Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Виды световой проекции.doc
Скачиваний:
6
Добавлен:
17.07.2019
Размер:
1.92 Mб
Скачать

2. Средства статической проекции

Первый проектор появился в 1640 г. Его изобрел немецкий физик и математик, монах Афанасий Кирхер (1601-1680). В латинском трактате «Великое искусство света и тени» А. Кирхер назвал свой аппарат «волшебный фонарь». Аппарат позволял создавать теневые проекции изображений людей, животных или предметов, вырезанных из картона. Источником света служила свеча.

В 1839 г. французский художник Л. Дагер изобрел фотографию. Это позволило демонстрировать изображения на стеклянных диапозитивах.

В проекторах конца XIX в. в качестве источника света уже использовались электрические лампы двух типов: угольная лампа накаливания (изобретатель - русский электротехник А.Н.Лодыгин (1847-1923) и дуговая лампа, или «свеча Яблочкова» (изобретатель - русский электротехник П.Н.Яблочков (18471894). Лампа накаливания была изобретена в 1872 г., а дуговая в 1875 г. В 1879 г. лампа накаливания была значительно усовершенствована Т. Эдисоном, который заменил уголь в лампе на вольфрамовую нить; лампа почти без изменений применяется в современных проекторах. В 1895-1898 г. русский изобретатель Е.А. Малиновский совместно с другим изобретателем разработали и изготовили, а затем усовершенствовали первые эпипроекционные аппараты. Их использовали в малых аудиториях или для индивидуальной работы, так как создаваемое ими изображение на экране не превышало 70 х 70 мм.

В начале Х1Х века в Москве уже существовало производство черно-белых и раскрашенных учебных диапозитивов по предметам школьной программы. В 1904-1905 годах появились первые диафильмы на целлулоидной пленке.

Первые диафильмы на 36 мм целлулоидной плёнке появились в России в 1904 – 1905 гг., и назывались они «проекционные фотограммы».

Как уже было сказано, проекционные аппараты - оптические устройства, образующие на экране увеличенные изображения различных объектов.

Источником света в проекционных аппаратах служит специальная электрическая лампа накаливания - проекционная лампа.

Зеркальный отражатель, или рефлектор (от лат. reflecto - загибаю назад, поворачиваю) - вогнутое сферическое зеркало для отражения световых лучей.

Конденсор (от лат. condense - уплотняю, сгущаю) - оптическая система, которая собирает расходящиеся лучи, испускаемые проекционной лампой, и обеспечивает равномерное освещение объекта проекции. В проекционных аппаратах встречаются конденсоры, состоящие из двух или трех линз различного диаметра и кривизны поверхности.

Проекционный объектив (от лат. objectus - предмет) - линзовая оптическая система для получения на экране увеличенного резкого изображения предмета. Основные характеристики объективов: фокусное расстояние, относительное отверстие. Объективы для проекционных аппаратов подразделяют на короткофокусные, нормальные и длиннофокусные.

Проекционная лампа, зеркальные отражатели, конденсор и объектив образуют осветительно-проекционную систему проекционного аппарата. Механическая часть аппарата служит для фиксации объектов проекции относительно осветительно-проекционной системы, обеспечения смены объектов проецирования и требуемой длительности их пребывания на экране.

Качество получаемого на экране изображения при использовании проекционных аппаратов любого типа зависит от величины создаваемого проектором светового потока, качества оптики, размеров кадрового окна, расстояния до экрана, угла наклона оси проецирования, цветности, от тщательности исполнения носителей информации, отражающей способности, угла наклона и степени боковой засветки экрана.

Световой поток - основная характеристика проектора любого типа. Световой поток оценивает мощность оптического излучения по вызываемому им световому ощущению и измеряется в люменах (лм).

Фокусными расстояниями оптической системы проектора называют расстояния от его главных точек до соответствующих им фокусов.

Ограниченное определенными размерами изображение объекта на носителе информации называется кадром (от франц. cadre, буквально - рама). Ширина и высота кадрового окна проектора обозначаются соответственно а и b.

