Pantalla de proyección

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Una pantalla de proyección es una instalación que consta de una superficie y una estructura de soporte que se utiliza para mostrar una imagen proyectada para que la vea una audiencia. Las pantallas de proyección pueden instalarse de forma permanente en una pared, como en una sala de cine , montarse o colocarse en un techo utilizando una superficie de proyección enrollable que se retrae en una carcasa (pueden ser motorizadas o accionadas manualmente), pintarse en una pared ^[1] o ser portátiles con trípodes o modelos que se elevan hasta el suelo, como en una sala de conferencias u otro espacio de visualización no dedicado. Otro tipo popular de pantallas portátiles son las pantallas inflables para la proyección de películas al aire libre ( cine al aire libre ). ^[2]

Se utilizan casi exclusivamente pantallas de color blanco o gris uniforme para evitar cualquier decoloración de la imagen, mientras que el brillo más deseado de la pantalla depende de una serie de variables, como el nivel de luz ambiental y la potencia luminosa de la fuente de imagen. Se pueden utilizar pantallas planas o curvas según la óptica utilizada para proyectar la imagen y la precisión geométrica deseada de la producción de la imagen, siendo las pantallas planas las más comunes de las dos. Las pantallas pueden diseñarse además para proyección frontal o posterior , siendo los más comunes los sistemas de proyección frontal, que tienen la fuente de imagen situada en el mismo lado de la pantalla que la audiencia.

Existen diferentes mercados para pantallas destinadas a ser utilizadas con proyectores digitales , proyectores de películas , retroproyectores y proyectores de diapositivas , aunque la idea básica de cada uno de ellos es muy similar: las pantallas de proyección frontal funcionan reflejando de forma difusa la luz proyectada sobre ellas, mientras que las pantallas de retroproyección funcionan transmitiendo de forma difusa la luz a través de ellas.

En los cines comerciales, la pantalla es una superficie reflectante que puede estar aluminizada (para lograr un alto contraste en condiciones de luz ambiental moderada) o ser una superficie blanca con pequeñas perlas de vidrio (para lograr un alto brillo en condiciones de oscuridad). La pantalla también tiene cientos de pequeños orificios espaciados uniformemente para permitir que el aire entre y salga de los parlantes y el subwoofer, que a menudo están directamente detrás de ella.

Las pantallas rígidas de pared mantienen su geometría a la perfección, lo que las hace adecuadas para aplicaciones que exigen una reproducción exacta de la geometría de la imagen. Estas pantallas se utilizan a menudo en los cines en casa , junto con las pantallas desplegables.

Las mamparas abatibles (también conocidas como mamparas de pared manuales) suelen utilizarse en espacios en los que una mampara instalada de forma permanente requeriría demasiado espacio. Estas suelen utilizar una tela pintada que se enrolla en la carcasa de la mampara cuando no se utiliza, lo que las hace menos molestas cuando la mampara no está en uso.

Las pantallas de marco fijo proporcionan el mayor nivel de tensión uniforme en la superficie de la pantalla, lo que da como resultado una calidad de imagen óptima. Se utilizan a menudo en cines en casa y entornos profesionales donde no es necesario empotrar la pantalla en la carcasa.

Las pantallas eléctricas se pueden montar en la pared, en el techo o empotradas en el techo. Suelen ser pantallas más grandes, aunque también hay pantallas eléctricas disponibles para su uso en cines en casa. Las pantallas eléctricas son similares a las pantallas desplegables, pero en lugar de bajar la pantalla manualmente, un motor eléctrico sube y baja la pantalla. Las pantallas eléctricas suelen subir o bajar mediante un control remoto o un interruptor montado en la pared, aunque algunos proyectores están equipados con una interfaz que se conecta a la pantalla y baja automáticamente la pantalla cuando se enciende el proyector y la sube cuando se apaga.

Las pantallas de proyección conmutables pueden cambiarse entre opacas y transparentes. En el estado opaco, la imagen proyectada en la pantalla se puede ver desde ambos lados. Es muy útil para la publicidad en los escaparates de las tiendas.

Las pantallas móviles suelen ser desplegables sobre un soporte independiente o se levantan de una base con peso. Se pueden utilizar cuando resulta imposible o poco práctico montar la pantalla en una pared o en el techo.

