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NUMERO 20



Guida Pratica alla Videoproiezione
Installazione di un VPR — prima parte
di Loris Campos Lisanti

Come anticipato nel corso della nostra precedente puntata, la collocazione di un VPR in ambiente domestico è uno dei primi scogli che un videofilo deve affrontare prima di poter godere del grado di immersione che solo un grande schermo può offrire. Ad esser sinceri, prima ancora di acquistare un VPR, il nostro temerario appassionato è chiamato ad armarsi di coraggio ed una certa dose di risolutezza per superare quella dogmatica tradizione che vorrebbe il classico televisore quale centro mediatico dei nostri moderni soggiorni. Provate a sfogliare un catalogo di mobili, e ben presto vi imbatterete in un’infinità di salotti disegnati attorno all’ingombro immaginario del televisore. Scelta stilistica non sempre fortunata ma che dimostra quanto, radicatosi il concetto di centralità del nostro ingombrante ospite, passino inosservate anche le più audaci acrobazie lignee pur di accomodare tra due scaffali l’amato tubo catodico.

Il televisore al centro, tutto il resto attorno, senza sollevare alcun moto di sdegno estetico, nessun grido d’orrore.

In teoria, le dimensioni ridotte degli attuali proiettori digitali dovrebbero convogliare verso l’HT proprio la clientela più attenta al decoro domestico. Nella pratica, molti di noi hanno imparato a proprie spese quanto la "via della proiezione" conduca sovente ad estenuanti battaglie verbali nella disperata difesa dei nostri VPR. Chi di voi può dire, sinceramente, di non essersi trovato almeno una volta, in una difesa accorata, nell’arduo tentativo di dimostrare a moglie, parenti, ed amici, che in fondo un VPR non occupa più spazio di un normalissimo 28"? Oppure, che il telaio di contenimento dello schermo è ben poca cosa se paragonato agli antiestetici cassonetti delle tapparelle?

Cari amici, essere pionieri comporta alcuni inconvenienti. Ritrovarsi improvvisamente strenui difensori di una soluzione tecnica che sotto il profilo qualitativo ed estetico non avrebbe bisogno di difesa alcuna, è senz’altro uno di questi.

Personalmente, penso che, per tali preconcetti, non vi sia miglior risposta del risultato tecnico stesso, unito ovviamente ad una punta di sarcastica soddisfazione nell’intravedere lo stupore dello scettico di turno al cospetto della nostra sala proiezione personale.

Il posizionamento di un VPR, però, può nascondere parecchie insidie, alcune delle quali difficilmente rimediabili ad acquisto ultimato. Scoprire che la dotazione ottica del proiettore, ad esempio, è tale da non garantire la corretta focalizzazione su schermo dal punto pianificato è un grave errore di valutazione che può costringere l’ignaro acquirente ad un posizionamento men che ottimale o esteticamente sgradevole.

Di qui, la necessità di analizzare accuratamente le caratteristiche dell’ambiente destinato ad accogliere il proiettore, nonché i dati tecnici dichiarati dal costruttore per determinare se, e come procedere all’acquisto, evitando di commettere grossolani errori.

Considerazioni Generali

Il nostro primo approccio all’installazione di un VPR non può ignorare la relativa estraneità di questo media elettronico negli ambienti domestici italiani.

L’italiano medio, non lo conosce, e di conseguenza pone domande "basilari" che richiedono risposte altrettanto "semplici".

Per questo motivo, pur rischiando di cadere in pleonastiche indicazioni, ci sentiamo spinti a fornire un insieme di informazioni fondamentali indispensabili a coloro che si accingono ad acquistare un VPR per la prima volta. Non a caso questa rubrica si chiama: "Guida Pratica".

Inoltre, quesiti come: "Dove posiziono il proiettore? Quale distanza dallo schermo? Quanto grande lo schermo? E le sedute? Dove le piazzo?" spuntano ciclicamente nei forum con frequenza tale da meritare particolare attenzione e risposte il più possibile esaurienti.

Catena Video

In passato abbiamo più volte paragonato un impianto di riproduzione video alla catena d’ascolto stereofonica, dove ogni anello della catena, ambiente incluso, interagisce con gli altri anelli influenzando il risultato finale. Nel nostro caso, un sistema di proiezione, o catena di videoproiezione, può essere schematizzato come un insieme composto da:

  • un contenuto da proiettare (DVD, LD, HD-DVD, etc…)
  • una sorgente video (lettore DVD, HTPC, etc…)
  • il proiettore (CRT, DLP, LCD, DILA, Lcos)
  • la sala di proiezione
  • uno schermo atto a ricevere le immagini

Il proiettore, a sua volta, può essere a sua suddiviso in tre aree critiche:

  • una sorgente luminosa
  • un dispositivo per la visualizzazione del contenuto da proiettare (matrice a pixel o chip di visualizzazione)
  • un sistema ottico per la focalizzazione su schermo (obiettivo)

I proiettori CRT sfuggono un poco a questa classificazione, giacchè sorgente luminosa e dispositivo per la visualizzazione coincidono. Il sottile strato di fosforo che ricopre l’interno dei tubi catodici è responsabile sia della produzione di energia luminosa, sia della formazione dell’immagine.

Nel corso della presente puntata ci dedicheremo soprattutto all’obiettivo dei proiettori digitali, cercando di individuare e definire le caratteristiche tecniche fondamentali ai fini dell’installazione, imparando infine a valutarne il significato.

Contrariamente a quanto avveniva nel panorama CRT, dove operava un solo produttore di ottiche (USPL) che riforniva tutte le case di proiettori con un ristretto numero di ottiche in catalogo (quindi ottiche non customizzate), l’attuale offerta di macchine digitali può far affidamento su di una vastità di produttori di lenti, i quali tra l’altro realizzano ottiche specifiche per i singoli produttori di proiettori. Alcuni marchi hanno quasi più lenti opzionali per singolo VPR di quanto non ne avesse in catalogo USPL per l’intero parco di CRT universalmente prodotti.

