Диапроектор - Overhead projector

Проектор в работе во время урока в классе

An диапроектор (OHP), как фильм или слайд-проектор, использует свет для проецирования увеличенного изображения на экран, позволяя просматривать небольшой документ или изображение большой аудитории.

В диапроекторе источником изображения является лист прозрачной пластиковой пленки размером со страницу (также известный как «фольга») с изображением, которое будет проецироваться либо напечатанным, либо написанным от руки / нарисованным. Они размещаются на стеклянной пластине проектора, под которой находится источник света, а над ним - выступающее зеркало и линза (отсюда «над головой»). Они широко использовались в образовании и бизнесе до появления видеопроекторы.

Оптическая система

Диапроектор работает по тому же принципу, что и слайд-проектор, в котором фокусирующая линза проецирует свет от освещенного предметного стекла на проекционный экран где реальное изображение сформирован. Однако некоторые различия вызваны гораздо большим размером прозрачные пленки (обычно размером с напечатанную страницу) и требованием, чтобы прозрачная пленка была размещена лицевой стороной вверх (и была доступна для чтения докладчику). Для последней цели проектор включает в себя зеркало непосредственно перед фокусирующей линзой или после нее, чтобы складывать оптическую систему по горизонтали. Это зеркало также выполняет инверсию изображения, чтобы изображение, проецируемое на экран, соответствовало изображению слайда, которое видит ведущий, смотрящий на него, а не изображение. зеркальное изображение из них. Поэтому прозрачная пленка располагается лицевой стороной вверх (к зеркалу и фокусирующей линзе), в отличие от 35-мм слайд-проектора или кинопроектор (у которых нет такого зеркала), где изображение слайда не перевернуто сбоку противоположный фокусирующая линза.

Родственным изобретением для увеличения прозрачных изображений является солнечная камера, но аналогичной цели для непрозрачных материалов служит эпидиаскоп.

Конденсатор

Поскольку фокусирующая линза (обычно менее 10 см в диаметре) намного меньше прозрачности, решающую роль играет оптический конденсатор который освещает прозрачность.[1] Поскольку для этого требуется большой оптический объектив (по крайней мере, размер прозрачности), но он может иметь плохое оптическое качество (поскольку резкость изображения от этого не зависит), Линза Френеля Используется. Линза Френеля расположена на стеклянной пластине (или является ее частью), на которой размещена прозрачная пленка, и служит для перенаправления большей части света, попадающего на нее, в сходящийся конус к фокусирующей линзе.[2] Без такого конденсатор в этот момент большая часть света не попадет в фокусирующую линзу (иначе фокусирующая линза должна быть очень большой и непомерно дорогой). Кроме того, зеркала или другие конденсирующие элементы под линзой Френеля служат для увеличения той части выходной мощности лампочки, которая в первую очередь достигает линзы Френеля. Чтобы обеспечить достаточное освещение экрана, используется лампа высокой интенсивности, которая часто требует вентилятор охлаждения.

Регулировка фокуса

Проекторы обычно включают в себя механизм ручной фокусировки, который поднимает и опускает положение фокусирующей линзы (включая складывающееся зеркало), чтобы отрегулировать расстояние до объекта (оптическое расстояние между слайдом и линзой) до фокус на выбранном расстоянии изображения (расстояние до проекционного экрана) при фиксированной фокусное расстояние фокусирующей линзы. Это позволяет использовать различные расстояния проецирования.

Увеличение (или уменьшение) расстояния проецирования увеличивает (или уменьшает) фокусировку системы фокусировки. увеличение для того, чтобы соответствовать используемому проекционному экрану (или иногда просто приспособиться к обстановке в комнате). Увеличение расстояния проецирования также означает, что такое же количество света распространяется по большему экрану, 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 проекционному расстоянию. Следовательно, когда он сфокусирован на совершенно другом проекционном расстоянии, часть светового конуса, проецируемого линзой Френеля на фокусирующую линзу, не попадает в эту линзу. Это оказывает наибольшее влияние на внешние края проецируемого изображения, так что обычно видна синяя или коричневая кайма по краю экрана, когда фокус направлен на крайний край. Использование проектора вблизи рекомендованного расстояния проецирования позволяет выбрать положение фокусировки, при котором этого можно избежать, а интенсивность на экране будет примерно одинаковой.

Источник освещения

Лампа диапроектора обычно очень проста по сравнению с современной. ЖК-дисплей или же DLP видеопроектор. В большинстве накладных расходов используются галогенные лампы чрезвычайно высокой мощности, которые могут потреблять до 750 или 1000 Вт.[3] Требуется вентилятор с высокой скоростью потока, чтобы лампа не плавилась из-за выделяемого тепла, и этот вентилятор часто работает по таймеру, который поддерживает его работу в течение определенного периода времени после того, как погаснет свет.

