quinta-feira, 24 de outubro de 2013

Projetando imagens: da lanterna mágica ao projetor digital!

Por Rafael Gama Vieira

Figura 1. Fonte: o autor.

É comum nos dias de hoje a utilização de projetores de imagens, seja em uma reunião no trabalho, em salas de aula ou nos cinemas. Mas, você conhece a história dos projetores? Sabe como eles funcionam?

Diversos projetores de imagens foram desenvolvidos ao longo da história. Dentre eles podemos destacar a Lanterna Mágica, Lanterna Vertical, o Cinematógrafo e o Projetor de Slides. Neste texto você conhecerá um pouco da história destes equipamentos e como eles funcionam.

LANTERNA MÁGICA


Figura 2: Lanterna Mágica; Fonte: Kinodinâmico.
Não se sabe ao certo sua origem, porém, cabe ao astrônomo holandês Christian Huygens as primeiras descrições deste equipamento no século XVII. 

A Lanterna Mágica tinha como objetivo projetar em um anteparo uma imagem desenhada em uma tela de vidro. Para isso, utilizava uma vela, um espelho côncavo, um pedaço de vidro onde eram desenhadas as imagens e uma lente, responsável pela ampliação.

O espelho côncavo era utilizado para aproveitar ao máximo a luz fornecida pela vela, fazendo com que a imagem fosse bastante iluminada. A luz passava então pelo vidro, chegando à lente que iria ampliar a imagem e projetá-la sobre algum anteparo.

Este equipamento fornecia apenas imagens paradas, não criando o efeito de movimento. 

LANTERNA VERTICAL


Desenvolvida em 1853 por Edmond Becquerel, a Lanterna Vertical (figura 3) funcionava basicamente como o projetor de slides atual, conhecidos como Retroprojetor (figura 4).

Figura 3: Lanterna Vertical. Fonte: Physics Kenyon.
Figura 4: Retroprojetor moderno. Fonte: CSR.

Novamente eram utilizadas lentes, espelhos e vela porém, desta vez a imagem era colocada sobre uma lente horizontal, a qual era iluminada, fazendo com que a imagem fosse transmitida para outra lente localizada na parte superior, chegando então a um espelho, responsável por refletir a imagem ampliada na parede.

O Retroprojetor atual funciona da mesma maneira, mas no lugar da vela utiliza-se uma lâmpada para iluminação e a lente sobre a qual são colocados os slides é chamada Lente de Fresnel, maior do que as utilizadas na Lanterna Vertical.

CINEMATÓGRAFO


Em 1895 os irmãos Lumière constroem o cinematógrafo. Este equipamento consistia em uma câmera filmadora, laboratório processador de filmes e projetor em um único aparelho. Com este equipamento foi possível projetar imagens em movimento. Para isso, bastava movimentar o filme gravado em frente à lente. 

Figura 5: Cinematógrafo. Fonte: Ronaldo fotografia.

PROJETOR DE SLIDES KODAK


Figura 6: Projetor de slides.
Fonte: Arte projeções.
Em 1960 a Empresa Kodak lança o projetor de slides carrossel. Este funcionava basicamente como a Lanterna Mágica, porém a iluminação é feita através de uma lâmpada e as imagens são gravadas em filmes fotográficos.

Todos estes equipamentos inspiraram a criação dos projetores digitais, seja para uso profissional, pedagógico ou para lazer.

Existem atualmente três tipos de projetores digitais: o 3 CRT (Cathode Ray Tubes), o de LCD (Liquid Crystal Display) e o DLP (Digital Light Processing). 


PROJETOR 3 CRT - CATHODE RAY TUBES

Figura 7: Projetor CRT. Fonte: hightech-edge.com.

Este é o sistema mais antigo dos três, porém ainda em uso. Para projetar as imagens, este equipamento utiliza três Tubos de Raios Catódicos semelhante aqueles usados em aparelhos de televisão mais antigos. Cada tubo é responsável por uma cor: vermelho, verde e azul. A partir destas cores primárias é possível compor qualquer outra cor. Logo, o que o projetor faz é misturar estas cores para formar as imagens, projetando-as em um anteparo.

Apesar de ser o sistema mais antigo, este projetor é o que fornece a melhor qualidade de imagem, mas acabou sendo substituído por ser muito grande, pesado e por necessitar de manutenções periódicas. Outro problema é o menor brilho, chamado de  ANSI Lúmen, sendo necessário um local mais escuro para visualização de sua projeção. Por não utilizar lâmpadas é o que possui maior durabilidade (Aproximadamente 10 mil horas de projeção). O princípio básico de funcionamento dos projetores a seguir consiste na utilização de uma lente convergente para realizar a ampliação das imagens fornecidas por um computador, por exemplo. 

