достаточно простого, чтобы его можно было выполнить в полевых условиях и что обеспечивало единообразие используемого учебного материала. [17] [18] [19] [20]
Вначале для работы полиции использовались проекторы с целлофановым рулоном, закрывающим 9-дюймовую сцену, что позволяло перемещать черты лица по сцене. [ нужна цитата ]
По мере роста спроса на проекторы в 1953 году была основана компания Buhl Industries, которая стала ведущим поставщиком в США нескольких оптических усовершенствований диапроектора и его проекционного объектива. [ нужна цитата ]
Оверхед-проекторы начали широко использоваться в школах и на предприятиях в конце 1950-х и начале 1960-х годов, [21] наряду с разработанными в то же время проекторами карусельных слайдов с горизонтально установленным лотком производства Kodak . [22]
В конце 1950-х годов его начальник из 3M поручил Роджеру Аппельдорну найти применение прозрачным пленкам, которые были отходами в процессе цветного копирования. Аппельдорн разработал процесс проецирования прозрачных листов, который привел к созданию первой коммерчески доступной прозрачной пленки 3M. База Стратегического авиационного командования в Омахе была одним из первых крупных клиентов, использующих около 20 000 листов в месяц. Затем компания 3M решила разработать собственный оверхед-проектор вместо того, который они продавали до этого и который производился сторонним производителем. Потребовалось несколько прототипов, прежде чем 15 января 1962 года была представлена экономичная, небольшая и складная версия. У нее была новая линза Френеля, изготовленная из пластика со структурированной поверхностью, которая была намного лучше, чем другие пластиковые линзы, и намного дешевле, чем стекло. [23] В 1957 году первая федеральная программа помощи образованию в США стимулировала накладные продажи, которые оставались высокими до конца 1990-х годов и в XXI веке. [24]
Оверхед-проекторы широко использовались в образовании и бизнесе до появления компьютерной проекции. [25] [26]
Проектор обеспечивает удобную и недорогую интерактивную среду для преподавателей. Учебные материалы могут быть предварительно напечатаны на пластиковых листах, на которых преподаватель может писать непостоянным, моющимся цветным маркером. Это экономит время, поскольку прозрачность можно предварительно распечатать и использовать повторно, вместо того, чтобы писать материалы вручную перед каждым занятием.
Надпись обычно размещается на удобной для преподавателя высоте для письма и позволяет преподавателю смотреть лицом к классу, способствуя лучшему общению между учениками и учителем. Возможности увеличения проектора позволяют преподавателю писать удобным мелким шрифтом в естественном положении для письма, вместо того, чтобы писать слишком крупным шрифтом на доске и постоянно держать руку в воздухе, чтобы писать на доске.
Когда прозрачный лист заполнен написанным или нарисованным материалом, его можно просто заменить новым, свежим листом с большим количеством предварительно напечатанного материала, что снова экономит время урока по сравнению с доской, которую придется стирать, а учебные материалы переписывать преподавателю. . По окончании занятий прозрачные пленки легко возвращаются в исходное неиспользованное состояние, если их смыть водой с мылом.
В начале 1980–1990-х годов диапроекторы использовались как часть компьютерной системы отображения/проекции в классе. Жидкокристаллическая панель, установленная в пластиковой рамке, помещалась поверх диапроектора и подключалась к видеовыходу компьютера, часто отделяя обычный выход монитора. Охлаждающий вентилятор в рамке ЖК-панели будет обдувать ЖК-дисплей охлаждающим воздухом, чтобы предотвратить перегрев, который может привести к затуманиванию изображения.
Первые из этих ЖК-панелей были только монохромными и могли отображать видеовыход NTSC , например, с компьютера Apple II или видеомагнитофона . В конце 1980-х годов стали доступны цветные модели, способные отображать «тысячи» цветов (16-битный цвет) для цветных компьютеров Macintosh и VGA . Дисплеи никогда не обновлялись особенно быстро, что приводило к размазыванию быстродвижущихся изображений, но это было приемлемо, когда ничего другого не было под рукой.
Сообщество «Сделай сам» начало использовать эту идею для создания недорогих проекторов для домашнего кинотеатра. Сняв корпус и узел подсветки обычного ЖК-монитора, можно использовать открытый ЖК-экран вместе с диапроектором для проецирования содержимого ЖК-экрана на стену при гораздо меньших затратах, чем при использовании стандартных ЖК-проекторов. Из-за зеркального отражения изображения в головке проектора изображение на стене «переворачивается» туда, где оно было бы, если бы вы обычно смотрели на ЖК-экран.
Когда-то проекторы были обычным явлением в большинстве классных комнат и конференц-залов в Соединенных Штатах, но в 2000-х годах их постепенно заменили документ-камеры , специальные компьютерные проекционные системы и интерактивные доски . [27] [21] Такие системы позволяют докладчику проецировать изображение непосредственно из такого приложения, как Microsoft PowerPoint или LibreOffice , а презентации могут включать в себя анимацию, интерактивные компоненты и видеоклипы. Качество изображения этих систем обычно лучше, чем у диапроектора. Отпадает необходимость печатать или копировать цветные прозрачные пленки.
{{cite book}}: CS1 maint: others (link){{citation}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link)