Kompendium der Mediengestaltung für Digital- und Printmedien (X.media.press) [2., überarb. u. erw. Aufl.] 9783540435587, 3540435581, 354066274X

Dieses Kompendium bietet eine umfassende Einführung in das komplexe Feld der modernen Medienproduktion. Es behandelt ver

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BookmarkTitle:......Page 1
Gliederung......Page 2
Farbmodelle......Page 3
Wahrnehmungsorientierte Farbmodelle......Page 4
Wahrnehmungsorientierte Farbmodelle......Page 5
Physikalisch-technische Farbmodelle......Page 6
Physikalisch-technische Farbmodelle......Page 7
Eigenschaften und Aufbau eines Bildes......Page 8
Eigenschaften und Aufbau eines Bildes......Page 9
Speicherbedarf und Bildauflösung......Page 10
Auflösung digitaler Bilder......Page 11
Bildauflösung bei Geräten......Page 12
Scanner-Technologien......Page 13
Scan-Prinzipien......Page 14
Scan-Prinzipien......Page 15
Bildsensoren......Page 16
CCD-Funktionsweise......Page 17
CCD- und CMOS-Prinzip......Page 18
CCD- und CMOS-Prinzip......Page 19
Vergleich von Bildsensoren......Page 20
Technologien für Digitale Fotoapparate......Page 21
Technologien für Digitale Fotoapparate......Page 22
Technologien für Digitale Fotoapparate......Page 23
Monitor- bzw. Display-Systeme......Page 24
Farbmonitore, CRT-Technologie......Page 25
Farbmonitore, CRT-Technologie......Page 26
Kenngrößen von Monitoren, CRT-Technologie......Page 27
Kenngrößen von Monitoren, CRT-Technologie......Page 28
Flachbildschirme......Page 29
Flachbildschirme......Page 30
Flachbildschirme......Page 31
Flachbildschirme......Page 32
Flachbildschirme......Page 33
Drucker-Technologien......Page 34
Tintenstrahldrucker......Page 35
Tintenstrahldrucker......Page 36
Dithering-Verfahren......Page 37
Dithering-Verfahren......Page 38
Dithering-Verfahren......Page 39
Laserdrucker......Page 40
Laserdrucker......Page 41
Thermodrucker......Page 42
Thermodrucker......Page 43
Thermodrucker......Page 44
Projektionstechniken......Page 45
Projektionstechniken: Röhren......Page 46
Projektionstechniken: LCD......Page 47
Projektionstechniken: DLP......Page 48
Projektionstechniken: DLP......Page 49
Projektionstechniken: Laser-Technik......Page 50
Projektionstechniken: 3D Anwendungen......Page 51
Literatur......Page 52
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Kompendium der Mediengestaltung für Digital- und Printmedien (X.media.press)  [2., überarb. u. erw. Aufl.]
 9783540435587, 3540435581, 354066274X

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Pr o f . D r. Klau s M eiß n er , Dipl.-In f or m . R. Dach selt Tec h n isc h e Univer sit ät D resd en Fak u lt ät In f o r m at ik Leh r st u h l f ü r M u lt im ed iat ec h n ik

Studiengang M edieninformatik, Vorlesungen vom 30.10. und 6.11.2002

(aktualisiert: 30.10.2002)

Glied er u n g

! Eigenschaften digitaler Bilder " Farbbeschreibungsmodelle " Bildaufbau und Bildeigenschaften

! Technologien und Geräte zur Bilderfassung " Scanner: Bildscanner, Diascanner " Digitalkameras

! Technologien und Geräte zur Bildpräsentation " CRT und Flachbildmonitore " Drucker-Technologien " Projektionstechniken

! Literatur

© Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Farbmodelle, Bildaufbau, Scanner, Kamera, M onitore, Drucker, Projektoren, Literatur

Far b m o d elle

! Farbw ertbeschreibung nach verschiedenen Farbmodellen " Farbmodelle spezifisch, begrenzt kompatibel/konvertierbar, für Präsentationstechniken optimiert " Von CIE (Commission Internationale de L'Eclairage) 1931 standardisierter Farbraum: Chromatizitätsdiagramm aller durch M enschen w ahrnehmbaren Farben

! W ahrnehmungsorientierte Farbmodelle " HSB-M odell: Hue (Farbton), Saturation (Sättigung), Brightness (Helligkeit) " HLS-M odell: Hue, Lightness (Helligkeit), Saturation " LCH-M odell: Lightness, Chroma (Farbigkeit/Sättigung), Hue CIE-Skala mit RGB-Farbraum