В большинстве школьных проекционных аппаратов (графопроекторах, диапроекторах, эпипроекторах, кинопроекторах и т. п.) устанавливают кварцевые галогенные малогабаритные (КГМ) лампы накаливания (например, КГМ 12-100, КГМ 24-150, КГМ 220-500 и др.). Эти лампы обладают рядом преимуществ перед обычными лампами накаливания: у них практически постоянны в течение всего срока службы световой поток и цветовая температура; более высокая световая отдача (при одинаковой мощности и одинаковой цветовой температуре); больший срок службы и значительно меньшие размеры; большая механическая прочность.

Основная часть лампы - вольфрамовая нить накала - заключена в кварцевой колбе небольших размеров. Колба наполнена газом с небольшим добавлением йода или другого галогена. Для вводов в галогенной лампе используют молибденовую фольгу или проволоку, которую впаивают в кварц. Максимальная температура молибденовых вводов в этих лампах не должна превышать 350°С, так как при более высокой температуре молибден окисляется, кварц может лопнуть и лампа выйдет из строя. Эту особенность кварцевых галогенных ламп следует учитывать при эксплуатации: их не рекомендуется применять без принудительной вентиляции, которую чаще всего осуществляют электрическим вентилятором.

В работе с этими лампами следует соблюдать еще одну предосторожность: баллон лампы нельзя брать незащищенными руками, потому что отпечатки пальцев загрязняют поверхность лампы, вызывают ее затемнение, а следовательно, уменьшение полезного светового потока и преждевременный выход лампы из строя.

Маркировка проекционных ламп наносится на цоколь баллона. Она состоит из букв и двух групп цифр, обозначающих тип лампы, напряжение накала и потребляемую мощность. Например: К-30-400 - это кинопроекционная лампа с напряжением накала 30 В и мощностью 400 Вт; ПЖ-220-500 - это прожекторная лампа (для эпипроекторов) с напряжением накала 220 В и мощностью 500 Вт;

КГМ-12-150 - это кварцевая галогенная малогабаритная лампа с напряжением накала 12 В и мощностью 150 Вт.

Качество проекционного аппарата зависит не только от источника света, но и от использования излучаемого им света. С целью лучшего использования света увеличивают угол захвата, т.е. добиваются, чтобы осветительная система аппарата захватывала возможно большую часть светового потока, создаваемого источником света.

Проекционную аппаратуру различают в зависимости от того, какое пособие используют для получения изображения на экране.

1 группа: Аппараты для демонстрации диапозитивов. Кадропроекторы - только для демонстрации диапозитивов (слайдов). Универсальные диапроекторы - для диапозитивов и диафильмов. Эпидиаскопы - для диапозитивов и эпипособий.

2 группа: Аппараты для демонстрации диафильма. Это фильмоскопы и универсальные диапроекторы.

3 группа: Аппараты для проекции эпипособий: эпипроекторы и эпидиаскопы, специальные видеокамеры.

4 группа: Аппаратура для демонстрации кодопособий - кодоскопы (графопроекторы, оверхеды).

По степени автоматизации процессов фокусирования и смены кадров различают проекторы с полностью автоматическим устройством, с полуавтоматическим и неавтоматическим управлением.

Аппараты с полностью автоматическим устройством работают без оператора (учителя) по заданной программе (от реле времени, программного устройства или магнитофона) и оснащены автофокусирующим устройством.

Автоматическими называют аппараты, в которых отработка процесса смены кадров, подфокусировка производятся механизмами с собственными приводными устройствами при подаче соответствующих команд.

Полуавтоматическими называют аппараты, в которых отработка процессов смены кадров осуществляется механизмами при управлении или при контроле оператора (учителя).

Неавтоматические аппараты те, в которых учитель управляет сам всеми процессами.

По способу освещения объекта различают диаскопический, эпископический и эпидиаскопический проекционные аппараты.

