Guida tecnica: proiezione widescreen

La tecnologia in breve

Introduzione
I proiettori economici per l’utilizzo aziendale hanno percorso una lunga strada dal loro modesto esordio, quando all’inizio i televisori a proiezione, basati su tubi a raggi catodici (CRT), sono stati  presentati al mercato. Oggi la maggior parte dei proiettori sono basati su una delle tre tecnologie di proiezione: display a cristalli liquidi (LCD), a cristalli liquidi su silicio (LCoS) o elaborazione digitale della luce (DLP®). I CRT non sono spariti, ora vengono utilizzati in rare applicazioni verticali e specializzate.

In passato, quando i proiettori CRT erano l’unica opzione a prezzi accessibili, vi era, tra l’altro, un solo formato da scegliere – 4:3, che è stato anche il formato della televisione analogica. Oggi, questo aspect ratio (il rapporto tra larghezza e altezza del display) è stato raggiunto da una serie di soluzioni widescreen in un confuso assortimento di formati pixel. Attualmente la scelta di un proiettore è molto più difficile di quanto non lo sia stato un tempo.

Questo brief sulla tecnologia descrive le soluzioni di formato e pixel su schermo panoramico oggi disponibili e come scegliere il miglior formato per la propria applicazione.

Breve storia del rapporto di formato widescreen
Tutto è cominciato con gli schermi cinematografici. Fin dai primi anni ‘50 l’aspect ratio standard delle immagini in movimento era di circa 1.37:1, che è solo leggermente più largo che alto. Quello della televisione, novità di quel periodo, era un quasi identico 4:3 (circa 1.33:1).

Questa situazione non durò a lungo. Gli studios di Hollywood introdussero presto nuovi formati dei film, concepiti per creare un’esperienza che non poteva essere goduta a casa. Quello che tutti avevano in comune era che i loro fotogrammi erano tutti significativamente più larghi che alti. Questi nuovi rapporti di formato "widescreen" variavano da 1.66:1 a 2.76:1. Col tempo, le immagini in movimento si sono stabilizzate sulle due proporzioni oggi utilizzate quasi esclusivamente: 1.85:1 e 2.39:1 (spesso specificato come 2.35:1). La prima è nota come "flat", mentre la seconda è popolarmente chiamata "scope". (Immagine 1).

[Immagine 1. Tipico aspect ratio dei film comparato alla televisione analogica.]

La televisione ha conservato il suo aspect ratio di 4:3 in gran parte del mondo, fino all’avvento della televisione ad alta definizione (HDTV). Nel tentativo di adeguare i film in formato widescreen, così come i programmi televisivi, la HDTV ha un aspect ratio di 16:9 (1,78:1 circa), che è a metà strada tra i due estremi. Anche se il materiale in 4:3 è ancora normalmente trasmesso, quasi tutti i televisori attualmente sul mercato sono HDTV 16:9.

L’evoluzione dell’aspect ratio per i proiettori elettronici ed i monitor dei computer è andata in parallelo con quella della televisione. I primi monitor per computer utilizzavano gli stessi tubi catodici originariamente previsti per i televisori, e quindi aveva lo stesso rapporto di 4:3. Anche i primi proiettori erano in 4:3, perché erano stati progettati per la visualizzazione dei programmi televisivi. Quando la HDTV ha iniziato ad apparire in numero significativo ed i materiali in 16:9 divennero prevalenti, proliferarono anche monitor e videoproiettori widescreen. I monitor widescreen (in formato LCD su modulo flat-panel) sono diventati molto più comuni dei monitor in 4:3. I tradizionali proiettori in 4:3 – ora completamente digitali – sono ancora popolari, ma i modelli widescreen stanno rapidamente prendendo piede.

Perchè widescreen?
Quando il widescreen (schermo panoramico) è stato introdotto nel cinema, le produzioni non erano certe che tale concept avrebbe avuto successo. Altre idee innovative, come il 3D, sono state a loro volta provate durante lo stesso periodo di tempo, ma non sono riuscite a catturare il favore del pubblico. (Il 3D al cinema può ancora dimostrare il proprio valore in forma digitale.)
La ragione dello widescreen trova il suo fondamento nella nostra fisiologia. Questo perché i nostri occhi, trovandosi fianco a fianco, ci consentono in generale di vedere meglio sul piano orizzontale che verticale. Un ampio campo di vista sul piano orizzontale era probabilmente un netto vantaggio per i nostri lontani antenati, quando, a caccia di prede, cercavano di evitare pericolosi predatori. Di conseguenza, troviamo più coinvolgenti immagini che riempiono e vanno oltre il nostro campo visivo orizzontale. Noi le riteniamo più interessanti e più stimolanti nell’esercitare i nostri percorsi neurali. Questo vale sia per immagini generate al computer, che contengono dati, sia per immagini in movimento.