Tanto las pantallas móviles como las de instalación permanente pueden ser tensadas o no tensadas. Los modelos tensados ​​intentan mantener la tela plana e inmóvil, mientras que los modelos no tensados ​​tienen la tela de la pantalla colgando libremente de sus estructuras de soporte. En estas últimas pantallas, la tela rara vez puede permanecer inmóvil si hay corrientes de aire en la sala, lo que da imperfecciones a la imagen proyectada.

Es posible que las pantallas especiales no entren en ninguna de estas categorías. Entre ellas se incluyen las pantallas no sólidas, las pantallas inflables y otras, y se pueden fabricar de forma económica en casa. Consulte los artículos correspondientes para obtener más información.

Una de las propiedades más citadas en una pantalla de cine en casa es la ganancia . Se trata de una medida de la reflectividad de la luz en comparación con una pantalla recubierta de carbonato de magnesio , dióxido de titanio [ ^3] o sulfato de bario cuando la medición se toma para la luz dirigida y reflejada perpendicularmente a la pantalla. El dióxido de titanio es de un color blanco brillante, pero se pueden lograr mayores ganancias con materiales que reflejen más luz en paralelo al eje de proyección y menos fuera del eje.

Los niveles de ganancia que se citan con frecuencia para diversos materiales varían desde el 0,8 de las pantallas mate de color gris claro hasta el 2,5 de las pantallas de perlas de vidrio más reflectantes. Se podrían lograr niveles de ganancia muy altos simplemente utilizando una superficie de espejo , aunque el público vería entonces solo un reflejo del proyector, lo que anularía el propósito de utilizar una pantalla. Muchas pantallas con mayor ganancia son simplemente semibrillantes y, por lo tanto, presentan propiedades más parecidas a las de un espejo, es decir, un "punto caliente" brillante en la pantalla, un reflejo agrandado (y muy borroso) de la lente del proyector. Las opiniones difieren en cuanto a cuándo este "punto caliente" comienza a ser molesto, pero la mayoría de los espectadores no notan diferencias tan grandes como el 30% en la luminosidad de la imagen, a menos que se les presente una imagen de prueba y se les pida que busquen variaciones en el brillo. Esto es posible porque los humanos tienen una mayor sensibilidad al contraste en detalles más pequeños, pero menos en variaciones de luminosidad tan grandes como la mitad de la pantalla. Otras pantallas con mayor ganancia son semirretrorreflectivas. A diferencia de los espejos, las superficies retrorreflectivas reflejan la luz hacia la fuente. La aparición de puntos calientes es un problema menor con las pantallas retrorreflectivas de alta ganancia. En la dirección perpendicular utilizada para la medición de la ganancia, la reflexión del espejo y la retrorreflexión son indistinguibles, y esto ha generado confusión sobre el comportamiento de las pantallas de alta ganancia.

Una segunda confusión común sobre la ganancia de pantalla surge en el caso de las pantallas de color gris. Si un material de pantalla parece gris en un examen superficial, entonces su reflectancia total es mucho menor que 1. Sin embargo, la pantalla gris puede tener una ganancia medida de 1 o incluso mucho mayor que 1. El comportamiento geométrico de una pantalla gris es diferente al de una pantalla blanca de ganancia idéntica. Por lo tanto, dado que la geometría es importante en las aplicaciones de pantalla, los materiales de pantalla deben especificarse al menos por su ganancia y su reflectancia total. En lugar de la reflectancia total, la "ganancia geométrica" ​​(igual a la ganancia dividida por la reflectancia total) puede ser la segunda especificación.

Las pantallas curvas pueden lograr una alta reflectividad sin generar puntos calientes visibles, siempre que la curvatura de la pantalla, la ubicación del proyector y la disposición de los asientos estén correctamente diseñadas. El objetivo de este diseño es que la pantalla refleje la luz proyectada hacia el público, convirtiendo efectivamente toda la pantalla en un "punto caliente" gigante. Si el ángulo de reflexión es aproximadamente el mismo en toda la pantalla, no se formarán artefactos que distraigan.