! Physikalisch-technische Farbmodelle " Additives Farbmischverfahren: RGB – M odell (Rot Grün Blau) – Aktiv erzeugte Farben durch M ischung von 3 Primärfarben, z.B. M onitore, Projektoren

" Subtraktives Farbmischverfahren: CM Y(K)- M odell (Cyan M agenta Yellow (BlacK)) – Beruht auf Absorptionsfähigkeit von Druckfarben oder Filterscheiben – Farbeindruck entsteht durch Reflexion von Licht, z.B. bei Druckern, Plottern

" RGB- / CM YK-W erte: keine Farben, sondern Parameter eines Ausgabeprozesses © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Wah r n eh m u n g so r ien t ier t e Far b m o d elle

! LCH-M odell " Farben geordnet nach den Attributen L = Lightness (Helligkeit) C = Chroma (Farbigkeit/Sättigung) H = Hue (Farbton) " Farben gleicher Sättigung bilden Ringe " So w ie der M ensch unterschiedliche Spektren als gleichen Farbeindruck w ahrnimmt, können diese gleiche LCH-W erte ergeben " LCH-Farbraum beschreibt die Farbw ahrnehmung, unabhängig w ie Farbe erzeugt w urde " LCH kommt ohne Grundfarben # es können die Unterschiede zw ischen Grundfarben verschieden Ursprungs beschrieben w erden © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

Grauachse

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Wah r n eh m u n g so r ien t ier t e Far b m o d elle

! L* a* b-Farbraum " Variante des LCH-Farbraums " Am häufigsten eingesetztes System, um Farben zu klassifizieren und zu messen – 1931er CIE-Norm zur Farbmessung 1976 verbessert

" L* a* b-Farben sind geräteunabhängig " L* a* b-Farben w erden beschrieben durch – L = Helligkeit (lightness) – a = Rot/Grün Farbkoordinate – b = Gelb/Blau Farbkoordinate

" Das M odell umfasst größten Farbraum, kann alle Farben sow ohl des RGB- als auch des CM YK-M odells darstellen © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

LCH

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Ph y sik alisc h -t ec h n isc h e Far b m o d elle

! RGB – M odell: Grundfarben: Rot, Grün und Blau " Farben durch M ischung (additiv) der Grundfarben erzeugt " Benötigt eine Lichtquelle, z.B. bei M onitoren, Fernsehern " Farbton eines Pixels w ird durch Helligkeit bestimmt (volle Stärke = w eiß) " Durch M ischen von Rot und Grün entsteht Gelb, aus Grün und Blau w ird Cyan und aus Rot und Blau entsteht M agenta " Anw endung: M onitor = Überlagerung der „aktiv leuchtenden“ Grundfarben (Leuchtschirms) " Vorteil: Leuchtende Farben " Nachteil: Nicht alle Farbtöne des RGB-M odells lassen sich in das in der Drucktechnik gebräuchliche CM YK-M odell umw andeln © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Ph y sik alisc h -t ec h n isc h e Far b m o d elle

! CM Y(K)- M odell (Cyan M agenta Yellow (BlacK)) " Beruht auf Absorption von Druckfarben (Filter) " Durch vollständige Absorption der Spektren von Cyan ("Hellblau"), M agenta ("Rotviolett") und Yellow ("Gelb") entsteht Schw arz " Da M ischschw arz beim Druck teuer ist und dicke Farbschichten erzeugt, w ird bei Druckmaschinen die schw arze Farbe (K) hinzugenommen. " 3D-Einheitsw ürfel:

© Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Eig en sc h af t en u n d A u f b au ein es Bild es

! Digitales Bild: Sequenz von Pixeln " x * y Pixel (x Pixel/Zeile * y Zeilen), je Pixel ein Farbw ert mit b bit codiert (Farbtiefe) " Farbw ert ∈ Farbraum # n Farbebenen (Bsp. RGB= 3) " Jede Farbebene c i besteht aus x i * y i Bildpunkten, die mit bi bit codiert sind # Farbtiefe kann pro Farbebene unterschiedlich sein