Схема диапроекции:

1 - рефлектор; 2 - источник света; 3 - конденсор с теплофильтром;

4 - кадровая рамка; 5 - объектив

Диапроекция применяется для проецирования статичных изображений, нанесённых на просвечиваемую позитивную фотоплёнку. Плёнка помещается между источником света и объективом аппарата, с которого полученное изображение проецируется на экран. Существует ряд разновидностей данной техники, отличающейся друг от друга конструкцией, размером проецируемого изображения и техническими возможностями.

Диапроектор – прибор для коллективного просмотра на экране увеличенных изображений, получаемых от диапозитивов с размером кадра 24×36 мм, вставленных в рамки 50×50 мм, или от диапозитивов, выполненных на стекле 50×50 мм, но без рамок. Диапроектор может иметь кассетную приставку для установки в ней нескольких десятков диапозитивов, с возможностью их автоматической смены преподавателем с помощью пульта дистанционного управления. Кроме того, диапроектор имеет возможность демонстрации плёночных диафильмов с размером кадра 18×24 и 24×36 мм. Диапроектор применяют во время лекций для демонстрации рисунков, чертежей и др., для чтения микрофотокопий и т.д.

Диаскоп – небольшой аппарат индивидуального пользования, позволяющий рассматривать плёночный диапозитив через окуляр на просвет без специального источника освещения.

Фильмоскоп – представляет собой разновидность диапроектора с источником света малой мощности. Его применяют для небольших экранов при полном затемнении помещения при работе с группой зрителей 5–8 человек.

Осветительно-проекционная система всех типов диапроекторов расположена горизонтально, а объект проекции (диапозитив) – вертикально. Световой поток, отраженный рефлектором, проходит через конденсатор, кадровое окно с диапозитивом и объектив, образуя на экране увеличенное изображение объекта.

Среди довольно распространенных по образовательным учреждениям диапроекторов можно назвать разные модификации «Свитязя» и «Пеленга».

Диапроектор «Свитязь» предназначен для демонстрации цветных и черно-белых диапозитивов, установленных в рамках 50х50 мм.

1 – толкатель; 2 – кнопка для включения проекционной лампы; 3 – кассета; 4 – ручка для точной наводки объектива на резкость; 5 – съемная крышка диапроектора; 6 – винт, закрепляющий съемную крышку; 7 – проекционный объектив.

Кассета рассчитана на 36 диапозитивов, которые подаются в кадровое окно вручную толкателем. Диапозитивы укладываются в кассету эмульсионным слоем к источнику света с изображением, перевернутым на 180°.

Диапроекторы автоматические «Пеленг-700АВ», «Пеленг-700АД», «Пеленг-700АФ» предназначены для использования в качестве технических средств обучения в различных учебных заведениях, для пропаганды и рекламы. В них используются диапозитивы в рамках 50x50 мм. Для просмотра диафильмов используется приставка для демонстрации диафильма.

Диапроектор «Пеленг-700АВ»

Диапроекторы – это точные оптико-механические приборы. Диапроекторы снабжены прямоугольными и круглыми диамагазинами. Смена диапозитивов в них осуществляется нажатием клавиш на приборе и пульте дистанционного управления. В диапроекторах предусмотрена возможность работы с устройствами типа «Синхрон» с магнитофоном.

Диапроекторы имеют систему автофокусировки изображения. В осветительной системе приборов используется двух линзовый асферический конденсор с отражателем и теплофильтром.

Особую схему диапроекции имеют кодоскопы (графопроекторы). Осветительно-проекционная система кодопроектора расположена вертикально, а объект проекции - горизонтально. Световой поток от проекционной лампы отражается рефлектором вертикалью вверх, проходит через конденсор (линза Френеля) и предметный столик с кодопозитивом, попадает в объектив с поворотным зеркалом и формирует на экране увеличенное изображение объекта.

Схема кодопроекции:

1 – рефлектор;

2 - источник света; 3 - теплофильтр;

4 - линза Френеля; 5 - объектив с зеркалом;

6 - экран

Графопроектор – переносное или стационарное устройство, осуществляющее на отражающий экран диаскопическую или теневую ретропроекцию графических изображений, текста, плоских моделей.

