Proiettori digitali SXRD

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Andrea Rescigno
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Proiettori digitali SXRD

Messaggio da Andrea Rescigno » mar mar 14, 2006 9:28 pm

Per proiettare un'immagine elettronica su uno schermo esistono varie tecniche, ciascuna coi suoi vantaggi e svantaggi. Negli ultimi tempi, però, si sono andati affermando sempre più i dispositivi a riflessione (DMD, D-ILA, ecc.), che permettono di raggiungere un'elevata luminosità e un considerevole rapporto di contrasto (il rapporto di contrasto, in particolare, è sempre stato il punto debole della tecnologia a trasmissione con LCD tradizionali).

I sistemi SXRD (Silicon Crystal Reflective Display, la 'X' sta per 'Xtal', che è un'abbreviazione tecnica di 'Crystal') funzionano variando la polarizzazione della luce che colpisce ciascun pixel, in modo dal farla passare attraverso il sistema ottico e verso lo schermo, oppure rifletterla indietro verso la sorgente luminosa. Questa tecnologia è stata sviluppata dalla Sony come miglioramento della precedente generazione, denominata LCoS (Liquid Crystal on Silicon), ed è forse la più promettente attualmente in uso.

La struttura del dispositivo SXRD è questa:

Immagine:Immagine 171,72 KB

La luce monocromatica (si usano tre chip per ottenere l'immagine a colori, la descrizione che segue ne riguarda uno solo) opportunamente polarizzata passa attraverso un sottile strato di ossido di indio - stagno (ITO), utilizzato per schermare il dispositivo da cariche elettrostatiche esterne, poi attraverso uno strato di materiali inorganici e infine attraverso lo strato attivo vero e proprio fino ad arrivare alla superficie riflettente posteriore.

La presenza di una differenza di potenziale tra lo strato di materiali inorganici e la piastra collegata ai piloti a FET (Field Effect Transistor, transistor a effetto di campo) fa sì che i cristalli liquidi si dispongano in senso verticale (come illustrato in figura), mentre, in assenza di cariche, i cristalli si dispongono in senso orizzontale. Per passare da uno stato all'altro servono circa 5 millisecondi.

In ogni caso, la luce incidente viene sempre riflessa: quello che cambia è la sua polarizzazione. Ponendo il dispositivo SXRD in un sistema ottico come quello illustrato in figura

Immagine:Immagine 101,18 KB

si ha che la luce non polarizzata proveniente dalla sorgente viene riflessa dal polarizzatore a specchio semiriflettente verso l'SXRD; se quest'ultimo ne ruota la polarizzazione, il raggio che ne esce attraversa lo specchio e prosegue verso l'obiettivo. Altrimenti, il raggio viene nuovamente riflesso dallo specchio verso la sorgente luminosa. Ovviamente, tutto questo accade per ciascuno dei pixel. Non c'è quindi bisogno di un arresto ottico per assorbire la luce che non raggiunge lo schermo, come nel caso dei DMD. Così non solo non si deve raffreddare l'elemento che assorbe la luce, ma si riduce anche la quantità di luce diffusa all'interno del sistema ottico aumentando così il rapporto di contrasto fino a circa 4000:1.

Come per i proiettori a DMD, i semitoni sono ottenuti modulando i pixel con un'onda quadra a rapporto impulso-pausa variabile. In pratica, a seconda dell'intensità luminosa che si desidera ottenere da ciascun pixel, quest'ultimo viene attivato e disattivato molto rapidamente variando il rapporto tra il tempo in cui è “acceso” e quello in cui è “spento”. L'occhio umano, non riuscendo a seguire i singoli impulsi, fa una specie di somma dei singoli lampi e percepisce il punto come acceso costantemente ma con un valore di luminosità inferiore a quello massimo. E' lo stesso principio dei proiettori tradizionali a pellicola: l'occhio non distingue i 48 lampi di luce al secondo e percepisce uno schermo illuminato in modo costante.

