dimarts, 26 d’agost de 2008

Com funciona un projector digital LCD?

Als anteriors articles, vaig intentar explicar alguns conceptes previs que són necessaris per tal d'entendre el funcionament d'un projector digital (potser seria convenient llegir-los abans de continuar).

Durant els pròxims articles, intentaré explicar com funcionen els principals tipus de projectors digitals que poden comprar-se actualment. Concretament, i ja demano perdó pels acrònims, els LCD, els DPL i els CRT (aquest últim crec que ja ni es ven). Cadascuna de les explicacions estarà dividida en petites parts per tal de fer-ho més amè.

Comencem amb els projectors LCD.

La base, l'LCD

(Si ja saps com funciona un LCD, saltat aquest apartat)

Com el seu propi nom indica, els projectors LCD es basen en la tecnologia LCD, que és l'acrònim de Liquid Crystal Display (O pantalla de cristall líquid, en català). La majoria de nosaltres estem molt familiaritzats amb aquesta tecnologia, encara que no ho sabem. Per exemple, els telèfons de casa (no els mòbils) que tenen una pantalleta on es mostra el número que et truca, sol funcionar amb LCD (la típica pantalla verda amb les lletres negres), o la majoria dels rellotges digitals, les calculadores, els despertadors digitals...

Un despertador amb pantalla de LCD (wikipedia)

El funcionament d'un panell LCD és curiós i una mica complicat d'explicar (que no d'entendre). Cada panell disposa d'unes cinc o sis capes que realitzen una funció concreta. El llistat següent les enumera de més exterior a més interior
Capes d'un panell LCD (wikipedia)

  1. Un filtre polaritzador vertical (només deixa passar els deixos de llum polaritzats verticalment)
  2. Un vidre amb elèctrodes d'òxid dindi (aka. màgia tecnològica per a la majoria dels mortals). Aquest vidre permet que certes zones del vidre disposin de voltatge i afectin a la capa següent, al cristall líquid. Aquests elèctrodes són els que marquen les zones que quedaran negres (amb forma quadrada per a fer píxels i amb forma de goril·la per al clàssic Game&Watch de Donkey Kong).
  3. Capa de cristall líquid. Per defecte, quan un feix de llum travessa una zona del cristall líquid, aquesta canvia de direcció perquè els cristalls conformen una mena d'hèlix. En canvi, si se li aplica un voltatge sobre una zona concreta, aquest hèlix es desfà i deixa passa la llum sense fer-li res. Més endavant veurem perquè serveix això.
  4. Un altre vidre format totalment per elèctrodes d'òxid d'indi, aquesta capa serveix per garantir l'hèlix del cristall líquid.
  5. Un filtre polaritzador horitzontal (només deixa passa la llum polaritzada horitzontalment). En aquest cas, només deixaria passar la llum que ha canviat de direcció en passar per l'hèlix del cristall líquid.
  6. Superfície reflectant. Aquesta capa no hi és en el cas del projector, però és necessari per a d'altres dispositius. Serveix perquè la llum retorni cap a l'espectador.
Diagrama de l'hèlix i els funcionament (Wikipedia)

El funcionament un cop explicades les capes és força enginyós. Si traiem la capa de cristall líquid, tot el panell es veuria negre perquè el primer polaritzador només deixa passar la llum vertical i el segon la horitzontal, així que és impossible que passi cap tipus de llum. En canvi, si posem el cristall líquid, aquest formarà hèlix que convertiran la llum vertical en horitzontal i es panell quedarà blanc (o del color que tingui el fons). En aplicar-li voltatge, algunes zones del cristall líquid deixen de fer l'hèlix i permeten definir zones forques per on no passa la llum.

Funcionament dels projectors LCD

Un cop s'ha entès que amb l'LCD és possible fabricar un mur transparent on es poden enfosquir algunes zones per tal que no hi passi la llum, és possible parlar de com funciona realment el projector.

La majoria dels projectors (LCD i DLP) disposen d'un element comú que és la bombeta. Les bombetes dels projectors no són com les de casa, són força més potents i ofereixen llum de millor qualitat (i si, també són infinitament més cares). La llum d'aquestes bombetes sol ser sempre el punt d'origen de tota la lògica d'un projector.

El primer que fa un projector LCD amb la llum és descomposar-la en els components bàsics (Vermell, Verd i Blau, com es va explicar als previs 1). Per fer-ho usa un joc de mirall dicroics (que es van explicar al previs 2). Un cop fet això, dins del projector hi ha tres feixos diferents, un de cada color.

Al projector hi ha tres LCDs diferents, un per a les parts de la imatge que seran vermelles, un per a les verdes i un altre per a les blaves. Cadascun dels feixos es conduit fins a l'LCD corresponent. Amb això s'aconsegueix que cada feix tingui només les parts de la imatge que són d'un color.
Diagrama d'un projector LCD (afterdown)

Finalment, amb un prisma dicroic (previs 2) tornen a unir-se els tres feixos i s'aconsegueix la imatge. Així, si en una zona s'ha filtrat el vermell i els verd, però no el blau, quedarà blau i, si no se'n filtra cap, quedarà blanc.

Característiques dels projectors LCD

Aquest tipus de projectors són els que la majoria de la gent consideraria de gama mitja-alta. Típicament són els per fer "home cinema". La seva característica principal és que ofereixen una bona cinemàtica, això vol dir que la transició entre fotogrames és ràpida i no es solen percebre distorsions.

Una altre avantatge és que aprofita molt bé la llum, millor que els DLPs (que és l'altre tecnologia a tenir en compte). A igualtat de lumens de la bombeta (unitat de lluminositat) un LCD es veu més brillant.

Per un altre costat, els panells LCD obliguen a que hi hagi una distància mínima entre píxels i, per tant, els contorns de cada píxel està un xic menys definits que en d'altres tecnologies. Antigament, quan un veia un projecció amb un LCD, es podia percebre el que s'anomena efecte reixeta, on es veien massa òbviament la separació entre píxels. Per sort, actualment això ha millorat amb l'alta definició i, per veure la reixeta, és necessari acostar-se força a la imatge.

En resum, els projectors LCD són òptims per visualitzar vídeos perquè ofereixen una bona cinemàtica, però si es vol només per a fer presentacions (aka. powerpoints) seria millor mirar els DLPs (que, a més, sortirà més barat).

Els preus dels projectors LCD és molt variats i va d'entre els 900 fins als 12.000€. Fora d'aquest espectre de preus es trobaran DLPs (tant per d'alt com per baix), que ja explicaré al pròxim article.