В литературе это устройство именуется как световая или классная оптическая доска (КОД), кодоскоп, кодопроектор, прибор для проецирования записей лекций на экран и т. д.

Основные преимущества графопроекторов: крупный масштаб экранного изображения; проведение демонстраций без затемнения или при частичном затемнении помещения; простота использования самим преподавателем, остающимся в ходе работы с проектором, обращенным лицом к обучаемым; использование разнообразных подготовленных заранее или создаваемых в ходе занятий носителей зрительной информации; возможность показа большой аудитории доступных зрительному восприятию опытов. Важной характеристикой является также возможность работать с проектором в двух режимах - с полным светом (нормальное напряжение) и в щадящем, экономичном (при уменьшенном на 10-15% напряжении).

С овременный оверхед-проектор имеет устойчивый корпус, безбликовые линзы Френеля, высококачественный трехлинзовый объектив, экономичный режим автоотключения ламп, четырехкратно увеличивающий срок их службы, устройство мгновенной замены ламп, встроенную запасную лампу, бесшумный вентилятор. Выключатель расположен на рабочей поверхности, имеется углубление для авторучек. Рабочая поверхность 28,5 х 28,5 см. Две лампы 24В/250 Вт. Световой поток около 2500 лм. Масса около 14 кг, расстояние от экрана 180, 200, 250 см, размеры изображения: 160 х 160, 180 х 180, 230 х 230 см. Имеет кассету для рулонной пленки шириной от 26 до 29,7 см.

Следует иметь в виду, что применение учебных материалов, выполненных на фотопленке, сильно сократилось. Взамен этому применяется запись изображений на носителях с цифровой формой хранения информации. Воспроизведение таких изображений осуществляется с помощью компьютерной техники, мониторов и видеопроекторов.

Эпипроекция применяется для проецирования на экран рисунков, чертежей, схем, фотографий и мелких предметов, выполненных на непрозрачной основе. В отличие от диапроекционных устройств в эпипроекторах изображение получают не за счет сквозного прохождения света от источника освещения, а за счет отражения света от рассматриваемого изображения (объекта) и передачи отражённого излучения через сферическое зеркало на экран. Для предотвращения попадания света из аппарата в помещение, устройство размещается в кожухе. Такие проекторы более оперативны в работе, чем диапроекторы, но имеют худшие показатели качества и яркости изображения на экране. Для получения хорошего изображения на экране эпипроекторы должны иметь мощный источник света.

Эпипроекция используется на занятиях в детском саду и на уроках в школе, где ее применяют обычно в комбинации с по­казом диапозитивов. Эпипроекция привлекает простотой получе­ния большого цветного изображения. Даже газетная иллюстрация приобретает на экране более качественный вид. Иногда на экране возникает стереоскопический эффект. Это бывает в том случае, когда изображение на фотографии или рисунке передает перспек­тиву. Ощущение объема и масштабности объектов при эпипроекции создается отчетливее, чем при непосредственном рассмотре­нии маленькой картинки.

Схема эпипроекции:

1 - рефлектор;

2 - источник света;

3 - предметный столик;

4 - зеркало;

5 - объектив

Эпипроектор – одна из разновидностей проекционного аппарата. В эпипроекторе изображаемый объект отражает освещающие его лучи света диффузно, поэтому лишь незначительная часть отраженного светового потока попадает в объектив эпипроектора. Усиления яркости изображения достигают, применяя в эпипроекторе один или несколько мощных источников света и светосильные проекционные объективы (с относительным отверстием до 1:1,5–1:2). Так как фокусные расстояния объективов эпипроекторов обычно меньше, чем у объективов диапроекторов, они дают меньшее увеличение. Зеркало, помещаемое в эпипроектор над объективом или перед ним, “переворачивает” изображение, чтобы на экране оно было прямым. Сильное тепловыделение в эпипроекторах вынуждает использовать в них специальные системы охлаждения.

В настоящее время эпипроекторы практически вытеснены из комплекса технических средств обучения телеэпипроекторами и документопроекторами, работающими совместно с видеопроекционными устройствами.

