Pantalla de proyección

Una pantalla de proyección es una instalación que consta de una superficie y una estructura de soporte utilizada para mostrar una imagen proyectada a la vista de un público. Las pantallas de proyección pueden instalarse de forma permanente en una pared, como en una sala de cine ; montarse o colocarse en el techo mediante una superficie de proyección enrollable que se retrae en una carcasa (estas pueden ser motorizadas o de accionamiento manual); pintarse en una pared, ^{[ 1 ]} o ser portátiles con trípodes o modelos que se elevan desde 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 proyecciones de películas al aire libre ( cine al aire libre ). ^{[ 2 ]}

Las pantallas blancas o grises uniformes se utilizan casi exclusivamente para evitar cualquier decoloración de la imagen, mientras que el brillo óptimo depende de varias variables, como el nivel de luz ambiental y la potencia lumínica de la fuente de imagen. Se pueden usar pantallas planas o curvas según la óptica empleada para proyectar la imagen y la precisión geométrica deseada; las pantallas planas son las más comunes. Además, las pantallas pueden diseñarse para proyección frontal o trasera , siendo los sistemas de proyección frontal los más habituales, en los que la fuente de imagen se sitúa en el mismo lado de la pantalla que el público.

Existen diferentes mercados para pantallas destinadas a proyectores digitales , proyectores de películas , proyectores de transparencias y proyectores de diapositivas , aunque la idea básica para todos ellos es muy similar: las pantallas de proyección frontal funcionan reflejando difusamente la luz proyectada sobre ellas, mientras que las pantallas de retroproyección funcionan transmitiendo difusamente la luz a través de ellas.

En las salas de cine comerciales, la pantalla es una superficie reflectante que puede ser aluminizada (para un alto contraste con luz ambiental moderada) o blanca con pequeñas perlas de vidrio (para un alto brillo en condiciones de poca luz). La pantalla también tiene cientos de pequeños orificios espaciados uniformemente para permitir la circulación de aire hacia y desde los altavoces y el subwoofer , que suelen estar ubicados justo detrás de ella.

Las pantallas rígidas de pared mantienen su geometría a la perfección, lo que las hace idóneas para aplicaciones que exigen una reproducción exacta de la geometría de la imagen. Este tipo de pantallas se utilizan con frecuencia en cines domésticos , junto con las pantallas enrollables.

Las mamparas enrollables (también conocidas como mamparas manuales) se utilizan a menudo en espacios donde una mampara de instalación fija ocuparía demasiado espacio. Suelen estar fabricadas con tela pintada que se enrolla en la funda cuando no se usan, lo que las hace menos visibles cuando la mampara no está en uso.

Las pantallas de marco fijo ofrecen la mayor uniformidad de tensión en su superficie, lo que se traduce en una calidad de imagen óptima. Se utilizan con frecuencia en cine en casa y entornos profesionales donde no es necesario empotrar la pantalla en la carcasa.

Las pantallas eléctricas pueden montarse en la pared, en el techo o empotrarse en él. Suelen ser pantallas de mayor tamaño, aunque también existen pantallas eléctricas para cine en casa. Son similares a las pantallas enrollables, pero en lugar de que la pantalla se baje manualmente, un motor eléctrico la sube y la baja. Normalmente, se suben o bajan mediante un mando a distancia o un interruptor de pared, aunque algunos proyectores incorporan una interfaz que se conecta a la pantalla y la baja automáticamente al encender el proyector y la sube al apagarlo.

Las pantallas de proyección conmutables permiten alternar entre opacas y transparentes. En estado opaco, la imagen proyectada se puede ver desde ambos lados. Son ideales para publicidad en escaparates.

Las pantallas móviles suelen utilizar un sistema de despliegue hacia abajo sobre un soporte independiente o un sistema de despliegue hacia arriba desde una base con peso. Estas opciones son útiles cuando resulta imposible o poco práctico montar la pantalla en una pared o en el techo.

Las pantallas enrollables, tanto móviles como fijas, pueden ser tensadas o no tensadas. Los modelos tensados ​​intentan mantener la tela plana e inmóvil, mientras que en los modelos no tensados ​​la tela cuelga libremente de sus estructuras de soporte. En estas últimas, la tela rara vez permanece inmóvil si hay corrientes de aire en la habitación, lo que provoca imperfecciones en la imagen proyectada.

Es posible que las mallas especiales no se ajusten a ninguna de estas categorías. Estas incluyen mallas no sólidas, mallas inflables y otras, y pueden fabricarse fácilmente 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 . Esta es una medida de la reflectividad de la luz en comparación con una pantalla recubierta con carbonato de magnesio , dióxido de titanio ^{[ 3 ]} o sulfato de bario , cuando la medición se realiza para la luz dirigida y reflejada perpendicularmente a la pantalla. El dióxido de titanio es de color blanco brillante, pero se pueden lograr mayores ganancias con materiales que reflejen más luz paralela al eje de proyección y menos fuera de él.