1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 0 1 1

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Y

1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0

X Pixelanzahl

! Größe von Bilddateien

0 1 1 1 1 1 1 1

Farbtiefe in bit

n

" Bildgröße (in Byte) = x* y* b = ∑ x i * y i * bi i= 1

" Beispiel 1: RGB (M onitor) true color (pro Farbebene 8 bit # 24 bit/Pixel), 1024 x 768 Pixel – n= 3 x 1,2,3 = 1024, y 1,2,3 = 768 b1,2,3 = 8 bit – # Bildgröße = 2.359.296 Byte = 2,25 M B © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Farbmodelle, Bildaufbau, Scanner, Kamera, M onitore, Drucker, Projektoren, Literatur

Eig en sc h af t en u n d A u f b au ein es Bild es

" Beispiel 2: YUV (TV), Abtastung 4:2:2, Auflösung 1024 x 768, true color – x* y Pixel für Y-Ebene + jew eils ½ x* y für U- und V-Ebene – n= 3 x 1 = 1024, x 2,3 = 512, y 1,2,3 = 768 b1,2,3 = 8 bit = 1 Byte # Bildgröße = 2* x* y* b = 1.572.864 Byte = 1,5 M B

" Ein Bild von 1600 x 1200 ergibt: RGB = 5,49 M Byte, YUV = 3,66 M byte ! Bildqualität " Bildqualität = f ( Pixel- und Farbanzahl ) " Speicherbedarf = f ( Pixel- und Farbanzahl )

Beispiel2: Y-Kanal (A) und U,V-Kanäle (B,C)

Farbtiefe / Farbanzahl 1 bit 2 bit 4 bit 8 bit

2 4 16 256

Farbtiefe / Farbanzahl 16 bit 24 bit 30 bit 32 bit

65.536 16,7 Mio* 1073 Mio* *True Color

" Subjektive Bildqualität = f ( Gestaltung, Bildbearbeitung ) " Optimum gesucht: Speicher $ Qualität © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Sp eic h er b ed ar f u n d Bild au f lö su n g

! Speicherbedarf: Funktion (Pixelanzahl, Farbtiefe, Dateiformat) " Dateigröße w ächst linear mit der Bildgröße (Anzahl der Pixel) " Die Dateigröße w ächst linear mit der Farbtiefe (Anzahl der Farben) " Die Dateigröße ist abhängig vom Dateiformat, Bildformat und Kompressionsverfahren (GIF, PNG, JPEG, Fraktale, W avelet): schw er kalkulierbar

! Kenngrößen Bildauflösung " Pixel: Bildpunkt beschrieben durch einen Farbw ert " ppi = Pixels per inch: Auflösung von Bildern in Bildpunkten " dpi = Dots per inch: beschreibt i.a. die Auflösung von Bildern auf (Tintenstrahl-) Druckern " spi = Samples per inch: Auflösung von Scannern, i.a. identisch mit ppi. Beispiel: 6 inch mit 100 spi = 600 ppi © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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A u f lö su n g d ig it aler Bild er

! Bildauflösung bestimmt durch Peripherie-Eigenschaften Gedruckte Bilder

Bildschirmdarstellungen

Bildgröße w ird gemessen in

Zoll (Inches,“) o. cm (2,54) Pixel

Skalierung der Bildgröße auf

Papiergröße (B x L)

Pixelauflösung (x * y Pixel)

Bildpunkte abgebildet auf

Raster bestehend aus Array von Druckpunkten

Ein Bildpunkt w ird auf einen Bildschirm-Pixel abgebildet

Farbw ertdarstellung

Dithering

Pro Pixel ein Farbw ert, z.B. RGB

! Bildschirmauflösung " unterschiedlich: 640 x 480 (VGA), 1024x768 (XVGA) bis 1600 x 1200 (hier) " Bilder je nach M onitorauflösung unterschiedlich groß dargestellt z.B. Bild m. 500 Pixel Breite auf 15“ M onitor bei 72 ppi: – Bei 640 x 480 Breite = 23,8125 cm – Bei 1600 x 1200 Breite = 9,525 cm © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Bild au f lö su n g b ei Ger ät en

! Bildauflösung und Farbraum bei bildbestimmten Peripheriegeräten " M onitore: typisch 72 dpi (ppi), z.B. aber auch – 21“ CRT: 1.600 x 1.200, 90 Hz, 4:3 # 0,28 mm Punktabst. bzw . 95 ppi – 15“ TFT: 1600 x 1200, 16 M io. Farben # 0,2 mm bzw . 133 ppi