Se, da un lato, tale eterogeneità di obiettivi a disposizione equivale ad una accresciuta flessibilità di installazione dall’altro rende pressoché impossibile fissare a priori il valore qualitativo di un’ottica, cosa che accadeva comunemente con gli obiettivi per CRT, dov’era semplice affermare la superiorità di un’ottica rispetto ad un’altra conoscendo le necessità di installazione.

Non potendo dunque far affidamento sull’esperienza e la sperimentazione pregressa, dobbiamo fare riferimento ad una serie di dati quantitativi, le famose caratteristiche tecniche, cercando di carpirne il significato, e, come tale significato possa essere d’utilità ai fini della scelta del VPR. In altre parole, cercare di desumere dai dati se, e come, uno specifico proiettore possa operare nel nostro "particolare" ambiente.

Installazione Statica o Set-up portatile

La visualizzazione di immagini mediante l’uso di un proiettore sottintende, come appena detto, la coesistenza di uno schermo atto a ricevere il flusso luminoso prodotto dal proiettore stesso.

Contrariamente a quanto accade con i dispositivi di visualizzazione classici, nei quali la superficie di visualizzazione si trova a distanza ed inclinazione predefinita rispetto alla sorgente di radiazione e l’utente non dispone di alcun controllo fisico sulle medesime (vedasi il cannone e la superficie di fosfori nei monitors e televisori), in un sistema di proiezione i parametri di distanza ed angolazione (VPR vs schermo) possono essere alterati dall’utente, generando un’ampia gamma di situazioni operative, alcune delle quali non propriamente ideali.

Se, differenti distanze di proiezione implicano variazioni della dimensione dell’immagine prodotta, è altrettanto vero che variazioni dell’ortogonalità VPR vs schermo comportano modificazioni della correttezza geometrica dell’immagine nel suo insieme.

In generale, la dimensione dell’immagine proiettata aumenta al crescere della distanza tra proiettore e schermo, in misura che vedremo essere definita dal rapporto di proiezione.

Durante l’installazione l’utente potrà scegliere la dimensione dell’immagine variando la distanza che intercorre tra l’ultima lente dell’obiettivo (lente più esterna) e la superficie dello schermo, ma dovrà mantenere l’inclinazione del proiettore rispetto allo schermo, e quindi l’incidenza del flusso luminoso, entro limiti di coerenza.

Per il momento ci interessa ricordare che:

qualunque alterazione involontaria della distanza e dell’angolo di incidenza del fascio luminoso implica modificazioni dimensionali e prospettiche dell’immagine, e conseguentemente irregolarità geometriche e defocalizzazioni più o meno estese dell’immagine proiettata.

Questo ci dovrebbe far capire che, per quanto il mercato possa offrire soluzioni di tipo plug’n’play e portatili, un VPR rimane sempre macchina poco consona alle installazioni volatili. Spostamenti maldestri ed urti accidentali sono spesso sufficienti a modificare l’angolo di incidenza del fascio luminoso rispetto allo schermo, costringendo l’operatore ad un prolungato intervento per ripristinare il set-up originale.

Spostare un proiettore in continuazione, facendone uno strumento portatile, comporta inevitabili controindicazioni. Un set-up poco accurato genera, infatti, pesanti aberrazioni prospettiche, ignorabili in ambito "office" ma decisamente inaccettabili in ambito video.

Nella scelta di un VPR, non fatevi troppo influenzare dalle dimensioni o dal peso dei modelli in analisi; questi, sono fattori tutto sommato trascurabili ad installazione ultimata. Indirizzate, invece, la vostra attenzione verso le caratteristiche qualitative del modello in sé ed iniziate a considerare, filosoficamente, l’installazione come un processo preferibilmente "definitivo".

Spostare in continuazione un VPR, leggero o pesante che sia, comporta un notevole dispendio di tempo. Lasciamo quindi, sin d’ora, la portabilità all’utenza "office" e concentriamoci sulle problematiche qualitative delle installazioni statiche.

Modalità di Proiezione (dove installare il VPR)

I VPR possono essere installati praticamente ovunque. Tutti i VPR recenti hanno funzioni per il ribaltamento dell’immagine sia sull’asse orizzontale che su quello verticale rendendo possibile installazioni di tipo frontale e retro.

In un setp-up frontale il proiettore può essere sistemato su di un piano di appoggio (solitamente un tavolino basso) e l’installazione si dirà da tavolo, oppure appeso al soffitto, e l’installazione si dirà a soffitto.

Installazioni di tipo retro sono assai rare in ambito domestico, poiché richiedono l’esistenza di uno spazio retrostante lo schermo sufficientemente ampio e profondo da ospitare il proiettore e la corretta espansione del suo flusso luminoso. Nel tentativo di ridurre al minimo detto spazio, si prediligono obiettivi dal "tiro" il più corto possibile. Infine gli schermi devono avere proprietà differenti rispetto a quelli classici, per consentire il passaggio del flusso luminoso e non la sua riflessione (ma su questo ci ritorneremo in futuro).

Per ora ci limiteremo a stabilire che: la modalità di installazione, andrebbe definita in fase di progetto, poiché da essa dipende la scelta dello schermo e le sue relative caratteristiche di riflessione.

Errori Prospettici e Metodi di Correzione

Innanzitutto, occorre ricordare che un VPR digitale non proietta l’immagine linearmente.

Se così fosse, il centro dell’immagine coinciderebbe esattamente con il centro dell’ottica, metà dell’immagine proiettata risulterebbe più alta dell’obiettivo e la restante metà più bassa. Il proiettore verrebbe così a trovarsi a livello del centro verticale dell’immagine proiettata (stessa altezza da terra) ed in linea con il centro orizzontale dello schermo. Situazione di offset nullo su entrambi gli assi, o offset = 0%.

Se, sotto l’aspetto qualitativo, tale situazione corrisponde alla condizione di proiezione ideale, poiché l’immagine proiettata risulta gradevolmente rettangolare e geometricamente attendibile sin dall’inizio, con errore prospettico ridotto al minimo, sotto l’aspetto puramente logistico si vengono a creare pesanti limiti d’installazione causati proprio dal vincolo di posizionamento rispetto al centro dello schermo.