Lo schema ottico completo prevede la consueta scomposizione della luce bianca nei tre primari della sintesi additiva (rosso, verde e blu) mediante specchi dicroici e la successiva ricomposizione dei fasci prima di inviare l'immagine all'obiettivo (l'obiettivo, non incluso nello schema, è a destra, mentre la sorgente luminosa è a sinistra):

Immagine:Immagine 175,89 KB

E' interessante notare che il sistema prevede l'uso contemporaneo di due lampade Xenon da 2000 watt. Questo serve ad aumentare la quantità di luce disponibile e a permettere al proiettore di funzionare anche con una sola lampada accesa (la seconda entra in funzione automaticamente in caso di guasto della prima). Naturalmente, nel modo di funzionamento a lampada singola la quantità di luce disponibile è metà della massima.

La risoluzione di ciascun chip SXRD è di 4096 x 2160 pixel. Il proiettore è quindi a tutti gli effetti un sistema a 4K, di qualità superiore rispetto al positivo colore 35mm. Sempre per ragioni di economia, i proiettori attualmente in produzione usano quattro ingressi HD-SDI 4:4:4, per evitare di dover creare una nuova interfaccia apposta per il 4K. E' però probabile che, per le solite ragioni di presunta pirateria da cinema, le versioni da sala useranno un collegamento proprietario cifrato col server.

Ecco un "primo piano" di un pixel del dispositivo

Immagine:Immagine 439,74 KB

ed ecco l'intero assembly

Immagine:Immagine 171,2 KB

Attualmente la tecnologa SXRD è utilizzata dalla Sony per alcuni videoproiettori HD di fascia alta da 1920 x 1080 pixel e per due modelli 4K, uno da 5000 e uno da 10000 lumen, quest'ultimo adatto a schermi larghi fino a 12 metri. Ci sono già prototipi adatti a schermi larghi circa il doppio (come i Christie CP2000, che però sono del tipo DMD a 2K). Sono quindi i primi, e attualmente gli unici, proiettori a 4K reali disponibili sul mercato. Già ci sono catene di cinema in USA che stanno progettando di utilizzarli al posto degli attuali proiettori a pellicola. Anche perché un proiettore 4K può proiettare anche materiale 2K, quindi una sala digitale può cominciare a funzionare da subito con gli attuali materiali a 2K e poi passare ai 4K quando saranno disponibili i film in tale formato.

A questo proposito, va detto che con l'uscita dei telecine Spirit 4K i digital intermediate a 4K non sono più appannaggio di pochissimi film, soprattutto classici d'archivio restaurati. Il costo è naturalmente maggiore rispetto alla lavorazione a 2K, ma la situazione è ovviamente destinata a cambiare col progredire dei sistemi di elaborazione e di memorizzazione.
Confrontate il prezzo di un hard disk da 500 GB di oggi con quello di uno da 50 GB di 5 anni fa e avrete un'idea di quello che voglio dire.

Se dovessi azzardare una previsione, direi che il punto di non ritorno dell'adozione della proiezione digitale si avrà in USA entro tre anni. Dopodiché, classico effetto valanga. In Italia ci si dovrà adeguare, se non altro per un motivo molto semplice: non si troveranno più i positivi 35mm. La produzione di troppo poche copie, ai prezzi ridicolmente bassi di oggi, non sarà assolutamente in grado di giustificare l'esistenza dei laboratori di sviluppo e stampa. Senza contare il fatto che una proiezione 4K è talmente superiore al 35mm, soprattutto il 35mm di oggi (stampato malissimo ad alta velocità e proiettato nella quasi totalità dei casi con proiettori scadenti e mal tenuti) da far migrare il pubblico inesorabilmente verso le sale digitali 4K. Che saranno le uniche a poter offrire qualcosa che i DVD ad alta definizione (poco meno di 2K) non offrono...