" Farbdrucker – Laser: 1200 dpi (10.000 Dioden), spezielle Rasterverfahren 2400 dpi – Tintenstrahldrucker: 1400 dpi

" Digitalkamera: z.B. Canon Pow erShot G2 – 2.272 x 1.704 Bildpunkte zu 24 bpp extern (30 intern) = 13,845 M Byte – 1/1,8" CCD (Bildsensor), 4 M esspunkte pro Farbpunkt # ca. 1100 ppi

" Scanner – Diascanner: 2.048 x 3.072 Pixel, 35 mm-Film # 3000 ppi, 48 bit – Flachbettscanner: 2400 x 4800 spi, Farbt. 48 bit, M ehrfach-CCDs © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Sc an n er -Tec h n o lo g ien

! Flachbettscanner ! Handscanner ! Einzugsscanner bzw . Durchzugsscanner ! Filmscanner (für Dia- und Negativvorlagen) ! Trommelscanner

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Sc an -Pr in zip ien

! Flachbettscanner " Die Vorlage w ird zeilenw eise abgetastet " Lichtquelle: Leuchtstofflampe, die jew eils einen Streifen der Vorlage beleuchtet " Reflektiertes bzw . durchgelassene Licht w ird von Photodioden-Zeile auf Silizium-Chip (CCDSensor mit Farbfiltern für Rot, Grün, Blau) erfasst " Abhängig von der Lichtmenge w erden durch CCD-Zeile pro Pixel Spannungsw erte erzeugt " Auflösungen: 400 bis 2.400 dpi und mehr, typisch 600 x 1.200 dpi. 600 dpi erreicht CCDZeile, 1.200 dpi durch den Transport der CCD, d.h. Vorschubeinrichtung für 1.200 Schritte pro Zoll " Datentiefe 10-14 oder sogar 16 bit pro Farbe " Starre Vorlagen möglich; Nachteile Streulicht, Geschw . © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Sc an -Pr in zip ien

! Trommelscanner " Vorlage auf rotierende (1800 U/min) Trommel gespannt, be- oder durchleuchtet und spiralförmig einmal abgetastet (single-pass-scanner) " Lichtquelle: gebündelter Halogen-Lichtstrahl " Licht über Farbfilter auf Farbkanäle Rot, Grün, Blau " Signale in Photo M ultiplier Tubes (PM T): anstelle von CCD-Sensoren hochempfindliche Photoverstärker " PM T: luftleere Glaskolben, Stirnseite als Lichtfenster ausgebildet. Licht fällt auf eine Fotokathode, die bei auftreffendem Licht Elektronen abgibt, die durch Dynoden verstärkt w erden [3] " Vorteile: hohe Geschw indigkeit, Empfindlichkeit, Auflösung, geringes Rauschen " Nachteile: nur flache, flexible Vorlagen, exakte Vorlagenjustage nötig © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Bild sen so r en

! Lichtsensoren " Zahl der Sensoren/Zeile = max. Zahl Pixel über Vorlagenbreite " Flachbildscanner: CCD oder CM OS Sensoren " Trommelscanner: Photomultiplier (PM T) " Können nur die Helligkeit bzw . Intensität des Lichtes erfassen " Farbinformationen w erden über Farbfilter moduliert bzw . erfasst

! CCD (charged coupled devices =

ladungsgekoppeltes Bauelement)

" gute Bildqualität, hohe Auflösung, aber externe Ansteuerung " spezieller Herstellungsprozess (27 Schritte!), daher recht teuer

! CM OS (Complementary M etal Oxide Semiconductor=

paarw eise komplementär zueinander angeordnete und verschaltete Feldeffekttransistoren)

" Integration von Sensor-Array und Ansteuerung möglich (Fotodioden+ Elektronik) " Direkte Pixel-Adressierung, aber bisher schlechtere Auflösung / Qualität als CCD © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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CCD -Fu n k t io n sw eise

! CCD-Technik [2] " Ausgangspunkt: Fotoeffekt (Basis von Fotodioden), Licht (Photonen, 400 – 1100 nm) setzt im Si Valenzelektronen in Leitungsband frei " Trifft Licht auf Feldeffekttransistor (M OS-FET), w ird abhängig

NM OS

von W ellenlänge (λ) Photon reflektiert, absorbiert/durchgelassen – λ < 400 nm: w erden an Polysiliziumschicht (rot) reflektiert – λ > 700 nm: durchdringen, ohne Ladungen zu erzeugen – Dazw ischen: lösen je nach λ unterschiedlich hohe Ladungen aus