Кроме того, сильный жар ускоряет выход из строя лампы высокой интенсивности, часто перегорая менее чем за 100 часов, что требует замены, что часто является самой дорогой частью владения проектором.[4] Напротив, в современных ЖК- или DLP-проекторах часто используется Лампа сверхвысокого качества который имеет более высокий световая отдача и длится тысячи часов.[5] Недостатком такой технологии является время прогрева таких ламп.

В более старых проекторах использовалась трубчатая кварцевая лампа, которая устанавливалась над полированным отражателем в форме чаши. Однако из-за того, что лампа была подвешена над и снаружи отражателя, большое количество света попадало в стороны внутри корпуса проектора, что было потрачено впустую, что требовало лампы более высокой мощности для достаточного освещения экрана. Более современные проекторы используют встроенную лампу и узел конического отражателя, что позволяет размещать лампу глубоко внутри отражателя и направлять большую часть света в сторону линзы Френеля; это позволяет использовать лампу меньшей мощности для такой же подсветки экрана.

Полезным нововведением для диапроекторов со встроенными лампами / отражателями является двухламповый элемент управления с быстрой заменой, позволяющий устанавливать две лампы в проектор в подвижных патронах. Если одна лампа выходит из строя во время презентации, докладчик может просто переместить рычаг, чтобы сдвинуть запасную в нужное положение и продолжить презентацию, не открывая проекционный блок или дожидаясь, пока неисправная лампа остынет, прежде чем заменять ее.

История

Некоторые древние проекторы словно волшебный фонарь можно рассматривать как предшественников диапроектора. Возможно, стеганографическое зеркало было ближе всего к тому, как использовался проектор.

Немецкий ученый-иезуит Афанасий Кирхер книга 1645 года Ars Magna Lucis et Umbrae Включает описание его изобретения «Стеганографическое зеркало»: примитивная проекционная система с фокусирующей линзой и текстом или изображениями, нарисованными на вогнутом зеркале, отражающем солнечный свет, в основном предназначенном для связи на большие расстояния.[6] В 1654 г. бельгийский математик-иезуит. Андре Такке использовал технику Кирхера, чтобы показать путешествие итальянского иезуитского миссионера из Китая в Бельгию Мартино Мартини.[7] Неизвестно, как именно Такке использовал систему Кирхера, но это предположение[кем? ] что он рисовал картинки на проецирующем зеркале, пока объясняли детали путешествия.

«Солнечный микроскоп» использовался в первых фотографических экспериментах с фоточувствительным нитратом серебра. Томас Веджвуд и Хэмфри Дэви в создании первых, но непостоянных увеличений мелких предметов.[8][9]

Французский физик Эдмон Беккерель разработал первый известный диапроектор в 1853 году. Его продемонстрировал французский производитель инструментов и изобретатель. Жюль Дюбоск в 1866 г.[10][11]

Впоследствии, в 1857 г. Балтимор художник Дэвид Ачесон Вудворд запатентовал солнечная увеличивающая камера, большой инструмент, работающий на открытом воздухе. Он использовал солнечный свет и копирующие линзы для увеличения с небольшого негатива на большую фоточувствительную бумагу или холст.[11] Художники-портретисты нашли это благом, поскольку они стали руководством по созданию точных изображений, которые они рисовали маслом, акварелью или пастелью поверх увеличения, часто сделанного в натуральную величину.[12]

Диапроектор, разработанный американским ученым Генри Мортон продавался примерно в 1880 году как «вертикальный фонарь».[13]

Использование прозрачные листы для верхней проекции, называемые видовыми профилями или видографами, в значительной степени были разработаны в Соединенных Штатах. Внедрены диапроекторы. Военные США обучение во время Вторая Мировая Война еще в 1940 году, и их быстро начали использовать преподаватели высших учебных заведений,[14] и в течение десятилетия они использовались в корпорациях.[15] После войны их использовали в таких школах, как Военная академия США.[13] Журнал Высшее образование от апреля 1952 г.