Andrea

ospite
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Messaggio da ospite » mer mar 15, 2006 10:19 pm

Interessante.
Da profano vi segnalo questo vecchio ma famoso sistema, in uso anche nelle sale italiane quando ancora si andava al cinema per vedere Lascia o Raddoppia.

http://www.earlytelevision.org/eidophor.html

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Antonio Marcheselli
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Messaggio da Antonio Marcheselli » mer mar 15, 2006 10:51 pm

Fantastico, mi ero sempre chiesto con che cosa proiettassero la TV 50 anni fa al cinema su uno schermo relativamente grande.E' una genialata!

CiaoA

iovlui
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Messaggio da iovlui » gio mar 16, 2006 8:59 am

Chi sta investendo in questo momento sui 2K in Italia sta commettendo un errore o quantomeno un rischio economico/finanziario?
Converrebbe invece attendere 2/3 anni per far consolidare il 4K come formato standard per le sale D-Cinema?
Speriamo che si smuova qualcosa nella filiera italiana e che siano soprattutto i distributori a incidere nella svolta se.......gli conviene!

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Antonio Marcheselli
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Messaggio da Antonio Marcheselli » gio mar 16, 2006 9:53 am

l'alta definizione 1080p che sta lentamente arrivando non è altro che 1920x1080, che non è altro che il "2K" del cinema (poco meno).

Quindi la domanda che sorge spontanea è:

1. Cosa vado a fare al cinema se a casa ho un proiettore "uguale"
2. Quanto meglio si vedrà a casa su uno schermo di pochi metri?

L'altro giorno, in vista di una proiezione digitale per la Sisal al mio cinema, abbiamo provato un videoproiettore DLP nella sala grande. Era un proiettore professionale ma nulla di fantascientifico.
Abbiamo messo su un DVD dei Looney Tunes. Ok dalle prime file si vedeva la griglia ma la definizione generale non era tanto inferiore a quella di un pessimo film in Flat che proietto continuamente. Essendo la sala più grande con lo schermo grande (20m) se la copia non è perfetta la qualità a volte è davvero inaccettabile (a volte lo stesso film si vede male anche nelle sale piccole...:evil:).
Ora considerando che stavo assistendo ad una proiezione 720x576 (tra l'altro collegata in videocomposito) mi viene da pensare all'effettiva risoluzione di quei film che in quella sala si vedono "sfocati"...

Altro che risoluzione di 6K... tutte teorie che in pratica non trovano la minima applicazione.

Ciao
A

ospite
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Messaggio da ospite » gio mar 16, 2006 9:33 pm

Penso che la tv prima e l'home video poi, abbiano già portato via la loro fetta di pubblico al cinema.
La tv ad alta definzione non ne porterà via dell'altro, se non in minima parte.

Qualche appassionato si farà la sala cinematografica in casa, con tanto di attrezzature di gran pregio e pop corn.
Ma la maggior parte degli spettatori?
Molti italiani, ma non tutti, forse avranno il televisore ad alta definizione con decoder e dvd pure ad alta definizione, ma sarà la stessa cosa del grande schermo ?
Certo non avrà le stesse dimensioni dello schermo del cinema, né una sala ad hoc per il cinemino casalingo.
La qualità della sala cinematografica non è solo definzione ma è anche "atmosfera".
Senza poi considerare che andare al cinema è un pretesto per uscire, per incontrare amici senza portarli a casa etc etc.

iovlui
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Messaggio da iovlui » ven mar 17, 2006 8:40 pm

In estate nel mio piccolo festival di cinema indipendente utilizzo un proiettore DLP della NEC con risoluzione 1028x756 collegato in S-Video con un lettore DVD e vi assicuro che la qualità delle immagini su uno schermo 5x4 è davvero notevole e che il pubblico non si accorge nemmeno della differenza con la pellicola. A questo punto non oso immaginare cosa può essere una proiezione in HD nativo !!!

luigi

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Messaggio da iovlui » ven mar 17, 2006 8:42 pm

Sorry, la risoluzione è 1024x576

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Messaggio da Antonio Marcheselli » sab mar 18, 2006 2:24 am

Stasera ho provato con più calma. E' un proiettore Panasonic DLP 1024x768, solita prova rapida con solito DVD Looney Tunes. Era in una sala media, schermo da 16 metri.