Los materiales de pantalla de alta ganancia semiespeculares son adecuados para configuraciones de proyectores montados en el techo, ya que la mayor intensidad de luz se reflejará hacia abajo, hacia la audiencia, en un ángulo igual y opuesto al ángulo de incidencia. Sin embargo, para un espectador sentado a un lado de la audiencia, el lado opuesto de la pantalla está mucho más oscuro por la misma razón. Algunos materiales de pantalla estructurados son semiespecularmente reflectantes en el plano vertical, mientras que son más perfectamente reflectantes de forma difusa en el plano horizontal para evitar esto. Las pantallas de perlas de vidrio presentan un fenómeno de retrorreflexión ; la luz se refleja más intensamente hacia su fuente que en cualquier otra dirección. Funcionan mejor para configuraciones donde la fuente de imagen se coloca en la misma dirección de la pantalla que la audiencia. Con pantallas retrorreflectivas, el centro de la pantalla puede ser más brillante que la periferia de la pantalla, una especie de punto caliente. Esto difiere de las pantallas semiespeculares donde la ubicación del punto caliente varía según la posición del espectador en la audiencia. Las pantallas retrorreflectivas se consideran deseables debido a la alta intensidad de imagen que pueden producir con un flujo luminoso determinado de un proyector.

Las pantallas de los proyectores casi siempre tienen forma rectangular. Por lo general, siguen una relación de aspecto de pantalla estándar . Para la mayoría de las configuraciones de cine en casa, existen dos relaciones de aspecto: 16:9 y Cinemascope . ^[4]

En aulas, empresas y lugares de culto, la relación de aspecto de pantalla de proyector más comúnmente utilizada es 16:10 porque coincide con la relación de aspecto utilizada por muchas computadoras modernas. ^[5]

Las pantallas cuadradas que se utilizan para retroproyectores a veces también se utilizan como pantallas de proyección para proyectores digitales en salas de reuniones, donde el espacio es escaso y varias pantallas pueden parecer redundantes. Estas pantallas tienen una relación de aspecto de 1:1 por definición.

La mayoría de las fuentes de imágenes están diseñadas para proyectar una imagen perfectamente rectangular en una pantalla plana. Si el público permanece relativamente cerca del proyector, se puede utilizar una pantalla curva sin distorsión visible en la geometría de la imagen. Los espectadores que estén más cerca o más lejos verán una distorsión en forma de cojín o de barril , y la naturaleza curva de la pantalla se hará evidente cuando se mire fuera del eje.

El contraste aparente en una imagen proyectada (el rango de brillo) depende de las condiciones de luz ambiental, la potencia luminosa del proyector y el tamaño de la imagen proyectada. Un tamaño de pantalla más grande significa menos luminosidad (potencia luminosa por unidad de ángulo sólido por unidad de área) y, por lo tanto, menos contraste en presencia de luz ambiental. Siempre se creará algo de luz en la habitación cuando se proyecta una imagen, lo que aumenta el nivel de luz ambiental y contribuye así a la degradación de la calidad de la imagen. Este efecto se puede reducir decorando la habitación con colores oscuros. La situación de la habitación real es diferente de las relaciones de contraste anunciadas por los fabricantes de proyectores, que registran los niveles de luz con el proyector en blanco y negro completo, lo que proporciona relaciones de contraste lo más altas posibles.

Los fabricantes de pantallas de cine en casa han intentado resolver el problema de la luz ambiental introduciendo superficies de pantalla que dirigen más luz hacia la fuente de luz. La lógica detrás de este enfoque se basa en colocar la fuente de imagen cerca del público, de modo que este pueda ver realmente el mayor nivel de luz reflejada en la pantalla.

Las pantallas planas con alta reflectividad tienden a sufrir puntos calientes, cuando una parte de la pantalla parece mucho más brillante que el resto. Esto es resultado de la alta direccionalidad (similar a un espejo) de dichas pantallas. Las pantallas con alta ganancia también tienen un ángulo de visión utilizable más estrecho , ya que la cantidad de luz reflejada disminuye rápidamente a medida que el espectador se aleja de la parte frontal de dicha pantalla. Debido a dicho efecto, estas pantallas también son menos vulnerables a la luz ambiental que proviene de los lados de la pantalla.

