Sviluppo della tecnologia di presentazione laser

Dall'avvento del laser nei primi anni '60, la tecnologia laser si è sviluppata rapidamente ed è ampiamente utilizzata. La presentazione laser è un nuovo sviluppo della tecnologia laser nei settori del divertimento, dell'intrattenimento e del grande schermo. È un nuovo tipo di array fotoelettrico che integra laser, macchine ottiche di precisione, controllo fotoelettrico, elaborazione di immagini e multimedia.

La presentazione laser ha le seguenti caratteristiche:
(1) È un metodo di imaging di proiezione che consente la visualizzazione di schermi di grandi dimensioni.
(2) Colori vivaci con contrasto elevato (100: 1).
(3) effetti speciali Effetto del fascio spaziale ed effetto di interferenza del raggio.
(4) L'effetto laser e il segnale visivo sono digitalizzati e programmati direttamente dal computer; (5) È una modalità grafica vettoriale scritta da "penna laser".

Il sistema di presentazione laser è costituito principalmente da laser, componenti di miscelazione e modulazione del colore, proiettori per scansione laser e controller per computer e componenti multimediali. Sotto il controllo del computer, il raggio laser viene proiettato sullo spazio o sullo schermo attraverso un modulatore di sintesi del colore e uno scanner laser per dimostrare vari effetti speciali del raggio spaziale, incredibili immagini grafiche statiche, dinamiche e tridimensionali. Il programma e le rappresentazioni visive delle prestazioni sono progettate da software per computer secondo i requisiti dell'utente.

1. Puntatori laser

I puntatori laser sono un componente chiave dei sistemi di presentazione laser. Il laser utilizzato dipende dalle dimensioni dell'applicazione, dalla luminosità ambientale e dall'effetto colore della presentazione. Può essere diviso in bassa potenza (<1 W) e alta potenza (1 ~ 30W); monocromatico (rosso o blu, verde) e colore (rosso, verde, blu). Gli attuali puntatori laser a bassa potenza includono laser rossi allo xeno-kripton (potenza <50 mW), ioni argon raffreddati ad aria (blu, verde) o laser a colori a gas di argon-elio (potenza: <1 W). Per i sistemi ad alta potenza, sono stati utilizzati un laser a ioni di argon raffreddato ad acqua (blu, verde) (potenza: 3,5 -30 W) e un laser a colori a gas argon-elio (potenza: 3,5 - 20 W). Negli ultimi anni, il vapore di rame (giallo, verde), che opera a velocità di ripetizione elevate, è stato utilizzato per le prestazioni del raggio laser.

Con lo sviluppo della tecnologia laser, i laser a stato solido pompati a diodi sono il nuovo tesoro della presentazione laser. Produce laser rossi, verdi e blu attraverso tecniche ottiche non lineari (moltiplicatore, somma, ecc.). Rispetto ai laser a gas, i laser a stato solido sono caratterizzati da struttura compatta, basso consumo energetico, alta efficienza, nessun raffreddamento ad acqua e alimentazione a 220 volt. Sono stati commercializzati attuali laser a stato solido verde ad onda continua, come laser a microchip a chip solido (potenza: <100 mW) e laser raddoppiati a frequenza di tutti i solidi ad alta potenza (potenza: <10 W). Tuttavia, ci vorrà del tempo per commercializzare dispositivi laser a stato solido blu e rosso ad onda continua ad alta potenza. Inoltre, i laser rossi a bassa potenza hanno iniziato ad essere utilizzati in semplici presentazioni di arte laser.

2. Scansione laser

Lo scanner laser è costituito da una testa di scansione ottica X-Y, un amplificatore azionato elettronicamente e una lente ottica riflettente. Il segnale fornito dal controller del computer guida la testa di scansione ottica guidando il circuito di amplificazione per controllare la deflessione del raggio laser nel piano X-Y. È simile alla deviazione di un raggio di elettroni in un tubo a raggi catodici, tranne per il fatto che il fotone non è una particella carica e non può essere controllato da un campo magnetico o da un campo elettrico come un raggio di elettroni. Pertanto, una testa di scansione ottica comunemente usata per presentazioni di arte laser è una testa di scansione di tipo galvanometrico. La testa di scansione del galvanometro è divisa in un circuito aperto e un circuito chiuso. Il primo viene spesso utilizzato per semplici presentazioni di raggi laser, mentre il secondo è ampiamente utilizzato per presentazioni di grafica laser. La testa di scansione è caratterizzata da un ampio angolo di deflessione fino a 80 gradi, ma rispetto ad altri tipi di sistemi di deflessione ottica (come specchi poligonali, deflettori acusto-ottici), la sua frequenza di scansione è limitata a causa del tempo di piega e di accelerazione. Nel sistema di presentazione laser, la forma d'onda della scansione ottica è una scansione vettoriale; la velocità di scansione del sistema determina la stabilità del modello laser. Negli ultimi anni sono stati sviluppati scanner ad alta velocità con velocità di scansione fino a 50.000 punti al secondo, consentendo la presentazione di animazioni laser complesse.