E nonostante la taratura frettolosa e imprecisa, il collegamento in composito, il lettore DVD Irradio e l'immagine ovviamente estesa a tutta la matrice (neanche tutta) ho chiesto ad un mio collega:

"Ma questo che vedi ti pare poi così inferiore a qualche film malamente stampato che proiettiamo non così di rado"?

Risposta
"No".

Questo per dare un'idea di che genere di risoluzioni possa raggiungere una copia REALE, altro che 6K.....

Ciao
A

nandoplex
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Messaggio da nandoplex » sab mar 18, 2006 8:04 am

Prove del genere le ho fatte anch'io, il difetto grandissimo è la profondità dell'immagine. Con un Barco R6 ottieni una ottima proiezione, di cui sorprende la stabilità e la luminosità, ma è piatta...

Poi, sul fatto che le copie attuali rendano spesso peggio di un DVD, hai ragione da vendere. Però, se ti guardi una copia originale straniera, ti riconcili con il cinema.

Un'altra cosa: quando parli del prossimo avvento del 2K televisivo, ti riferisci a quello molto prossimo (che è sì 1920x1080 ma interlacciato) o al 1080p, e nel caso tu ti riferisca al secondo, hai letto qualcosa sui tempi?

Andrea Rescigno
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Messaggio da Andrea Rescigno » sab mar 18, 2006 9:23 am

Non penso che il 1080p sarà mai un formato broadcast, perché richiede un bitrate doppio rispetto al 1080i. Oggi poi il mercato è diviso in due: da un lato Sony col 1080i broadcast e HDV (versione HD del DV) e 1080p per la produzione di alto livello (HDCAM-SR, quello dell'ultimo SW, da non confondere col vecchio HDCAM) da distribuire poi in Blu-Ray, e dall'altro Panasonic e JVC col 720p (Panasonic il professionale, DVCPRO-HD e il nuovo sistema a memory card P2, JVC con l'HDV). L'EIA (o ITU, non ricordo, rincoglionimento mattutino, ehm...) che è l'ente che si dovrebbe occupare di stabilire uno standard HD per l'Europa ha semplicemente preso atto della situazione e in pratica ha detto "scegliete voi tra 1080i e 720p, vanno bene tutti e due". Solo che in Italia non ci sono soldi (tranne forse Mediaset, che già lavora un pochino in HD) quindi prima di vedere trasmissioni HD 1080i (data la presenza della Sony nel mercato broadcast è quasi sicuro che lo standard sarà questo) passeranno anni. Come al solito....

Poi in Giappone ci sono sistemi sperimentali a risoluzione ancora maggiore (6K), ma sono appunto sperimentali.


Andrea

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Messaggio da Antonio Marcheselli » sab mar 18, 2006 2:22 pm

Mi riferivo al 1080i, il p non so i tempi. Ma del resto, come nei DVD, con hardware appositi è possibile rendere progresssivo anche il 1080i finché questo riproduce film, dal momento che è sufficiente prendere i due frame pari e dispari e unirli insieme per riformare esattamente il fotogramma della pellicola... o mi sbaglio?

Ciao
A

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Messaggio da Lucaplex » sab mar 18, 2006 7:57 pm

Messaggio inserito da Antonio Marcheselli
Mi riferivo al 1080i, il p non so i tempi. Ma del resto, come nei DVD, con hardware appositi è possibile rendere progresssivo anche il 1080i finché questo riproduce film, dal momento che è sufficiente prendere i due frame pari e dispari e unirli insieme per riformare esattamente il fotogramma della pellicola... o mi sbaglio?