L’obbligo di posizionare il VPR esattamente al centro della scena riduce abbondantemente il numero di sedute installabili, e ne limita il posizionamento rispetto allo schermo.

In questo caso, le prime sedute a "saltare" sarebbero quelle centrali, ma andrebbero eliminate anche quelle avanzate rispetto al VPR, dal momento che le stesse impedirebbero il passaggio del flusso luminoso. Per finire, la visibilità dalle sedute posteriori risulterebbe pesantemente inficiata dalla presenza del proiettore stesso.

In pratica: poche sedute, perlopiù accanto al proiettore. Una vera disgrazia, in termini di flessibilità!

Lens Shift (non variabile)

Fortunatamente il percorso ottico dei nostri proiettori digitali è progettato per decentrare verticalmente l’immagine, traslandola di una certa percentuale (fissa) verso l’alto. Ciò fa si che l’intera immagine proiettata risulti ben al di sopra del proiettore stesso, rendendo possibile installazioni da tavolo e a soffitto. L’escursione dell’immagine rispetto al centro teorico è detta offset, e viene misurata in percentuale rispetto all’altezza dell’intera immagine prodotta.

Questo accorgimento, è stato chiamato Lens Shift (fisso), attenzione a non confondere il "Lens Shift fisso" con il Lens Shift variabile. Manuali e depliants recenti fanno riferimento al concetto di lens shift variabile, quando indicano l’escursione del lens shift.

Il Lens Shift è frutto di una scelta progettuale tesa a superare le prime limitazioni di installazione più che ad apportare un vero e proprio beneficio in termini qualitativi. Anzi, quando che un’immagine viene traslata al punto da superare l’ingombro fisico del proiettore si produce un’aberrazione prospettica che si manifesta come distorsione trapezoidale dell’immagine stessa. In pratica, un’immagina di forma rettangolare inizia ad assumere forma trapezoidale.

Per risolvere questo problema, i produttori di proiettori hanno sviluppato un sistema di correzione chiamato "Fixed Keystone Correction". Come definito dal termine stesso, la Fixed Keystone Correction, realizza una correzione ottica predefinita della geometria.

Un proiettore dotato di Lens Shift e correzione trapezoidale ottica, sposta verticalmente l’immagine di una percentuale stabilita dal produttore (non modificabile dall’utente) e al tempo stesso corregge la devianza geometrica generata dalla traslazione. Questo approccio, malgrado risolva molti problemi di installazione, presenta ancora un pesante limite:

- permette di produrre un’immagine sufficientemente rettangolare, da una ed una sola angolazione. In altri termini, l’inclinazione del proiettore rispetto allo schermo deve rispettare strettamente i parametri definiti dal costruttore.

La flessibilità d’installazione di macchine con correzione ottica non variabile risulta sempre limitata, e ne consegue che sono proiettori più accomodanti nei set-up da tavolo piuttosto che quelli a soffitto.

Supponiamo, ad esempio, di possedere un proiettore con correzione ottica fissa del trapezio, ed ipotizziamo di abitare in un appartamento antico con soffitti alti (cosa abbastanza comune in Italia), infine immaginiamo di procedere alla realizzazione di un set-up a soffitto:

l’immagine proiettata, pur capovolgendo il proiettore, potrebbe risultare troppo elevata rispetto alle sedute per consentire una visione comoda e rilassante. Rimedi ?

1 — abbassare l’altezza del proiettore installando un vistoso supporto. Cosa notoriamente avversa al comune senso estetico femminile, e all’incolumità di chiunque si trovasse a transitare distrattamente in vicinanza del VPR.

2 — Accettare un’elevata altezza di proiezione, per la pace dei rapporti familiari, e la felicità del chiropratico!

3 — Inclinare il proiettore verso il basso andando a cambiare il grado di incidenza rispetto allo schermo. A questo punto, ci troveremmo ben presto ad affrontare problemi di distorsione prospettica. La distorsione trapezoidale spunterebbe nuovamente, in maniera tanto più evidente quanto maggiore l’inclinazione del proiettore rispetto al centro verticale dello schermo.

Per concludere:

si può facilmente comprendere come la "Fixed Keyston Correcion" rappresenti un metodo di correzione assai limitato, la cui efficacia è circoscritta ad una sola angolazione proiettore vs schermo.

Fattori quali: piccole differenze di inclinazione del proiettore, inclinazioni dello schermo, nonché lievi avvallamenti dello stesso, sono sufficienti affinché la deformazione trapezoidale riemerga.

L’utente potrà ancora spostare fisicamente il proiettore e/o lo schermo alla ricerca di una migliore combinazione. Pratica che, non può certo definirsi il massimo della praticità!

In definitiva, la correzione ottica fissa permette di correggere la distorsione trapezoidale, ma solo a condizione che l’ortogonalità tra flusso luminoso e schermo sia sempre rispettata (salvo diverse indicazioni di incidenza predeterminate in fase di costruzione e non alterabili dall’utente).

Correzione digitale del Trapezio

Proiettori di ultima generazione offrono una funzione di correzione trapezoidale chiamata "Digital Keystone Correction". Grazie ad essa è possibile correggere la distorsione trapezoidale generata da installazioni fuori asse, anche di parecchi gradi.

Qui di seguito riportate le possibili situazione derivanti da installazioni fuori asse, con incidenza del fascio luminoso 0° rispetto al centro dello schermo.

La correzione trapezoidale digitale, avviene mediante elaborazione digitale del segnale video, il quale, opportunamente trasformato e modellato, perde il caratteristico aspetto rettangolare assumendo forma trapezoidale. Ai dispositivi di visualizzazione viene dunque inviata un’immagine trapezoidale, o meglio, una serie di fotogrammi trapezoidalmente distorti, la cui distorsione è tanto accentuata quanto maggiore il grado di correzione trapezoidale operato.

Ecco come appare la superficie di un chip al quale viene inviato un segnale corretto digitalmente. Ben evidenti ai lati, le aree di visualizazione triangolari inutilizzate.