PROJETOR DE LCD - LIQUID CRYSTAL DISPLAY

Este é o modelo mais comum atualmente. Possui diversas versões com brilho entre 1000 e 20000 Lúmens. Os que possuem menos Lúmens são pequenos e leves, porém os mais potentes são grandes, pesando mais que 100 Kg. Sua iluminação interna é feita por lâmpadas de descarga de alta intensidade, o que leva à menor vida útil (cerca de 2.000 horas) quando comparados ao 3 CRT.

Seu esquema de funcionamento pode ser visto na figura a seguir:

Figura 9: Esquema de funcionamento do projetor de LCD. Fonte: How Stuff Works.

A imagem acima mostra uma fonte luminosa fornecendo uma luz branca intensa. Esta incide sobre um espelho dicróico, que tem como função refletir apenas um comprimento de onda eletromagnética, ou seja, apenas uma cor. Sabemos que o branco é a soma de todas as cores, logo, o primeiro espelho está refletindo uma destas cores, o vermelho, deixando passar todas as outras. O segundo espelho reflete o verde, chegando ao último apenas o azul. 

Cada uma das três cores atinge uma tela de LCD, responsável pela regulagem da quantidade de luz que irá passar. Por último, as três cores incidem sobre o chamado Prisma Dicróico. Este equipamento tem como função unir as cores novamente, transmitindo então a imagem para a lente, que a amplia e  projeta-a sobre o anteparo.

PROJETOR DLP - DIGITAL LIGHT PROCESSOR


Figura 10: Exemplo de projetor DLP
Neste projetor teremos novamente a separação das cores presentes na luz branca porém, desta vez não será o LCD que fará este processo, e sim uma roda de cores (figura 10).

O projetor DLP funciona da seguinte maneira: Uma luz branca de alta intensidade incide sobre uma lente convergente. Ao passar pela lente a luz é concentrada sobre a roda de cores que está girando. Isto faz com que as cores sejam então separadas, chegando à outra lente, responsável por projetar estas cores sobre o DMD - Digital Micromirror Device ou Dispositivo Digital de Micro Espelhos. Este dispositivo possui diversos micro espelhos que podem se movimentar em ângulos de aproximadamente 12º para cada lado. Neste caso, a intensidade das cores pode ser regulada através destes movimentos dos micro espelhos pois, ao se movimentar, o espelho reflete a luz ou para lente que projeta a imagem ou para um local que irá absorver esta cor.

Após a composição da imagem, esta passa pela lente responsável pela projeção.  Uma simulação do funcionamento deste tipo de projetor pode ser vista no vídeo a seguir:


As salas de cinema costumam utilizar o projetor 3 DLP. Seu funcionamento é igual ao DLP, porém existem três rodas de cores, sendo cada sistema responsável por uma cor primária. Isto faz com que as imagens sejam mais nítidas e não aconteça o efeito de arco íris percebido no projetor simples ao movimentar os olhos.

As evoluções previstas para estes equipamentos consistem em criar aparelhos com resolução, brilho e contraste cada vez maiores, porém menores e mais leves.

PARA SABER MAIS

Para entender melhor o funcionamento de lentes convergentes você pode utilizar a simulação encontrada no site a seguir: 


REFERÊNCIAS

História do Cinema. Acesso em 2013. Disponível em: <http://www.infoescola.com/cinema/historia-do-cinema/>

Projetores de Filmes. Acesso em 2013. Disponível em: <http://lazer.hsw.uol.com.br/projetores-de-filmes6.htm >

História ou Memória do Cinema. Acesso em 2013. Disponível em <http://cineclubenatal.com/artigos/historia-ou-memoria-do-cinema>

Funcionamento projetor de LCD. Acesso em 2013. Disponível em <http://electronics.howstuffworks.com/lcd-projectors1.htm>
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3 comentários:

  1. excelente conteúdo para pesquisas complementos de trabalhos

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    1. Tem razão fiz um trabalho e ficou muito bem por isso é excelente

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  2. Alguém conhece um equipamento antigo semelhante ao retroprojetor mas que pegava a imagem direta, por exemplo de um livro, e projetava na parede. O retroprojetor vc usava uma transparência, escrevia nela com uma caneta a luz vinha de baixo projetava na lente em cima que estão projetava na parede. Esse outro aparelho o texto era colocado sobre ele, numa superfície arredondada.
    archmagreis@hotmail.com
    Obrigado

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