Схема эпипроектора является составной частью оптической схемы перестроенных проекционных аппаратов – эпидиаскопов, позволяющих проецировать на экран изображения как непрозрачных, так и прозрачных объектов.

Эпидиаскоп (от греч. epi – на, dia – через и skopeo – смотрю) (эпидиапроектор) – совмещает в себе эпипроектор и диапроектор. Это расширяет возможности его применения. Когда в диапозитивной серии нет важных для понимания вопроса иллюстраций, ее дополняют печатными материалами из книг или открытками. Эпидиапроекторы могут иметь кадровое окно с размером 140 х 140 мм и 150 х 150 мм. Такой аппарат можно использовать как в полностью затемненных помещениях при режиме эпископической проекции, так и в частично затемненной аудитории при работе в режиме диаскопической проекции.

Эпидиаскопы имеются в большинстве школ, но сейчас используются редко, несмотря на простоту в обращении, что выгодно отличает их от многих других ТСО. Некоторые творческие учителя применяют дополнительный мощный источник света, усовершенствуя эпидиаскоп, что открывает новые возможности применения эпипроекции, так как довольно сильный световой поток позволяет показывать многоцветные изображения.

Оптическая схема простейшего эпидиаскопа в двух режимах его работы:

1 эпископическая проекция

Л учи от источника света 2 с помощью сферических зеркал 3 и 5 освещают непрозрачный объект 6, от которого диффузно рассеянные лучи попадают в светосильный проекционный объектив 7, отражаясь от зеркала 4; 1кожух, 11система охлаждения. Для усиления яркости изображения в данном случае используется дополнительный мощный источник света в виде готового осветителя с галогенной лампой мощностью 500 Вт для фотосъемки. Примененный осветитель позволил примерно вдвое увеличить световой поток от эпидиаскопа, который достиг порядка 100 лм. Для этого сбоку, в доступном месте корпуса эпидиаскопа, делается соответственно имеющемуся светильнику отверстие, на которое он накладывается, а потом закрепляется - 12.

2 диаскопическая проекция

П ри диаскопической проекции зеркало 5 отклоняется, открывая доступ лучам от источника 2 в конденсор 8. Последний, равномерно освещая диапозитив, вставленный в рамку 9, направляет лучи в объектив 10, проецирующий изображение на экран.

Ш ироко использовались в свое время в школах модели ЭПД-1 (школьный эпидиаскоп).

Подготовка эпидиапроектора к работе, установка его в классе и порядок демонстрирования диапозитивов почти не отличаются от работы с диапроектором. Разница только в том, что для пра­вильной установки лампы снимают крышку, вывернув три винта крепления, ослабляют зажимной винт трубки электропатрона и, пе­ремещая лампу вверх-вниз и поворачивая вокруг оси, стремятся по­лучить на экране равномерно освещенный прямоугольник (свето­вое изображение выреза вкладыша диапозитивов). После этого завертывают зажимный винт и надевают крышку. При установке лам­пы на оптической оси следует помнить, что нить накала должна быть полностью обращена к конденсору. Эпидиапроектор ЭПД-1 при работе с непрозрачными объекта­ми создает сравнительно малый световой поток, падающий на эк­ран. Поэтому яркость изображения на экране невелика, и непроз­рачные объекты демонстрируют в полностью затемненном классе. Отсутствие принудительного охлаждения непрозрачных объектов вызывает их перегрев, в связи с чем время демонстрации каждого объекта должно быть ограничено.

Большую яркость изображения на экране создает эпидиапроектор ЭПД-455. На предметном столике объект охлаждается венти­лятором, установленным в корпусе, и, кроме того, он защищен стек­лом, которое несколько предохраняет его от чрезмерного нагрева, а также выравнивает поверхность проецируемых объектов. Источ­ник света - 500-ваттная лампа напряжением 110 или 220 В, с конденсорной линзой и параболическим зеркальным отражателем. Имеет дистанционное управление. Затемнения помещения при де­монстрации диафильма не требуется.

К числу статических экранных средств обучения и воспитания относятся диапозитивы, диафильмы, транспаранты, эпиобъекты.