Esistono diversi tipi di scanner laser, tipo di piattaforma ottica: proiettore integrato, laser e altri componenti optoelettronici su una piattaforma ottica; tipo separato: trasmissione con cavo in fibra ottica, installazione flessibile; anello aperto: per effetto del fascio spaziale; Circuito chiuso: mostra complessi effetti del raggio spaziale e animazione grafica.

3. Controller di colore laser

Il controller del colore laser viene utilizzato per controllare il colore del laser a colori. Nei sistemi di presentazione laser, il semplice controllo del colore utilizza il cosiddetto "adattamento del colore", che in realtà è un filtro colorato [6]. I tre filtri colorati sono rispettivamente filtrati in tre colori di rosso, verde e blu e, combinando i tre filtri colorati, è possibile produrre sette colori diversi. Questo controller colore può visualizzare un solo colore per ciascun elemento grafico. Un altro metodo di controllo consiste nell'utilizzare tre modulatori acustici per modulare separatamente tre fasci di colore diversi. Questo si chiama metodo RGB. L'ultimo controller laser a colori è un modulatore acustico-ottico multicolore (PCAOM) [2] [5] che può controllare simultaneamente otto diverse lunghezze d'onda laser e visualizzare milioni di colori. Come il controller RGB, può visualizzare diversi colori in un'unica immagine. La sua superiorità è che richiede un solo modulatore, è semplice da installare e ha un flusso luminoso elevato.

4. Controller per computer laser

Il controller del computer laser è l'unità centrale del sistema di presentazione laser per il controllo di scanner laser, sintetizzatori di colore, laser e altre periferiche. Oltre al controllo, un'altra caratteristica importante è la progettazione e la programmazione di presentazioni laser. Il controller più semplice utilizza un chip EPROM per memorizzare le presentazioni laser, principalmente per le prestazioni del raggio laser. L'ultimo controller per computer è un sistema multifunzione industriale basato su computer con quattro canali di uscita grafica XY indipendenti, che possono controllare simultaneamente quattro proiettori di scansione ottica indipendenti, dimostrando rispettivamente programmi laser completamente diversi attraverso lo splitter ottico. Oppure il cavo in fibra ottica può controllare qualsiasi numero di proiettori a scansione. Questo controller ha potenti capacità di programmazione per programmare animazioni laser 2D e 3D.

L'ultimo sistema di presentazione laser non solo controlla lo scanner laser, il modulatore di sintesi del colore, ma ha anche le seguenti funzioni:
(1) La potenza del laser è controllata dall'interfaccia RS232 e il sistema laser si spegne automaticamente quando i parametri operativi del laser (corrente; tensione; flusso d'acqua; temperatura dell'acqua, ecc.) Sono anormali. (2) Quattro modalità di funzionamento: "Presentazione automatica del disco": Scrivi il programma del programma laser show (effetto del raggio e animazione laser) programmato dal computer e il sistema dimostrerà automaticamente il programma laser show memorizzato sul disco digitale. "Scrittura dinamica": inserisci istantaneamente il testo tramite la tastiera di un computer e memorizzalo sul piano musicale. In questo modo, il testo di input viene combinato con il programma di presentazione laser per eseguire in qualsiasi momento. "Controllo interattivo": gli effetti laser e la grafica sono memorizzati sui tasti musicali tramite l'interfaccia MIDI e l'operatore può controllare lo spettacolo laser come preferisci. "Performance di controllo del suono della musica": lo spettacolo laser è sincronizzato con la musica riprodotta, cioè la performance del laser è controllata dall'accento della musica. (3) Sistema multimediale di presentazione laser: il nuovo computer laser è dotato di più interfacce standard: SMPTE, DMX, SCSI, MIDI, ecc. Non solo controlla il sistema di presentazione laser ma controlla anche le sue periferiche come illuminazione / audio, acqua tenda / fontana, proiezione di diapositive, riproduzione video e macchina per film, apparecchiature vocali, cappa / ventilatore, schermo / tenda, ecc. Utilizzando il sistema di orologio del computer laser, può essere attivato e disattivato e combinato con le sue funzioni di controllo per programmare tempistica della presentazione del sistema multimediale laser. (4) Controllo della rete del sistema: installare MODEM. Attraverso la rete di comunicazione, la postazione di lavoro del computer laser del centro di presentazione laser può monitorare a distanza, diagnosticare i guasti e software di presentazione laser dello stato di funzionamento del sistema di presentazione laser sul campo.

Negli ultimi anni, la tecnologia del software di presentazione laser ha fatto grandi progressi. Anche se il software di computer grafica cambia ogni giorno che passa, è un peccato che questi software (come il CAD) non possano essere utilizzati per presentazioni laser. Il motivo è che il raggio non può essere scansionato e controllato con la stessa velocità del fascio di elettroni nel tubo dell'immagine. Inoltre, il punto dell'immagine scannerizzata del laser sullo schermo non può produrre bagliori come lo schermo fluorescente sul tubo dell'immagine; scomparirà all'istante, il che richiede l'uso di nuovi algoritmi informatici per progettare il software di presentazione laser.