Formati comuni in pixel per widescreen
Proiettori e monitor dei computer sono oggi disponibili in tre principali aspect ratio: 4:3, 16:9 e 16:10. Il primo, naturalmente, non è un rapporto widescreen. Il secondo corrisponde esattamente al rapporto di aspetto della HDTV ed il terzo è un po’ più alto della HDTV (assumendo che ci sia la stessa larghezza dell’immagine). Ci sono anche alcuni modelli di proiettori con altre proporzioni, compresi i proiettori cinematografici digitali ed i loro cugini per grandi spazi.

La tabella 1 elenca alcuni dei più comuni formati pixel per proiettori e monitor con associate le proporzioni. La disponibilità di proiettori digitali e monitor a schermo piatto in 16:09 è una conseguenza diretta della transizione alla HDTV per la trasmissione televisiva. Ma da dove arrivano gli altri rapporti widescreen come 16:10, 17:10 e 05:03? Si crede comunemente che essi derivino dalla necessità di fornire spazio ai film in widescreen per la barra delle applicazioni di Windows di Microsoft e / o i controlli necessari per riprodurre il filmato.

I rapporti numerici specifici in uso sono un adattamento del rapporto di aspetto HDTV al comune conteggio dei pixel  nel mondo dei computer. Come si può vedere dalla lettura della tabella 1, i comuni formati in pixel 04:03 sono stati estesi orizzontalmente, mentre quelli in 16:9 HDTV sono stati estesi verticalmente. Si noti che, poiché tutti i formati elencati hanno pixel quadrati, il rapporto espresso in una frazione decimale, può essere calcolato dividendo il numero di pixel orizzontali (H) dal numero di pixel verticali (V).

Benefici dei formati widescreen
Un ampio rapporto di aspetto porta benefici importanti per una serie di applicazioni di proiezione diverse. Uno dei vantaggi per le applicazioni business di tutti i giorni è la possibilità di visualizzare due pagine di un documento standard (formattato per un formato A4 verticale o un foglio 8.5 "x 11 ") fianco a fianco.

[Immagine 2. Il formato 16:9 consente presentazioni aziendali più dettagliate.]

L’aspetto dei documenti formattati offre anche una visualizzazione migliore. Inoltre, i fogli elettronici con molte colonne possono anche beneficiare di più colonne, quelle che possono essere visualizzate su uno schermo più ampio senza la necessità di ridurre la dimensione del carattere.

Un display widescreen ha anche lo spazio per mescolare diversi tipi di contenuti all’interno della stessa immagine per una presentazione più accattivante. Ad esempio, una presentazione PowerPoint può includere i grafici con il testo per i punti principali su cui discutere, senza che il contenuto sia troppo piccolo da leggere (Immagine 2). Come altro esempio, su uno schermo di proiezione in una grande casa di culto le parole di un inno possono apparire accanto ad un video live del coro per condurre la congregazione nel canto.

I proiettori widescreen rappresentano un vantaggio anche per la creazione di display panoramici molto ampi che si formano per sovrapposizione e senza soluzione di continuità con immagini adiacenti edge-blending. Per esempio, un rapporto d’aspetto composito di circa 3.5:1 può essere creato con due soli proiettori da 16:09 invece di tre proiettori 04:03, in ultima analisi, riducendo la complessità dell’impianto ed il numero di regioni che si sovrappongono, rendendo più facile impostare l’esposizione.

I benefici più evidenti dell’utilizzo di un proiettore widescreen si notano durante la visualizzazione di contenuti video, come la programmazione in HDTV e la stragrande maggioranza dei film. Poiché il rapporto di aspetto del contenuto è più simile al display (o corrispondente) i problemi di riproduzione di tali contenuti su uno schermo tradizionale in 4:3 vengono evitati.

In particolare, ci sono due modi per proiettare un’immagine widescreen su uno schermo in 4:3, entrambi due compromessi. L’immagine può occupare tutta altezza dello schermo, nel qual caso una notevole quantità di immagine verrà ritagliata da ogni lato. Oppure l’immagine può essere ridotta di dimensioni per utilizzare l’intera larghezza dello schermo senza ritaglio, nel qual caso le barre nere grandi saranno visibili sopra e sotto. (Immagine 3).

[Immagine 3. Adattare una fonte widescreen al display 4:3.]