Недавняя адаптация пластика к производству конденсаторных линз позволила произвести революционную модернизацию лекционно-демонстрационного проектора, который теперь обычно называют оверхед-проектором. Плоская легкая пластиковая линза позволяет использовать большую горизонтальную диафрагму. Это в сочетании с широкоугольным объективом и потолочным отражателем направляет свет вертикально вверх через сцену. Затем он горизонтально отражается на экране. Такое оптическое устройство дает инструктору ряд преимуществ, среди которых: проектор можно установить перед классом; яркий свет обеспечивает отличную видимость на экране, не затемняя комнату; преподаватель может размещать прозрачные изображения на горизонтальной сцене или диаграмме на ней, не отворачиваясь от класса. Свидетельством раннего интереса к использованию «вертикальной» проекции для демонстрации научных явлений является публикация статьи на эту тему в 1940 году. Прежние ограничения по весу и размеру апертуры были преодолены за счет замены более тяжелого стеклянного конденсатора на пластик. Таким образом, можно использовать диапозитивы (слайды) размером до 10 x 10 дюймов. В качестве лекционно-демонстрационного инструмента диапроектор призван завоевать популярность среди университетских преподавателей, поскольку он облегчает преподавателю понимание психологических преимуществ визуальной презентации без принесение в жертву своей личности как инструктора и руководителя класса. Еще одно преимущество этой визуальной среды заключается в ее адаптируемости к использованию прозрачных изображений, подготовленных на месте ...[16]

Офисный работник City Light, 1954.jpg

Совместно с ВМС США разработка улучшенного легкого диапроектора являлась его адаптацией Озалид Метод сухой печати, разработанный в Германии в 1923 году, для копирования учебных документов и иллюстраций на проекционные прозрачные пленки, процесс, достаточно простой для выполнения в полевых условиях и обеспечивающий единообразие используемого учебного материала.[17][18][19][20]

На ранних этапах работы полиции в полиции использовались диапроекторы с целлофановым рулоном на 9-дюймовой сцене, что позволяло переносить 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 для оверхед-проектора и его проекционного объектива.[нужна цитата ]

Проекторы стали широко использоваться в школах и на предприятиях в конце 1950-х - начале 1960-х годов.[21] рядом с современными карусельные слайд-проекторы с горизонтально установленным лотком производства Кодак.[22]

В конце 1950-х годов Роджеру Аппелдорну бросил вызов его начальник 3 млн чтобы найти применение прозрачным пленкам, которые были отходами процесса цветного копирования. Аппелдорн разработал процесс проецирования прозрачных листов, который привел к созданию первой рыночной прозрачной пленки 3M. База стратегического авиационного командования в Омахе была одним из первых крупных клиентов, использующих около 20 000 листов в месяц. Затем 3M решила разработать свой собственный проектор вместо того, который продавал до этого, и который был произведен сторонним производителем. Потребовалось несколько прототипов, прежде чем 15 января 1962 года была представлена ​​экономичная, маленькая и складная версия. У нее была новая линза Френеля, сделанная из пластика со структурированной поверхностью, намного лучше, чем у других пластиковых линз, и намного дешевле, чем у стекла.[23]В 1957 г. в США состоялся первый Федеральная помощь образованию Программа стимулировала продажи накладных расходов, которые оставались высокими до конца 1990-х и до 21 века.[24]

Использование в образовании

Проектор, показывающий слайд для заметок в средней школе биология учебный класс.

Проекторы широко использовались в образовании и бизнесе до появления компьютерной проекции.[25][26]

Проектор обеспечивает простую и недорогую интерактивную среду для преподавателей. Учебные материалы могут быть предварительно напечатаны на пластиковых листах, на которых преподаватель может писать, используя непостоянный, моющийся цветной маркер. Это экономит время, поскольку прозрачную пленку можно предварительно распечатать и использовать повторно, вместо того, чтобы писать материалы вручную перед каждым уроком.

Накладные расходы обычно располагаются на удобной для учителя высоте письма и позволяют учителю смотреть на класс лицом к лицу, облегчая лучшее общение между учениками и учителем. Возможности увеличения проектора позволяют преподавателю писать удобным мелким шрифтом в естественной позе письма, а не писать слишком большим шрифтом на доске и постоянно держать руку в воздухе, чтобы писать на доске.

Когда прозрачная пленка заполнена письменным или нарисованным материалом, ее можно просто заменить новым, свежим листом с большим количеством заранее напечатанных материалов, что опять же экономит время класса по сравнению с классной доской, которую нужно будет стереть, а учебные материалы переписать педагог. . После окончания урока прозрачные пленки легко восстанавливаются до их первоначального неиспользованного состояния путем смывания водой с мылом.