L’offerta di proiettori con correzione digitale trapezoidale verticale è piuttosto elevata, un po’ meno diffusa invece la correzione orizzontale.

Il range operativo della correzione trapezoidale digitale viene misurato in gradi. Alcuni proiettori offrono margine d’intervento limitato alla decina di gradi, altri invece, permettono correzioni estreme, anche nell’ordine della quarantina di gradi.

Se da un lato, la correzione digitale trapezoidale può risolvere in modo rapido i problemi d’installazione fuori asse, dall’altro essa genera un degrado della qualità dell’immagine crescente al crescere dell’intensità di correzione.

Mi capita di leggere sovente nei forum, domande del tipo:

"Vorrei montare il mio schermo al centro della parete e decentrare lateralmente il proiettore di circa 1 metro, inclinandolo in modo da puntare direttamente il centro dello schermo. Sto prendendo in considerazioni i soli proiettori che supportano la digital keystone. Tra X, Y e Z, quale può soddisfare la mia esigenza ?"

- "Ughh!, tutti e nessuno" verrebbe da rispondere.

La correzione digitale funziona egregiamente nei set-up di tipo "Office", dove praticità e velocità di installazione sono parametri fondamentali. Nessuno griderà all’orrore se durante una presentazione, il vostro elaborato in "Power Point" risulterà più o meno sgranato. Il video è tutt’altra cosa!

Ora cercherò di spiegarvi cosa succede ogni qualvolta si abilita la correzione digitale del trapezio, e perché bisognerebbe farne a meno.

Il primo e più evidente limite, consiste nella perdita effettiva di risoluzione. Il dispositivo di visualizzazione cessa di produrre un’immagine rettangolare, ricavando all’interno dell’area di pixels disponibili una sottoarea di forma trapezoidale. Tecnicamente, ciò equivale all’inutilizzo di un’area effettiva di visualizzazione. In parole povere, corrisponde ad usare un proiettore scegliendo deliberatamente di limitarne la risoluzione nativa. Ma non solo…

La linearità stessa dell’immagine viene messa a dura prova, poiché nel convertire un’intera immagine rettangolare in trapezoidale, si generano problemi pesantissimi di scaling e di rilocazione dei pixels, i quali creano evidente perdita di qualità generalizzata e disomogenea, nonché defocalizzazioni localizzate.

In breve, l’ammontare di compressione utilizzata varia di linea in linea, e cresce mano a mano che ci spostiamo dalla base minore a quella maggiore del trapezio. L’immagine finale prodotta su schermo, benché rettangolare, presenterà una perdita progressiva e variabile da un estremo all’altro dello schermo.

Un terzo aspetto negativo è legato alla perdita di luminosità imputabile al mancato contributo luminoso delle aree di visualizzazione escluse dalla formazione d’immagine (approfondiremo meglio questo tema nel corso delle prossime puntate).

Tenete sempre a mente che:

quanto migliori le condizioni di installazione > minore l’inclinazione del proiettore vs schermo > minore l’errore prospettico da correggere > minore il grado di correzione digitale > più accurata l’immagine finale.

In sintesi:

la correzione elettronica del trapezio è un diavolaccio che andrebbe evitato come la peste in ambito video.

Correzione trapezoidale manuale

Molti proiettori offrono anche una funzione di correzione ottica variabile della distorsione trapezoidale. Questo metodo di correzione permette di diminuire la gravità del keystone derivante da installazioni fuori asse, tuttavia non è in grado di eliminarlo completamente. Facile e pratica da operare, la "manual keystne correction", come viene chiamata in inglese, non introduce gli artefatti della correzione digitale. Questo perché, agendo fisicamente sulle lenti onde aumentare o diminuire il grado di incidenza del flusso luminoso, non opera alterazioni al segnale video nativo. L’intensità dell’intervento si misura anch’essa in gradi, e generalmente varia da +/-15° a +/-30° a seconda del modello e della filosofia progettuale del produttore.

Lens Shift Variabile

Come abbiamo avuto modo di osservare precedentemente, tutti i proiettori digitali utilizzano una certa quantità di lens shift verticale (fisso) per traslare l’immagine verticalmente oltre l’ingombro fisico della macchina. Si è anche compreso come il limite di questa soluzione, essendo statica, risieda nell’impossibilità di incrementare a piacere l’offset.

Sappiamo però esistere una funzione chiamata "Variable Lens Shift" (più comunemente identificata col termine Lens Shift, nei manuali), la quale permette di aumentare o diminuire a piacere l’offset dell’immagine.

Agendo sulla regolazione del gruppo ottico, l’utente può spostare l’intera immagine in senso verticale ed orizzontale, pur conservandone la correttezza geometrica. Questo accorgimento consente installazioni anche molto decentrate, liberandoci dal gravoso vincolo di far corrispondere il centro dell’ottica al centro verticale ed orizzontale dello schermo.

Troverete il Lens Shift indicato quale percentuale nei manuali e depliant illustrativi, poiché esprime la percentuale di dimensione dell’immagine proiettata (come altezza o larghezza) che è possibile traslare.

In altre parole rappresenta l’escursione massima consentita rispetto al centro dell’immagine proiettata, o se preferite: la percentuale d’altezza o di larghezza d’immagine che possiamo traslare, misurata dal centro dell’immagine. Tale escursione è detta offset ed assume valore nullo (Lens shift = 0%) nel caso il centro dell’immagine proiettata si trovi a livello del centro dell’ottica. Assume invece valore negativo quando il centro dell’immagine superi in altezza il centro dell’ottica (negativo perché il proiettore si trova in basso rispetto allo schermo), e conseguentemente valore positivo nel caso opposto.