Диапозитивы (слайды) (от греч. dia - через и лат. positivus - положительный) - фотографическое позитивное изображение на прозрачной основе (стекло, пленка), рассматриваемое на просвет или проецируемое на экран, предназначенное для учебных и воспитательных целей. Могут быть черно-белые и цветные, озвученные и неозвученные. По характеру изображений диапозитивы бывают штриховые и полутоновые. На штриховых диапозитивах изображение выполняют линиями, штрихами, точками и сплошной заливкой. Так выполняют схемы, чертежи, штриховые рисунки, таблицы, текст. Полутоновые диапозитивы - это фотографии, рисунки, выполненные карандашом с растушевкой, тушью с плавным переходом от затемненных участков к свету. Диапозитив - это пособие, основным содержанием которого является зрительный образ. Пояснительный текст диапозитива в большинстве случаев отсутствует или очень ограничен: обычно называется только то, что изображено в кадре, иногда приводятся термины, трудно воспринимаемые на слух. Каждый диапозитив является автономным пособием, которым пользуются в сочетании со словесным сопровождением учителя. Диапозитивы могут быть крупно- и малоформатными. Крупноформатные диапозитивы рассматривают на просвет невооруженным глазом и используют для оформления классов в виде витражей, подсвечиваемых стендов и т. д. В учебном процессе широкое применение нашли малоформатные диапозитивы, демонстрируемые путем проецирования их на экран. Чаще всего это диапозитивы, выполненные на 35-мм пленке с размером кадра 18x24 и 24x36 мм. Для удобства пользования их заправляют в картонные или пластмассовые рамки размером 50x50.

Диафильм - это серия диапозитивов, которые располагаются на единой основе - пленке - в стро определенной последовательности и имеют сопровождающий текст, поясняющий и дополняющий зрительные образы. Диафильмы изготавливаются на 35-мм пленке, размер их изображения 18x24 и 24x36 мм с вертикальным или горизонтальным расположением кадра. Диафильм - это законченное пособие: просматривая зрительные образы и читая пояснительный текст, учащиеся получают цельное и достаточно полное представление об объектах, процессах, явлениях, которые характеризуются в диафильме.

Транспаранты (кодопособия) - изображения на фолиях - прозрачной термоустойчивой пленке, выполняемые полиграфическим и фото графическим способами или напечатанные на принтере, ксероксе. Размеры кадров транспарантов широко варьируются. Максимальные размеры кадров ограничиваются площадью стола графопроектора - 250×250 мм. Применяют транспаранты, состоящие из одного кадра или серии 2-6 накладывающихся один на другой кадров (многослойные) или смонтированные на непрерывной прозрачной ленте шириной 260 мм и длиной до 30 м. Демонстрация транспаранта удобна тем, что учитель может заранее подготовить необходимый материал и представить его на уроке. Использование транспарантов для теневой проекции особенно удобно для демонстраций устного изложения в начальной школе и детском саду. Например, вырезав из плотной бумаги или картона героев какой-либо сказки, учитель либо демонстрирует свой рассказ как в кукольном театре, либо,

передвигая фигуры, просить учащихся самим рассказывать о происходящих событиях. Такой подход позволяет учителю наглядно сопровождать свой рассказ и тренировать навыки устной речи у учащихся. Недостатком теневой проекции является отсутствие цветного изображения.

Эпиобъекты - изображения (тексты, фотографии, рисунки, репродукции и т.п.) на непрозрачной основе или плоские натуральные объекты, выполненные в формате приемного окна эпископа, проецируемые на экран в отраженном свете. Могут быть как черно-белыми, так и цветными. Существенный недостаток эпипроекции - малая освещенность изображения на экране. Поэтому повышаются требования к затемнению помещений, использовать эпипроекцию возможно только для небольшой аудитории. В школьной практике получило распространение изготовление серии тематически подобранных и специально подготовленных рисунков, фотоснимков и других иллюстраций, наклеенных на бумажную ленту. По аналогии с диафильмом ее называют эпифильмом, или просто эпилентой.