Proiezione cinematografica digitale: scegliere la giusta tecnologia

PROIEZIONE CINEMATOGRAFICA DIGITALE
Figura 3
Tipico auditorium dove la prima fila è a poco meno di 1 schermo d’altezza dallo schermo e l’ultima
fila è circa 3 altezze di schermo dallo schermo stesso.
Tecnologie di proiezione
Infine, la scelta della tecnologia di proiezione ha
il massimo effetto sulla qualità dell’immagine,
nonché su altri fattori importanti della
proiezione nelle sale, tra cui funzionalità,
affidabilità e costi di gestione. Due tecnologie
di proiezione vengono utilizzate oggi per
cinema digitale: LCoS (Liquid Crystal on Silicon)
e DLP ® . Queste sono anche comunemente
utilizzate per applicazioni di altri tipi di
proiezione, dove sono unite dall’LCD (Liquid
Crystal Display).
L’LCD, tuttavia, non ha soddisfatto le esigenti
richieste del cinema digitale ed i proiettori
LCD non sono attualmente certificati per la
riproduzione di Hollywood Studio Content,
soltanto i proiettori DLP Cinema ® hanno
ottenuto con successo il DCI (Digital Cinema
Initiatives, LLC) superando il piano di
certificazione DCI. Lo stesso vale per tecnologie
alternate quali GLV (Grating Light Valve) e la
proiezione a scansione laser, che oggi hanno
un uso molto limitato e non sono ancora in
grado di esprimere livelli di luce necessari per il
cinema digitale ad un prezzo accessibile. LCoS
e DLP ® sono fondamentalmente tecnologie
molto diverse. LCoS funziona imprimendo
un voltaggio proporzionale ad un livello
desiderato di grigio, attraverso un sottile strato
di materiale cristallino liquido per controllare
la polarizzazione della luce generata dalla
sorgente. Nelle applicazioni cinema la sorgente
luminosa è quasi sempre una lampada ad arco
allo Xeno.
In un dispositivo LCoS (figura 4) lo strato di
cristallo liquido è inserito tra un elettrodo
di vetro trasparente da un lato e ciò che è
essenzialmente un circuito integrato con uno
specchio di alluminio come strato superiore
sull’altro lato. Dopo aver superato una volta lo
strato di cristallo liquido, la luce viene riflessa
dallo specchio e passa attraverso lo strato
di nuovo, andando nella direzione opposta
(figura 5). Per creare immagini, il dispositivo
è organizzato in una matrice rettangolare di
pixel che vengono indirizzati individualmente,
utilizzando una serie di righe e di colonna di
elettrodi che sono nascosti sotto lo strato
dello specchio. DLP ® è basato su un principio
completamente diverso dallo strato di cristalli
liquidi. In questo caso, la luce dalla lampada
colpisce direttamente e riflette una serie di
specchi di alluminio estremamente piccoli
su di un circuito integrato, uno specchio per
ogni pixel dell’immagine (Figura 6). Ogni
specchio è singolarmente indirizzato, non da un
voltaggio analogico proporzionale all’intensità
dei pixel, ma da un singolo bit digitale. Nello
stato “1” o “on”, uno specchio si inclina su un
angolo, dirigendo la luce verso l’obiettivo del
proiettore allo schermo. Nello stato “0” o “off”,
lo specchio inclinato nella direzione opposta,
dirigere la luce ad un assorbitore di luce (Figura
7). Questo produce rispettivamente un picco di
bianco o di nero puro. Per generare tra essi dei
livelli di grigio, gli specchi sono capovolti tra lo
stato on e off migliaia di volte al secondo.
A questa velocità gli impulsi di luce singoli che
ne derivano sembrano fondersi completamente
tanto da vedere solo una media del livello di
luce proporzionale al rapporto tra i tempi di
on e off. I proiettori LCoS e DLP ® per il cinema
digitale ottengono immagini a colori dalla
scissione di una luce bianca ad alta intensità
proveniente da una lampada allo Xeno in
componenti rossi, verdi e blu e direzionandoli
verso singoli dispositivi, uno per ogni colore. Un
gruppo di prisma sovrappone le tre immagini
componenti in un’immagine a colori per la
proiezione sullo schermo.
LCoS versus DLP ®
Le differenze fondamentali tra LCoS e DLP ®
influiscono direttamente sulla progettazione
dei proiettori per il cinema digitale, portando
a significative differenze molto importanti
in alcuni parametri di prestazione. Il primo
parametro colpito è l’efficienza ottica. Questo
riguarda in primo luogo la potenza della
lampada necessaria per ottenere la luminosità
dell’immagine specificata da SMPTE (Society of
Motion Picture and Television Engineers) su uno
schermo di una determinata dimensione [3].
Un basso rendimento ottico significa maggiore
potenza, il che aumenta i costi operativi dovuti
al consumo di energia elettrica superiore e la
sostituzione delle lampade più frequentemente
(nonché un costo unitario più elevato sulla
lampada stessa se una lampada di maggior
potenza è richiesta). Si pone anche un limite
alla dimensione massima di uno schermo che
un proiettore è in grado di supportare, fattore
che diventa un problema ancora maggiore per
il 3D (argomento che sarà ripreso). Ad esempio,
in base alle specifiche pubblicate del proiettore
Sony SRX-R320, che utilizza una versione
proprietaria dell’LCoS chiamata SXRD ,
emette 21.000 lumen utilizzando una lampada
a 4,2 kW [7]. Il rendimento ottico è quindi di
5 lumen per watt. In confronto, il proiettore
Christie CP2220 DLP Cinema ® , utilizzando
una lampada molto meno potente dai 3,0 kW,
può produrre altrettanti 22.000 lumen centrali,
con un’efficienza ottica di 7,3 lumen per watt.
Questo porta quasi un vantaggio del 50% per la
tecnologia DLP ® .
Le misurazioni dei proiettori che operano nei
cinema indicano che un vantaggio effettivo a
favore del Christie CP2220 si avvicina al 100%.
L’uniformità in tutta l’immagine è un’altra
area in cui LCoS e DLP ® operano in modo
diverso. Questo a causa della diversa natura
dei dispositivi. LCoS è fondamentalmente una
tecnologia analogica, in cui i livelli di grigio
sono proporzionali ad un voltaggio. (LCoS
è solo digitale nel senso che l’immagine
è composta da pixel discreti.) La tensione
necessaria per un determinato livello di grigio
dipende principalmente dalle proprietà
elettro-ottiche dello strato di cristalli liquidi,
che possono variare attraverso il dispositivo.
Queste proprietà sono influenzate anche
dalle condizioni ambientali, in particolare la
temperatura. Il cristallo liquido si riscalda in
quanto assorbe inevitabilmente una certa
intensità della luce, estremamente elevata, che
lo attraversa nell’applicazione per il cinema
digitale. Ciò può causare problemi di uniformità
ed alternanza di colore nell’immagine.
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