Ad esempio:

Un Lens Shift verticale dichiarato, di +50% ; -50%, indica che:

  1. — l’ammontare massimo di immagine traslabile lungo l’asse verticale corrisponde a metà dell’altezza dell’immagine proiettata. In altre parole, qualora l’altezza dell’immagine prodotta equivalesse a 1 metro, l’escursione massima consentita dal Lens Shift risulterebbe essere pari a 50 cm.
  2. — essendo il dato relativo allo spostamento positivo uguale a quello negativo, ciò implica la possibilità di traslare l’immagine verso l’alto o verso il basso di esattamente 50 cm, misurati dal centro dell’immagine stessa.
  3. — al massimo dello spostamento consentito (ad esempio: offset = - 50%), il centro dell’ottica si troverà allo stesso livello della base dell’immagine. Questo ci permette di concludere che: quando il centro ottico del proiettore si trova in linea con la base o il picco dell’immagine, l’offset, e quindi l’ammontare di Lens Shift, corrisponde a 50% e non 100%, come spesso capita di leggere.

Tecnicamente, il Lens Shift è ottenuto grazie all’uso di un gruppo ottico inserito in un alloggiamento sufficientemente ampio da consentire lo spostamento dell’ottica sugli assi interessati. Trattandosi di una correzione ottica non soggiace ai limiti ed alterazioni introdotte dalla correzione digitale, ed il risultato finale è qualitativamente superiore alla correzione digitale trapezoidale.

Risolti tutti i problemi ?

Certamente no! Il Lens Shift Variabile non è la panacea per tutti i mali d’installazione, anche se il miglior compromesso a nostra disposizione. La principale controindicazioni nell’uso del Lens Shift è costituita da una lieve distorsione prospettica, detta Bowing, che varia al variare dell’intensità di lens shift applicata.

Immaginiamo ad esempio di regolare l’escursione del lens shift verticale al punto da portare un bordo dell’immagine ben oltre il centro dell’ottica. In questo caso, molto probabilmente, si genererà una distorsione geometrica che affliggerà il bordo opposto, creando un avvallamento della zona centrale del bordo stesso, rispetto agli angoli. L’ammontare di bowing dipende da una molteplicità di fattori quali: l’altezza del Vpr in relazione all’altezza del centro dell’immagine, lo scostamento laterale rispetto al centro dello schermo, la distanza di proiezione, e le caratteristiche intrinseche dell’ottica e del percorso ottico della macchina. Il bowing, è relazionato alla traslazione, quindi anche le macchine dotate di lens shift fisso ne sono affette, anche se in misura minore rispetto ai VPR con lens shift variabile. Ad ogni modo, tale errore prospettico non è mai tanto grave quanto il keystone, e risulta semplice farlo rientrare entro i limiti della maschera esterna dello schermo, rendendolo impercettibile dalle sedute, cosa decisamente impraticabile con il keystone.

Avviso Importante !

Tutti i dati tecnici d’ora in avanti riportati, si ispirano a prodotti attualmente in commercio. Il loro utilizzo ha valore puramente esemplificativo. L’autore non intende pertanto esprimere alcun giudizio qualitativo,e l’uso degli stessi assume significato strettamente didattico.

Distanza di Proiezione nei Proiettori ad Ottica Fissa - Throw Distance

Il termine inglese Throw distance, letteralmente "distanza di tiro", sta ad indicare il range di distanze entro il quale l’obiettivo del proiettore è in grado di focalizzare correttamente l’immagine proiettata.

Un’immagine proiettata cresce, in dimensione, al crescere della distanza tra sorgente e schermo. Quanto più lontano posizionerete il vostro proiettore e tanto più grande sarà l’immagine prodotta. Questo è quanto mai vero per i proiettori dotati di ottica fissa, ovvero sprovvisti di zoom. Per queste categorie di proiettori la dimensione dell’immagine dipende unicamente dalla distanza di proiezione.

Manuali informativi e libretti tecnici, rappresentano la distanza di proiezione mediante l’uso di due indici, rispettivamente la distanza minima e la distanza massima di proiezione. Questi due indici identificano i limiti del range di distanze a nostra disposizione.

In pratica, preso in considerazione un dato proiettore con ottica fissa, possiamo avvicinarlo o allontanarlo dallo schermo entro un intervallo delimitato dalla distanza minima e da quella massima, entrambe indicate nelle caratteristiche tecniche della macchina.

L’obiettivo, svolge la funzione di convogliare, ingrandire e mettere a fuoco il flusso luminoso su schermo. Ogni obiettivo ha un suo caratteristico range di focalizzazione, delimitato da un estremo inferiore ed uno superiore. Superare la distanza minima di proiezione, avvicinando troppo il proiettore allo schermo, o superare la distanza massima allontanandolo esageratamente, corrisponde ad oltrepassare il range di focalizzazione dell’obiettivo. Superati detti limiti, l’obiettivo non sarà più in grado di mettere correttamente a fuoco l’immagine su schermo, e questa risulterà sfuocata.

Tra i due indici menzionati, quello relativo alla distanza minima merita particolare attenzione, poiché di gran lunga il più critico. Qualora doveste soddisfare esigenze di collocamento stringenti verso il limite inferiore, sarà assolutamente indispensabile conoscere la distanza minima di proiezione e valutarne la compatibilità con la situazione specifica, prima di procedere all’acquisto di un VPR.

Al contrario, il limite superiore è spesso sufficientemente elastico ed ampio da consentire installazioni anche estreme pur tuttavia correttamente a fuoco.

Ipotizziamo ad esempio, un’installazione molto ravvicinata con proiettore frapposto tra divano e schermo, ove si renda indispensabile un obiettivo con "tiro" cortissimo:

l’acquisto di un prodotto inadatto a focalizzare dalla distanza ipotizzata potrebbe costringere al disperato tentativo di individuare un luogo di installazione (non preventivato in origine), sufficientemente distante dallo schermo da poter garantire la distanza minima di tiro, o all’acquisto di un’ottica opzionale se disponibile.

Se vi accingete all’acquisto di un VPR, iniziate a studiare il luogo destinato ad accoglierlo, ponendo particolare accento alla parete dello schermo e di conseguenza l’area dove installare il proiettore. Misuratene la distanza, ed assicuratevi che, l’eventuale tracciato luminoso verso lo schermo sia libero da ostacoli, quali lampadari, cavi elettrici, spigoli delle porte quando aperte, nonché tutto quanto possa bloccare il flusso luminoso data la combinazione: posizione del proiettore — distanza dallo schermo — posizione dello schermo).