Los niveles de ganancia que se citan con frecuencia para diversos materiales varían desde 0,8 para las pantallas mate gris claro hasta 2,5 para las pantallas de microesferas de vidrio, que son más reflectantes. Se podrían alcanzar niveles de ganancia muy altos simplemente utilizando una superficie de espejo , aunque el público solo vería un reflejo del proyector, lo que anularía el propósito de usar una pantalla. Muchas pantallas con mayor ganancia son simplemente semibrillantes y, por lo tanto, presentan propiedades más similares a las de un espejo, es decir, un punto brillante en la pantalla: un reflejo ampliado (y muy borroso) de la lente del proyector. Hay diferentes opiniones sobre cuándo este punto brillante comienza a distraer, pero la mayoría de los espectadores no notan diferencias tan grandes como un 30 % en la luminosidad de la imagen, a menos que se les muestre una imagen de prueba y se les pida que busquen variaciones en el brillo. Esto es posible porque los humanos tienen mayor sensibilidad al contraste en detalles pequeños, pero menos a variaciones de luminosidad tan grandes como la mitad de la pantalla. Otras pantallas con mayor ganancia son semirretroreflectantes. A diferencia de los espejos, las superficies retrorreflectantes reflejan la luz hacia la fuente. El efecto de punto brillante es menos problemático con las pantallas retrorreflectantes de alta ganancia. En la dirección perpendicular utilizada para la medición de ganancia, la reflexión del espejo y la retroreflexión son indistinguibles, lo que ha generado confusión sobre el comportamiento de las pantallas de alta ganancia.

Una segunda confusión común sobre la ganancia de pantalla surge con las pantallas grises. Si un material de pantalla parece gris a simple vista, su reflectancia total es mucho menor que 1. Sin embargo, la pantalla gris puede tener una ganancia medida de 1 o incluso mucho mayor. El comportamiento geométrico de una pantalla gris es diferente al de una pantalla blanca con la misma ganancia. 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 ser altamente reflectantes sin generar puntos brillantes visibles, siempre que la curvatura de la pantalla, la ubicación del proyector y la disposición de los asientos estén diseñadas correctamente. El objetivo de este diseño es que la pantalla refleje la luz proyectada hacia el público, convirtiendo así toda la pantalla en un gran punto brillante. Si el ángulo de reflexión es uniforme en toda la pantalla, no se formarán artefactos que distraigan.

Los materiales de pantalla semiespeculares de alta ganancia son adecuados para configuraciones de proyectores montados en el techo, ya que la mayor intensidad de luz se refleja hacia abajo, hacia el público, en un ángulo igual y opuesto al ángulo de incidencia. Sin embargo, para un espectador sentado a un lado del público, el lado opuesto de la pantalla se oscurece considerablemente por la misma razón. Algunos materiales de pantalla estructurados son semiespeculares reflectantes en el plano vertical, mientras que son difusamente reflectantes en el plano horizontal para evitar este efecto. Las pantallas de microesferas de vidrio presentan un fenómeno de retroreflexión ; la luz se refleja con mayor intensidad hacia su fuente que en cualquier otra dirección. Funcionan mejor en configuraciones donde la fuente de imagen se encuentra en la misma dirección que el público con respecto a la pantalla. Con las pantallas retroreflectantes, el centro de la pantalla puede ser más brillante que la periferia, creando un punto brillante. Esto difiere de las pantallas semiespeculares, donde la ubicación del punto brillante varía según la posición del espectador en el público. Las pantallas retroreflectantes se consideran deseables debido a la alta intensidad de imagen que pueden producir con un flujo luminoso determinado de un proyector.

Las pantallas de proyección son casi siempre rectangulares. Suelen seguir una relación de aspecto estándar . Para la mayoría de los sistemas de cine en casa, existen dos relaciones de aspecto: 16:9 y Cinemascope . ^{[ 4 ]}

Para entornos de aulas, empresas y lugares de culto, la relación de aspecto 16:10 es la más utilizada para pantallas de proyectores, ya que coincide con la relación de aspecto utilizada por muchos ordenadores modernos. ^{[ 5 ]}

Las pantallas cuadradas que se usan para retroproyectores a veces también sirven como pantallas de proyección para proyectores digitales en salas de reuniones, donde el espacio es limitado y tener varias pantallas puede resultar redundante. Estas pantallas tienen, por definición, una relación de aspecto de 1:1.

La mayoría de las fuentes de imagen están diseñadas para proyectar una imagen perfectamente rectangular en una pantalla plana. Si el público se sitúa relativamente cerca del proyector, se puede utilizar una pantalla curva sin que se produzca una distorsión visible en la geometría de la imagen. Quienes se encuentren más cerca o más lejos percibirán una distorsión de cojín o de barril , y la curvatura de la pantalla se hará evidente al observarla desde un ángulo lateral.