ЖК-дисплеи

Основная статья: LCD проектор

В начале 1980-х – 1990-х годов диапроекторы использовались как часть компьютерной системы отображения / проецирования в классе. Жидкокристаллическая панель, установленная в пластиковой раме, помещалась сверху диапроектора и подключалась к видеовыходу компьютера, часто отделяя обычный выход монитора. Охлаждающий вентилятор в рамке ЖК-панели будет продувать охлаждающий воздух через ЖК-дисплей, чтобы предотвратить перегрев, который может затуманивать изображение.

Первая из этих ЖК-панелей была только монохромной и могла отображать видеосигнал NTSC, например, с Яблоко II компьютер или видеомагнитофон. В конце 1980-х годов стали доступны цветные модели, способные отображать «тысячи» цветов (16-битный цвет) для цветного Macintosh и VGA ПК. Дисплеи никогда не были особенно быстрыми для обновления или обновления, что приводило к смазыванию быстро движущихся изображений, но это было приемлемо, когда больше ничего не было доступно.

Сообщество «Сделай сам» начало использовать эту идею для создания недорогих проекторов для домашних кинотеатров. Удалив корпус и узел подсветки обычного ЖК-монитора, можно использовать открытый ЖК-экран вместе с диапроектором для проецирования содержимого ЖК-экрана на стену с гораздо меньшими затратами, чем со стандартными ЖК-проекторами. Из-за зеркального отражения изображения в головной части диапроектора изображение на стене «переворачивается» туда, где оно было бы, если бы кто-то смотрел на ЖК-экран в обычном режиме.

Снижение использования

Когда-то диапроекторы были обычным явлением в большинстве классы и бизнес-конференц-залы в США, но в 2000-х их постепенно заменяли документ камеры, специализированные компьютерные проекционные системы и интерактивные доски.[27][21] Такие системы позволяют докладчику проецировать видео непосредственно из компьютерного файла, обычно создаваемого с использованием такого программного обеспечения, как Microsoft PowerPoint и LibreOffice. Такие презентации могут также включать в себя анимацию, интерактивные компоненты или даже видеоклипы с простотой перелистывания между слайдами. Устранена относительно дорогая печать или копирование цветных прозрачных пленок.

Основная причина[сомнительный – обсуждать] поскольку эта постепенная замена - это глубоко укоренившееся использование компьютерных технологий в современном обществе и неспособность накладных расходов легко поддерживать функции, которые требуются современным пользователям. Хотя накладные расходы могут довольно хорошо отображать статические изображения, они плохо работают при отображении движущихся изображений. Панели ЖК-дисплея, которые когда-то использовались в качестве надстройки к оверхед-проектору, устарели, и это сочетание технологии отображения и проекционной оптики теперь оптимально интегрировано в современную видеопроектор.

Стандарты пользователей также повысились[нужна цитата ], поэтому тусклая нечеткая проекция сверху, слишком яркая в центре и слишком тусклая по краям, больше не приемлема. Оптический фокус, линейность, яркость и четкость накладных расходов обычно не могут сравниться с таковыми у видеопроектора.[нужна цитата ]. В видеопроекторах используются чрезвычайно маленькие механизмы формирования изображения, что позволяет использовать точную оптику.[сомнительный – обсуждать] это намного превышает оптические характеристики пластиковых линз Френеля. Они также включают дополнительную оптику, которая устраняет горячая точка в центре экрана[нужна цитата ] прямо над источником света, так что яркость на проекционном экране одинакова.

Критики[ВОЗ? ] считают, что есть некоторые недостатки, поскольку эти технологии более склонны к сбоям и требуют более крутого обучения для пользователя, чем стандартные оверхед-проекторы.

Культурные ссылки

Устройство иногда называют «Валтасар» после Праздник Валтасара: «В тот же час вышли персты руки человека и начали писать против светильника на плакате стены царского дворца; и царь увидел ту часть руки, которая писала» (Даниил 5: 5 ).[28]

Смотрите также

Библиография

  • Грин, Ли (1982). 501 способ использования диапроектора. ABC-CLIO, безлимитные библиотеки. ISBN  0-87287-339-0.