Non mi stancherò mai di raccomandare ai nuovi acquirenti di definire a priori la distanza minima di installazione e accertarsi accuratamente, dal costruttore stesso, che tale distanza sia supportata e che i dati pubblicati siano ancora validi.

Qui di seguito un esempio pratico di distanza di proiezione, come appare comunemente nei depliants illustrativi:

La foto riporta le caratteristiche ottiche di un proiettore Infocus.

Come potete notare, la distanza massima di proiezione, indicata con l’infinito, non costituisce un vincolo alla corretta focalizzazione su schermo. Cosa assai comune, e che ci dimostra la relativa elasticità della distanza massima in termini di focalizzazione. La luminosità semmai, potrebbe diventare un fattore limitante, poiché essa è infatti inversamente proporzionale all’area proiettata, e decresce al crescere della superficie dell’immagine. Nello specifico, ad ogni raddoppio della larghezza dello schermo (il che equivale ad un’area di proiezione quadruplicata) la luminosità diminuisce di quattro volte.

Nell’uso di proiettori con ottica fissa, non potendo variare il coefficiente di ingrandimento, sarà la sola distanza VPR vs schermo a determinare l’ampiezza dell’area dell’immagine, ed in questo caso:

quanto maggiore la distanza di proiezione > maggiore la superficie proiettata > minore la luminosità dell’immagine.

Questo spiega, come la distanza massima di proiezione risulti, nella pratica, maggiormente vincolata alla luminosità che alla focalizzazione.

Considerazioni sulla distanza di proiezione ci portano invitabilmente a creare una classificazione dei proiettori in base al "tiro" dell’obiettivo di cui sono provvisti.

Proiettori con obiettivi a "tiro" corto permettono di creare immagini di grandi dimensioni da breve distanza . Aspetto particolarmente gradito in caso di installazioni in luoghi piccoli, o in modalità a retro proiezione. Obiettivi a "tiro" lungo, invece, consentono immagini piccole da grandi distanze, cosa necessaria qualora si preferisse un’installazione del VPR arretrata rispetto alle sedute, onde limitare l’inquinamento luminoso derivante dalla luce spuria (ne parleremo in futuro), e diminuire la percezione del rumore di fondo prodotto dalle ventole di raffreddamento.

Finora abbiamo preso in considerazione i soli proiettori dotati di ottica fissa, tuttavia l’evoluzione del mercato "Pro" ha privilegiato la diffusione di proiettori con ottiche zoom la cui installazione risulta più semplice, veloce e flessibile. Ciò ha contribuito ad una rapida obsolescenza delle macchina con ottica fissa.

Ciononostante, flessibilità non è sinonimo di qualità, e l’esperienze dimostra come, generalmente, le ottiche fisse offrano messa a fuoco superiore, maggiore uniformità, e minori aberrazioni prospettiche. Un insieme di caratteristiche che le fa preferire, sotto il profilo qualitativo, specialmente nei set-up di tipo fisso(non portatile).

Ottica Zoom

La stragrande maggioranza di proiettori attualmente in commercio è dotata di un dispositivo per l’ingrandimento d’immagine, detta zoom.

Macchine provviste di zoom manuale, motorizzato o digitale, consentono di modulare la grandezza dell’immagine mantenendo inalterata la distanza di proiezione, cosa che aumenta la flessibilità d’installazione e la possibilità di operare successive correzioni della grandezza d’immagine senza muovere il VPR.

Ritengo importante rimarcare quanto lo zoom digitale, operando modifiche al segnale nativo attraverso interpolazioni complesse, comporti un intrinseco decadimento della qualità video, risultando pertanto decisamente sconsigliabile in ambito video. Ad ogni modo, ai fini conoscitivi, potrebbe essere interessante sapere che la percentuale di ingrandimento digitale viene espressa mediante un moltiplicatore. Ad esempio, uno zoom digitale di 1.3x esprime la capacità del dispositivo digitale di ingrandire l’immagine di un valore pari a 30%. Più complesse invece le indicazioni relative allo zoom ottico.

Alla voce Ottica Zoom, troverete spesso una serie di indicazioni tese a specificare:

1 — La tipologia di zoom ottico: manuale o motorizzato

2 — L’Apertura dell’obiettivo (su cui torneremo in futuro quando parleremo di luminosità)

3 — La lunghezza focale minima e massima, misurata in millimetri. Dove il valori si riferiscono rispettivamente alle modalità operative "Wide" e "Tele" di un obiettivo.

La distanza focale, quale singolo indicatore non assume grande significato, al contrario il rapporto tra la focale massima e minima è un importante indicatore, ed esprime il range di ingrandimento offerto da un obiettivo.

Rapporto di Ingrandimento (Lunghezza Focale Max : Lunghezza Focale min)

Supponiamo ad esempio di possedere un VPR con lunghezza focale di f=24 — 30.1, e voler calcolare il rapporto di ingrandimento dell’ottica:

Con i dati del nostro esempio, possiamo affermare di essere in grado manipolare la grandezza dell’immagine di circa 25% senza alterare la distanza di proiezione, questo perché il rapporto tra 30,1mm e 24mm esprime una percentuale di circa 25%. Non a caso, il nostro rapporto di ingrandimento si esprimerà nella forma: 1.25x : 1

Quanto più grande il rapporto di ingrandimento, tanto maggiore il range d’intervento sulla dimensione dell’immagine e tanto maggiore la flessibilità di installazione.

Distanza di Proiezione nei Proiettori ad Ottica Zoom — Throw Distance

Per quanto riguarda la distanza di proiezione, si applicano le stesse considerazioni illustrate per le ottiche fisse, con l’unica eccezione che un’ottica zoom presenta due limiti minimi e massimi, e di conseguenza una coppia di distanze minima e massima.

IL proiettore potrà dunque essere posizionato entro due intervalli di distanze, il primo delimitato degli estremi operativi della focale minima (modalità Wide), ed il secondo delimitato degli estremi di focalizzazione della focale massima (modalità Tele).