Un intento relativamente reciente de mejorar la calidad de imagen percibida es la introducción de pantallas grises, que son más capaces de mostrar tonos más oscuros que sus contrapartes blancas. Una pantalla gris mate no tendría ninguna ventaja sobre una pantalla blanca mate en términos de contraste; las pantallas grises contemporáneas están diseñadas para tener un factor de ganancia similar al de las pantallas blancas mate, pero una apariencia más oscura. Una pantalla más oscura (gris) refleja menos luz, por supuesto, tanto la luz del proyector como la luz ambiental. Esto disminuye la luminancia (brillo) tanto de la imagen proyectada como de la luz ambiental, por lo que mientras que las áreas claras de la imagen proyectada son más tenues, las áreas oscuras son más oscuras; el blanco es menos brillante, pero el negro deseado es más cercano al negro real. Por lo tanto, muchos fabricantes de pantallas llaman apropiadamente a sus pantallas grises modelos de "alto contraste".

Aunque una pantalla de proyección no puede mejorar el nivel de contraste de un proyector, se puede aumentar el contraste percibido .

En una sala de proyección óptima, la pantalla de proyección es reflectante, mientras que el entorno no lo es. El nivel de luz ambiental está relacionado con la reflectividad general de la pantalla, así como con la del entorno. En los casos en que el área de la pantalla es grande en comparación con el entorno, la contribución de la pantalla a la luz ambiental puede dominar y el efecto de las superficies de la sala que no son pantallas puede incluso ser insignificante. Algunos ejemplos de esto son los planetarios y los cubos de realidad virtual con tecnología de proyección frontal. Algunos planetarios con pantallas de proyección en forma de cúpula han optado por pintar el interior de la cúpula de gris, con el fin de reducir el efecto degradante de las interreflexiones cuando se muestran imágenes del sol simultáneamente con imágenes de objetos más tenues.

Las pantallas grises están diseñadas para depender de fuentes de imagen potentes capaces de producir niveles adecuados de luminosidad para que las áreas blancas de la imagen sigan apareciendo como blancas, aprovechando la percepción no lineal del brillo en el ojo humano. Las personas pueden percibir una amplia gama de luminosidades como "blancas", siempre que las pistas visuales presentes en el entorno sugieran tal interpretación. Por tanto, una pantalla gris puede tener casi el mismo éxito en la reproducción de una imagen de aspecto brillante, o no lograrlo en otras circunstancias.

En comparación con una pantalla blanca, una pantalla gris refleja menos luz hacia la habitación y menos luz de la habitación, lo que la hace más eficaz para lidiar con la luz que se origina en el proyector. La luz ambiental que se origina de otras fuentes puede llegar al ojo inmediatamente después de haberse reflejado en la superficie de la pantalla, lo que no ofrece ninguna ventaja sobre una pantalla blanca de alta ganancia en términos de relación de contraste. Por lo tanto, la posible mejora de una pantalla gris se puede aprovechar mejor en una habitación oscura, donde la única luz es la del proyector.

En parte debido a su popularidad, la tecnología de pantalla gris ha mejorado mucho en los últimos años. Ahora, las pantallas grises están disponibles en varios niveles de ganancia y escala de grises.

Se afirma que ciertas pantallas reflejan selectivamente las estrechas longitudes de onda de la luz del proyector mientras absorben otras longitudes de onda en el espectro óptico . Sony fabrica una pantalla ^[6] que parece gris en la luz normal de la habitación y está destinada a reducir el efecto de la luz ambiental. ^[7] Se supone que esto funciona absorbiendo preferentemente la luz ambiental de colores que no utiliza el proyector, mientras que refleja preferentemente los colores de luz roja, verde y azul que utiliza el proyector. ^[8] No se ha confirmado una verdadera pantalla selectiva de colores. Dai Nippon Printing (DNP) y Screen Innovations han presentado una pantalla que mejora el contraste que se basa en capas delgadas de rejillas negras en lugar de propiedades de reflexión selectivas de longitud de onda. ^[9]

En un sistema configurado de forma óptima, la superficie de la pantalla de proyección y el plano de la imagen real se hacen coincidir. Desde un punto de vista óptico, no se necesita una pantalla para que se forme la imagen, sino que se utilizan pantallas para hacer visible la imagen.

• Tubo de rayos catódicos
• Relación de contraste
• Pantalla holográfica
• Cine en casa
• Pantalla de cine inflable
• Televisión de retroproyección
• Videoproyector

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