Quest’ultimo caso, chiamato letterbox, ha il grave svantaggio di sprecare la luce che illumina i pixel sopra e l’immagine attiva sotto, che sono diventati neri. Ciò può essere evitato utilizzando un obiettivo anamorfico che estende otticamente l’immagine in orizzontale (o lo comprime verticalmente, a seconda del modello), permettendo così all’immagine di essere allungata elettronicamente per occupare più pixel. Tuttavia questo aggiunge costi e complessità nell’installazione.

Un proiettore widescreen, d’altro canto, può mostrare in modalità nativa un filmato widescreen senza ritagli o minimo letterbox o addirittura nullo. Pochissima luce del proiettore viene sprecata, facendo risultare un’immagine più luminosa.

Considerazioni sulle fonti
Il compito di mostrare un film in widescreen illustra l’importanza di abbinare il contenuto di origine con il display. Questo vale ancora di più per dati ed immagini generate da computer.

Le principali preoccupazioni rispetto ai dati sulle immagini sono la leggibilità e la perdita di informazioni. I dati devono essere resi in modo pulito e chiaro, il ritaglio del contenuto deve essere evitato. Raggiungere un buon risultato di solito richiede una corrispondenza uno-a-uno tra i pixel in output del computer ed i pixel sullo schermo. Vale a dire che il display non dovrebbe ridimensionare o scalare l’immagine in alcun modo. La maggior parte dei proiettori e monitor può essere impostata per raggiungere questo obiettivo, ma non tutti.

Dato il requisito di cui sopra, evitare la perdita di dati richiede inoltre che il display contenga almeno il numero di pixel, in verticale o in orizzontale, della fonte che lo sta generando. Dipende dal rapporto di aspetto del display, se è più grande o più piccolo, rispetto a quello della sorgente dell’immagine. Se il display ha un minor numero di pixel, alcuni di questi verranno ritagliati dall’immagine di origine o dovranno essere ridimensionati per occupare un minor numero di pixel. Il downscaling si tradurrà in una perdita di nitidezza.

Queste regole possono essere estese per le applicazioni che scalano il loro output secondo il formato pixel del desktop del computer; con font rendering, per esempio. Le applicazioni come PowerPoint che tendono ad utilizzare i caratteri grandi per la massima leggibilità soffriranno meno di una mancata corrispondenza tra sorgente e display. Le applicazioni che generano disegni complessi e a caratteri piccoli, come i programmi CAD, soffriranno di più.

La Tabella 2 indica i formati pixel di alcune tipiche fonti d’immagini ed i formati widescreen per proiettori che soddisfano i requisiti minimi per una corretta visualizzazione di pixel senza ritagli. Anche i proiettori con formati pixel che superano i requisiti minimi sono ovviamente adeguati.

La definizione standard video del DVD, che è una fonte molto comune, non è riportata nella tabella. Questo perché il formato pixel delle immagini di un DVD – 720 x 480 oppure 720 x 576, il secondo per la compatibilità con lo standard video PAL – è molto più piccolo rispetto agli schermi di oggi che richiedono sempre un up-scaling. Inoltre, i lettori DVD di oggi eseguono normalmente l’up-convert dell’immagine del DVD, prima produrlo in uno dei due formati di alta definizione dei pixel elencati nella tabella, 1280 x 720 (720p) o 1920 x 1080 (1080i o 1080p).

Il Blu-ray DiscTM è una fonte sempre più diffusa di vere (e non up-scaled) immagini 1920 x 1080 ad alta definizione. La presentazione ottimale di queste immagini, che contengono una notevole quantità di dettagli ad alta risoluzione, richiede un display 1920 x 1080 o 1920 x 1200. Tuttavia, un display widescreen con un formato di pixel più piccoli, come un 720 WXGA HD-line, può funzionare in modo sorprendente con il suo scaler interno di alta qualità.

Conclusioni
I rapporti d’aspetto widescreen sono stati creati originariamente per la proiezione di immagini in movimento su pellicola. Tuttavia, poiché integrano la visione umana così bene ora sono comunemente utilizzati anche per la visualizzazione di immagini generate al computer e contenuti video ad alta definizione, quest’ultimo utilizzo include ma non si limita ai film. I rapporti widescreen forniscono un gran numero di prestazioni in una varietà di applicazioni di proiezione, dalle presentazioni in PowerPoint di tutti i giorni alle impressionanti edge-blended, installazioni multi-proiettore. Facendo corrispondere attentamente il formato pixel del proiettore con quello delle fonti da visualizzare, ciò garantirà una migliore qualità dell’immagine ed il massimo impatto.

info: www.christiedigital.com

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