El contraste aparente en una imagen proyectada —el rango de brillo— depende de las condiciones de luz ambiental, la potencia lumínica del proyector y el tamaño de la imagen proyectada. Una pantalla más grande implica menor luminosidad (potencia lumínica por unidad de ángulo sólido por unidad de área) y, por lo tanto, menor contraste en presencia de luz ambiental. Siempre se genera algo de luz en la habitación al proyectar una imagen, lo que aumenta el nivel de luz ambiental y, por consiguiente, contribuye a la degradación de la calidad de la imagen. Este efecto puede atenuarse decorando la habitación con colores oscuros. La situación real en una habitación difiere de las relaciones de contraste anunciadas por los fabricantes de proyectores, quienes registran los niveles de luz con el proyector en negro/blanco puro, para obtener las relaciones de contraste más altas posibles.

Los fabricantes de pantallas para cine en casa han intentado solucionar el problema de la luz ambiental mediante la introducción de superficies que reflejan una mayor cantidad de luz hacia la fuente de iluminación. La lógica detrás de este enfoque radica en colocar la fuente de imagen cerca del público, de modo que este pueda percibir el aumento de la luz reflejada en la pantalla.

Las pantallas planas altamente reflectantes suelen presentar puntos brillantes, donde una parte de la pantalla parece mucho más luminosa que el resto. Esto se debe a la alta direccionalidad (efecto espejo) de dichas pantallas. Las pantallas con alta ganancia también tienen un ángulo de visión útil más reducido , ya que la cantidad de luz reflejada disminuye rápidamente a medida que el espectador se aleja de la pantalla. Debido a este efecto, estas pantallas también son menos vulnerables a la luz ambiental que proviene de los laterales.

Un intento relativamente reciente de mejorar la calidad de imagen percibida es la introducción de pantallas grises, que ofrecen tonos más oscuros que sus contrapartes blancas. Una pantalla gris mate no presenta 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 con una apariencia más oscura. Una pantalla más oscura (gris) refleja menos luz, tanto la del proyector como la ambiental. Esto disminuye la luminancia (brillo) tanto de la imagen proyectada como de la luz ambiental, de modo que, si bien 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 se acerca más al negro real. Por ello, muchos fabricantes de pantallas denominan acertadamente a sus pantallas grises modelos de "alto contraste".

Si bien una pantalla de proyección no puede mejorar el nivel de contraste de un proyector, sí puede potenciar el contraste percibido .

En una sala de visualización 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 la superficie de la pantalla es grande en comparación con la del entorno, la contribución de la pantalla a la luz ambiental puede predominar y el efecto de las superficies de la sala que no son la pantalla 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 para reducir el efecto degradante de las interreflexiones cuando se muestran imágenes del sol simultáneamente con imágenes de objetos menos brillantes.

Las pantallas grises están diseñadas para funcionar con fuentes de imagen potentes que produzcan niveles de luminosidad adecuados, de modo que las zonas blancas de la imagen sigan apareciendo 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 señales visuales del entorno sugieran dicha interpretación. Por lo tanto, una pantalla gris puede ofrecer una imagen brillante casi con la misma eficacia, o bien, no lograrlo en otras circunstancias.

En comparación con una pantalla blanca, una pantalla gris refleja menos luz hacia la habitación y también menos luz proveniente de ella, lo que la hace más eficaz para gestionar la luz del proyector. La luz ambiental proveniente de otras fuentes puede llegar al ojo inmediatamente después de reflejarse en la superficie de la pantalla, sin ofrecer ninguna ventaja sobre una pantalla blanca de alta ganancia en términos de relación de contraste. Por lo tanto, la mejora potencial de una pantalla gris se aprecia mejor en una habitación oscura, donde la única luz es la del proyector.

En parte gracias a su popularidad, la tecnología de pantallas grises ha mejorado enormemente en los últimos años. Actualmente, las pantallas grises están disponibles en varios niveles de ganancia y escala de grises.

Se afirma que ciertas pantallas reflejan selectivamente las longitudes de onda estrechas de la luz del proyector, mientras absorben otras longitudes de onda en el espectro óptico . Sony fabrica una pantalla ^{[ 6 ]} que aparece gris con luz ambiental normal y está diseñada para reducir el efecto de la luz ambiental. ^{[ 7 ]} Se supone que funciona absorbiendo preferentemente la luz ambiental de colores no utilizados por el proyector, mientras que refleja preferentemente los colores rojo, verde y azul que utiliza el proyector. ^{[ 8 ]} No se ha demostrado la existencia de una pantalla verdaderamente selectiva de color. Dai Nippon Printing (DNP) y Screen Innovations han presentado una pantalla que mejora el contraste, basada en finas capas de lamas negras en lugar de propiedades de reflexión selectiva 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 coinciden. Desde un punto de vista óptico, la pantalla no es necesaria para que se forme la imagen; más bien, se utiliza para hacerla visible.

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