Рекомендации

  1. ^ Янг, Мэтт (2013). Оптика и лазеры: включая волокна и оптические волноводы (4-е изд.). Springer Science & Business Media. п. 36-37. ISBN  978-3-662-02699-1.
  2. ^ Гаески, Диана, изд. (1995). Проектирование среды общения и обучения. Образовательные технологии. п. 86. ISBN  0-87778-285-7.
  3. ^ Mangal, S.K .; Мангал, Ума (2008). Преподавание социальных наук. PHI Learning. п. 225. ISBN  978-81-203-3534-9.
  4. ^ Скотт, Стив (10 июля 2019 г.). "Руководство по сроку службы лампы для проектора в классе". extremeormoviehq.com. Получено 2 ноября, 2019.
  5. ^ Дерра, Гюнтер; Moench, Holger; Фишер, Эрнст; Гизе, Герман (2005). «Лампы UHP для проекционных приложений». Журнал физики D: Прикладная физика. 38 (15): 2995–3010. Дои:10.1088 / 0022-3727 / 38/17 / R01.
  6. ^ Кирхер, Афанасий (1645). Ars Magna Lucis et Umbrae. п. 912.
  7. ^ "De zeventiende eeuw. Jaargang 10" (на голландском и латинском языках).
  8. ^ Фотография, очерки и изображения: иллюстрированные чтения по истории фотографии. Ньюхолл, Бомонт, 1908–1993. Нью-Йорк: Музей современного искусства. 1980 г. ISBN  0-87070-385-4. OCLC  7550618.CS1 maint: другие (связь)
  9. ^ Международный конгресс: пионеры фотографической науки и технологий (1: 1986: Международный музей фотографии); Острофф, Евгений; SPSE - Общество науки и технологий визуализации (1987), Пионеры фотографии: их достижения в науке и технологиях, SPSE - Общество науки и технологий в области обработки изображений; [Бостон, Массачусетс]: Распространяется издательством Northeastern University Press, ISBN  978-0-89208-131-8
  10. ^ Дебби Д. Григгс, "Проекционный аппарат для науки в Америке в конце девятнадцатого века", Rittenhouse, 7, 9-15 (1992)
  11. ^ а б Ханнави, Джон, изд. (2013). Энциклопедия фотографии девятнадцатого века. Рутледж. п. 446. ISBN  978-0-415-97235-2.
  12. ^ Ливерпуль Меркьюри, Среда, 25 мая 1859 г., стр.1
  13. ^ а б «Проекторы». Национальный музей американской истории. Получено 2 ноября, 2019.
  14. ^ Ричардс, Оскар В., "Проекция химических лекционных экспериментов на экран", Journal of Chemical Education, том 17, май 1940 г., стр.201–213
  15. ^ 'Honeywell использует проекцию сверху вниз', Журнал Business Screen, Vol. 12, стр.32, ноябрь 1951 г.
  16. ^ Аллан Финстад, «Новые разработки в аудиовизуальных материалах», Высшее образование, Vol. VII, № 15, 1 апреля 1952 г.
  17. ^ «Подготовка учебных пособий на месте», Бюллетень военно-морского обучения, Март 1949 г., стр.31.
  18. ^ «Подготовка учебных пособий на месте», Бюллетень военно-морского обучения, Июль 1949 г., стр.2
  19. ^ «Пленки на заказ», Бюллетень военно-морского обучения, Июль 1951 г., стр.17-19
  20. ^ «Местные приготовления - ХХ век», Бюллетень военно-морского обучения, Июль 1951 г., стр.14–17.
  21. ^ а б Часос, Брэд (26 августа 2013 г.). «Эволюция технологий в классе от восковых таблеток до iPad». Компьютерный мир. Получено 2 ноября, 2019.
  22. ^ Богардус Кортес, Меган (26 сентября 2016 г.). «Карусельные проекторы Kodak произвели революцию в лекциях». edtechmagazine.com. Получено 2 ноября, 2019.
  23. ^ Век инноваций: история 3M (PDF). 3 млн. 2002. с. 58. ISBN  0-9722302-1-1.
  24. ^ Кноблаух, Хуберт (2013). PowerPoint, общение и общество знаний. Издательство Кембриджского университета. п. 28. ISBN  978-0-521-19732-8.
  25. ^ Власть, Стивен (6 марта 2017 г.). "'Педагогическое совершенство оверхед-проектора - и почему одни интерактивные доски не могут сравниться с ним'". TES. Получено 2 ноября, 2019.
  26. ^ Кавита, ГУ; Шашикала, П; Сревидьялата, GM (2015). «Использование проектора над головой для обучения и изучения навыков цитологии тонкой иглой аспирации студентами и их восприятием» (PDF). Журнал исследований в области образования и учителя-медика. 3 (1): 31–33. Получено 2 ноября, 2019.
  27. ^ Добрый, Ванесса; Табер, Кейт (2005). Естественные науки: Преподавание школьных предметов 11-19. Рутледж. п. 146. ISBN  978-0-415-36358-7.
  28. ^ Уиллис, Н. Э. (13 марта 2008 г.). «Обзор использования проектора в Великобритании». Аудиовизуальные СМИ. 3: 5–8. Дои:10.1080/09523986908547852.

внешняя ссылка