Ciao
A
I dispositivi ai quali ti riferisci credo siano gli scaler.
Questi dispositivi non sono proprio a buon mercato e comunque, effettuando un lavoro di estrapolazione, non rendono proprio l'immagine come se fosse un 1080p effettivo.

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Messaggio da Antonio Marcheselli » sab mar 18, 2006 8:32 pm

Sicuro?

Per esempio quando prendi un DVD e lo passi per un PC questo viene riprodotto in progressivo sullo schermo. Il metodo è semplice come ho detto.

Concordo se la sorgente non è un film, allora ovviamente si tenta di farlo progressivo ma non può venire benissimo.

Ma, ripeto, se la sorgente è 1080i ed è un film in pellicola si tratta solo di fare questo semplice passaggio:


Formato originale interlacciato

Frame 1: linee pari fotogramma 1
Frame 2: linee dispari fotogramma 1
Frame 3: linee pari fotogramma 2
Frame 4: linee dispari fotogramma 2

Per farlo in progressivo basta sommare i frame a due a due...

Frame 1 in progressivo: Frame 1 + Frame 2
Frame 2 in progressivo: Frame 1 + Frame 2
Frame 3 in progressivo: Frame 3 + Frame 4
Frame 4 in progressivo: Frame 3 + Frame 4

Questo è senza compromessi. Il resto hai ragione te.

Ciao
A

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Messaggio da iovlui » sab mar 18, 2006 8:34 pm

Il procedimento di Antonio dovrebbe essere il deinterlacciamento dei frame come avviene utilizzando dei software tipo Final Cut Pro o Avid o Premiere.

Lucaplex
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Messaggio da Lucaplex » sab mar 18, 2006 10:21 pm

No Antonio.
Non è così semplice.
Il deinterlacciamento si basa su degli algoritmi.
Se vuoi, appena ho un pò di tempo, entro nei dettagli.

Luca

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Messaggio da Antonio Marcheselli » sab mar 18, 2006 10:53 pm

Luca

Entra pure, forse non so qualcosa. gli algoritmi BOB e WEAVE o Pixel Adaptation valgono per i filmati non "cinema", per quelli provenienti da pellicola mi pare evidente che sia semplice e senza compromessi... Tant'è che usando un HTPC per deinterlacciare i miei DVD, artefatti e perplessità vengono fuori solo su filmati non cinema.

Comunque aspetto tue nuove!

Ciao
A

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Messaggio da Lucaplex » sab mar 18, 2006 11:37 pm

Io penso invece che tu veda i tuoi DVD bene e contenuti NTSC/PAL male proprio perchè tu hai il Weave attivo, che poi è la modalità di default del deinterlacciamento di tutti i software di decodifica utilizzati per riprodurre i film.

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Messaggio da Antonio Marcheselli » dom mar 19, 2006 12:02 am

Io resto dell'opinione che, per quello che ho detto, qualsiasi deinterlacciatore non ha il minimo problema a deinterlacciare un film DVD perché appunto proveniendo da pellicola i due semiquadri sono complementari e non c'è possibilità di sbagliare.

Al momento il mio deinterlacciatore è disattivato ma in effetti mi domando: cosa viene fuori dalla VGA con il deinterlacciatore disattivato guardando DVD????

Ciao
A

Lucaplex
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Messaggio da Lucaplex » dom mar 19, 2006 12:35 am

Il tuo ragionamento sul deinterlacciamento non farebbe una piega se dovessi deinterlacciare un'immagine statica.

Putroppo non è così per immagini in movimento poichè ad ogni field corrisponde un istante di tempo diverso che determina una serie di artefatti che necessitano di filtri.
I filtri possono agire o sui singoli frame o meglio sui pixel.

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