Dal momento che l’ingrandimento può essere variato in maniera progressiva dal valore minimo a quello massimo, la distanza di proiezione può essere intesa come un unico intervallo i cui estremi sono delimitati da:

Distanza minima di proiezione = distanza minima di focalizzazione alla modalità Wide

Distanza massima di proiezione = distanza massima di focalizzazione alla modalità Tele

L’esempio che segue, mostra le possibili distanze di proiezione, all’interno di una range che ha come limite inferiore i 0,73 metri (zoom in modalità Wide) e 11,65 metri (zoom in modalità Tele).

Occorre dire che, da un punto di vista qualitativo, vi è sempre un’intorno nel quale l’obiettivo fornisce la massima prestazione, una sorta di punto ottimale, determinato dalle caratteristiche ottiche tipiche del singolo obiettivo. Solo la sperimentazione pratica, l’installazione e l’uso, nonché molte prove comparative possono aiutarvi a stabile l’operatività massima (qualitativa) del vostro obiettivo. Per conoscere la migliore combinazione distanza-larghezza-fattore di ingrandimento-, potete eseguire una batteria di prove proiettando un’immagine che contenga solo testo, con dimensione del carattere preferibilmente ridotta (10-12 punti), su fondo rigorosamente bianco. Il nostro scopo, è trovare una combinazione capace di garantire una messa a fuoco dell’intera immagine il più uniforme ed omogenea possibile.

Finora ci siamo occupati della relazione che intercorre tra dimensione d’immagine e distanza di proiezione in modo teorico, ed abbiamo compreso quanto la prima misura dipenda dalla seconda. Ora è arrivato il momento di porci alcune domande pratiche:

1 — Esiste un modo per determinare la distanza di proiezione data la dimensione dell’immagine, e viceversa?

2 — Se sì, posso calcolare il fattore di variazione della dimensione al variare della distanza ?

Possiamo trovare la risposta ai nostri quesiti all’interno delle caratteristiche tecniche dichiarate dal costruttore alla voce Throw Ratio.

Rapporto di Proiezione Fisso (Distanza di proiezione: Larghezza dell’immagine)

Il rapporto di proiezione, detto anche Throw Ratio, può essere definito formalmente quale rapporto tra la distanza che intercorre tra l’ultima lente dell’obiettivo e la superficie dello schermo, e la misura lineare sull’asse orizzontale dell’immagine proiettata (larghezza). In parole povere: il rapporto fra la distanza proiettore-schermo e la larghezza dell’immagine.

Il rapporto Throw Ratio può essere anche inteso come la distanza necessaria a produrre una data larghezza d’immagine.

Nei proiettori sprovvisti di zoom, il Throw Ratio esprime un rapporto fisso, non variabile. La grandezza dell’immagine deriva unicamente dalla distanza di proiezione, pesata dal Throw Ratio. Quindi, scelta una dimensione ideale, è fondamentale conoscere il Throw Ratio per determinare il punto esatto nel quale installare il VPR.

Supponiamo, ad esempio, di possedere un proiettore con Throw Ratio dichiarato di 1,5:1.

Il rapporto Distanza:Larghezza ci indica che:

  • ad un metro e mezzo di distanza, il proiettore produrrà un’immagine larga 1 metro.
  • per ogni metro addizionale di immagine prodotta (misurata quale base, non diagonale) sarà necessario allontanare il proiettore di un ulteriore metro e mezzo dallo schermo. Il che ci fornisce anche un’idea del tasso di incremento.

Qualora volessimo conoscere l’esatta posizione d’installazione per produrre, diciamo, un’immagine di 245 centimetri di base, dato un Throw Ratio di 1,5:1, non dovremo fare altro che calcolarla dalla relazione:

Quindi la distanza di proiezione si ottiene come:

Sostituendo i valori nel caso del nostro esempio:

Throw Ratio = 1,5:1

Larghezza desiderata = L = 245 cm

D = 1,5 x 245 cm

D = 367,5 cm

Alcuni produttori sono soliti utilizzare la lunghezza della diagonale nel computo della rapporto di proiezione (Throw Ratio). Questo complica un poco le cose poiché la lunghezza della diagonale cambia a seconda dell’aspect ratio (16:9, 4:3). Invito pertanto gli eventuali novelli acquirenti a contattare direttamente il produttore ed accertarsi della natura del dato, quando non espressamente indicato.

Throw Ratio Variabile (Distanza min — Distanza Max : Larghezza)

Un proiettore dotato di zoom può essere immaginato come una macchina con rapporto di proiezione variabile, all’interno di un intervallo dato. Per queste macchine, il Throw ratio non viene espresso quale rapporto tra due grandezze (Distanza : Larghezza, es. 2:1) bensì come rapporto tra un intervallo ed una grandezza (Distanza minima - Distanza Massima : Larghezza d’immagine, es. 2-2,5:1).

Supponiamo ad esempio di voler conoscere il range di distanze per produrre la solita immagine di 245 cm di larghezza, sapendo di possedere un VPR con ottica zoom e Thorw Ratio di 1,5-2:1

Dalla formula:

Distanza minima (zoom alla focale minima)

Throw Ratio = 1,5:1

Larghezza desiderata = L = 245 cm

D = 1,5 x 245 cm

D = 367,5 cm

Distanza Massima (zoom alla focale massima)

Throw Ratio = 2:1

Larghezza desiderata = L = 245 cm

D = 2 x 245 cm

D = 490 cm

Ora sappiamo che, per ottenere una larghezza di 245 cm, il nostro ipotetico proiettore può essere posizionato in una qualunque distanza compresa tra 367,5 cm e 490 cm dallo schermo.

Calcolo del rapporto di proiezione, informazioni aggiuntive

Può succedere che, al fine di semplificare i prospetti pubblicitari, alcuni produttori tendano ad omettere il dato relativo al rapporto di proiezione sostituendolo con tabelle riassuntive che rendono la comprensione più intuitiva.

Qui di seguito potete osservare una tabella distanza/dimensione tratta da un depliant informativo BenQ.

Nel caso specifico, la dimensione non fa riferimento alla larghezza bensì alla diagonale, tuttavia la presenza di una riga per il formato 4:3 e un’altra per il 16:9, rende il prospetto davvero immediato. Ad esempio, posizionando il proiettore a 3 metri di distanza, potremmo produrre una diagonale variabile da 74 a 90 pollici nel caso utilizzassimo uno schermo in formato 4:3, e variabile da 68 a 83 nel caso scegliessimo il 16:9.

Altre volte, può succedere di imbattersi in materiale informativo che non contenga esplicite indicazioni relative al rapporto di proiezione. Nel qualcaso, sarebbe ancora possibile desumere il rapporto di proiezione conoscendo la distanza focale dell’obiettivo e la dimensione fisica del pannello LCD, o del chip DMD. Facciamo un esempio:

Supponiamo di voler calcolare il rapporto di proiezione avendo a disposizione i seguenti dati:

Formato Nativo pannello : 16:9

Larghezza Pannello LCD : 0,55"

Ai fini del calcolo occorre esprimere i dati nella stessa unità di misura, quindi sarà necessario convertire la misura del pannello nel sistema metrico decimale:

Larghezza pannello in mm = 25,40 X 0,55" = 13,97 mm

La stima del rapporto di proiezioni si ottiene dividendo la distanza focale per la dimensione del pannello:

In cifre:

Possiamo stimare pertanto un rapporto di proiezione di circa: 0,99—1,53:1

Sfortunatamente non vi è grande uniformità dei dati pubblicati, e alcune volte può succedere di disporre della dimensione pannello espressa quale diagonale.

Supponiamo la seguente situazione:

Pannello formato nativo : 16:9

Diagonale pannello : = 0,8"

Distanza Focale f : da 24,0mm a 32,1mm

Si procede con la conversione in millimetri:

Diagonale pannello in mm = 25,40 x 0,8" = 20,32mm

Infine, si ottiene il rapporto di proiezione moltiplicando il rapporto distanza focale / diagonale pannello per un fattore che esprima il formato del pannello (aspect ratio), fissato approssimativamente in 1,15 per il formato 16:9 e 1,25 per il 4:3. Di conseguenza:

In cifre:

I valori 1,36 e 1,82 indicano rispettivamente il limite minimo e massimo del nostro rapporto di proiezione, quindi potremmo dire che: in base ai valori conosciuti possiamo stimare un rapporto di proiezione di circa: 1,36-1,82:1

Nel caso di un pannello con formato nativo di 4:3 non dovremmo fare altro che sostituire il fattore 1,15 con 1,25, e otterremmo rispettivamente: 1,47 per il limite inferiore e 1,97 per quello superiore.

Fate attenzione, poiché questi metodi permettono di ottenere un valore di stima approssimativa, valida solo e soltanto nel caso in cui i dati ufficiali non siano prontamente disponibili. Ove possibile, cercate di utilizzare i dati pubblicati, o contattate direttamente il produttore.

Rapporto di Ingrandimento (Throw ratio Max : Throw ratio min)

Il rapporto di in gradimento può essere calcolato anche quale rapporto tra il Throw Ratio massimo e il Throw Ratio minimo. E, esattamente come accade per il rapporto di proiezione, quanto maggiore il rapporto di ingrandimento maggiore la flessibilità d’installazione, dal momento che ci indica quanto possiamo variare la dimensione dell’immagine senza spostare il VPR dalla sua posizione.

Supponiamo ad esempio di possedere un VPR con Throw Ratio di 1.26-1.41:1 e rapporto d’ingrandimento non dichiarato. IL rapporto di ingrandimento può essere ricavato dalla formula:

Se ne deduce che il VPR in questione assicura un rapporto di ingrandimento di 1,12:1, e cioè l’immagine può essere variata nelle sue dimensioni di circa 12%.

Se volessimo infine conoscere la larghezza minima e massima d’immagine da una distanza prestabilita, ci basterebbe utilizzare l’inversa del rapporto di proiezione:

Quindi:

Per concludere, il rapporto di ingrandimento, può essere definitivamente considerato come una sorta di coefficiente di flessibilità relativamente al posizionamento: quanto maggiore il suo valore tanto maggiore la flessibilità di installazione offerta dal proiettore preso in considerazione.

Conclusione

Spero che, quanto visto sinora sia servito a dimostrare come la scelta di un VPR e la sua installazione dipendano dall’accurata conoscenza delle caratteristiche ottiche dell’obiettivo e da una meticolosa analisi del luogo di proiezione. Ad ogni modo, questi non sono che alcuni dei tantissimi fattori coinvolti nella creazione di un Home Cinema di qualità, qualcosa che si discosta molto dai set-up dei grandi magazzini.

Qualora potessimo optare per la "sola"qualità di visualizzazione, dovremmo ricercare l’assoluta centralità del proiettore rispetto allo schermo, sacrificando posti a sedere ed estetica dell’ambiente in nome della coerenza geometrica. Dispositivi quali il Lens Shift, permettono di giungere ad un buon compromesso tra resa qualitativa e decoro domestico, ma non tutti i VPR ne sono equipaggiati. Ben sapendo che spesso siamo tentati all’acquisto compulsivo sull’onda dell’entusiamo, vi invito a studiare l’ambiente d’installazione con molta attenzione e cercare sin d’ora di scoprirne eventuali pecche. Solo un’accurata conoscenza dei limiti caratteristici del vostro ambiente potrà aiutarvi a determinare il prodotto più adatto alle vostre esigenze facendovi risparmiare soldi e scocciature.

Per questa puntata è tutto, nella speranza che quanto scritto non abbia spaventato "troppo" i "nuovi", e sia altresì servito quale stimolo ad approfondire le problematiche d’installazione, ricordando che: non importa quante diavolerie usiate per correggere le divergenze prospettiche, la miglior cura consiste nel contenerle sin dall’inizio. Migliore la condizione di partenza, migliore il risultato finale.


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