" CCD Zeile = Sequenz voneinander isolierter Fotodioden – Elektronen, die durch Licht im Si entstehen, w erden in einem Ladungspool gesammelt – So erzeugte Ladungspaket w erden dann in ein Schieberegister geladen, sequenziell ausgelesen und verstärkt © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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CCD - u n d CM OS-Pr in zip

! Zw eidimensionale CCDs " M atrix voneinander isolierter Fotodioden " Ladungen w erden Schritt für Schritt zeilenw eise und parallel ausgelesen # keine Einzelansteuerung

! CM OS –Bildsensoren " Vorteil gegenüber CCD: AD-W andlung + Vielzahl von Verarbeitungsschritten auf Chip auszuführen – Timing, Bildkontrolle, Verschlussautomatik, Taktung, W eißabgleich, erste Bildverarbeitungsschritte – Architektur ähnelt mehr RAM - als Bilderfassungs-Chip ein Pixel

c) 4 Pixeleinheiten, P=Bereich d. Lichtaufnahme T = Logik

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CCD - u n d CM OS-Pr in zip

! Eigenschaften von Fotodioden " M ikrolinse über jedem Bildpunkt erhöhen die Lichtausbeute " Farbfilter (rot, grün, blau) auf den Fotodioden legen die Farbkomponenten des Pixels fest. " Es gibt 2 x so viele grüne w ie rote bzw . blaue Pixel, da das menschliche Auge für grünes Licht am empfindlichsten ist " Aktive Pixel Sensoren (APS): nur 30% (bis 80%) der Fläche einer Zelle ist lichtempfindlich # Apertur bzw . Füllfaktor beträgt 30% # sinkende Lichtempfindlichkeit " Problem „Fixed Pattern Noise“ (FPN): durch unterschiedliche Ladungsverstärkung der Pixel

! Full-Frame-CCD-Architektur " Pixelfeld hat keine Blindbereiche, 100% Lichtausbeute " Auflösungen ≈1024 x 1024, bis zu 6 M egapixel Pixelgröße: 7 bis 24 µm © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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V er g leic h v o n Bild sen so r en

! CCD / CM OS Vergleich " W indow ing: Fähigkeit, nur einen Teil des Bildes auszulesen. CM OS-Chips können Bildpunkte einzeln adressieren " Antiblooming: M öglichkeit, lokale Überbelichtungen abzuführen, ohne den Rest des Bildes dabei zu beeinflussen.

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Tec h n o lo g ien f ü r D ig it ale Fo t o ap p ar at e

! Digitale Kameras für normale Anw endungen " CCD Auflösungen: 5 M ega Pixel, max. 2560 x 1920 Punkte " maximale Verschlusszeit: 1/4000 bis 60 Sekunden " Speichermedium: Smart M edia Cards: 16 M B - 128 M Byte – Compact Flash Ultra Type I: 128 M B, 256 M B oder 512 M Byte – IBM M icrodrive: 1 GByte ≈ 350 JPEG-Bilder, 1704x2272 Pixel oder > 2000 bei 1024x768

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Tec h n o lo g ien f ü r D ig it ale Fo t o ap p ar at e

! Spektrale Empfindlichkeit " Analoge Filme: Spektrale Sensibilität ist w eitgehend konstant über den Spektralbereich " CCDs sind praktisch blind bez. ultravioletter Strahlung, zeigen eine extreme Sensibilität für Rot, bis zum benachbarten Infrarot – Kann z.T. durch digitale Filter kompensiert w erden – CDD Sensibilität hängt vom Aufbau des Bildsensors ab, w ird in vom Film bekannten ISO-W erten angegeben, variiert von M odell zu M odell, 25 - 1600 ISO – Hohe ISO-W erte können zu elektronischen Rauschen führen # Qualitätsverlust

! Auflösung von Filmen und CCDs " Farbdiapositiv, 100 ASA, normaler Kontrast von 1:32 ≈ 1000 Bildpunkte/cm; = 2540 dpi, bei 24x 36 mm Größe entspricht das 8,64 M io. Bildpunkten " Aktuelle CCDs haben eine Auflösung von ≈ 5 M io. Bildpunkten © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Tec h n o lo g ien f ü r D ig it ale Fo t o ap p ar at e

! Anschlussmöglichkeiten digitaler Kameras " Kabelgebundene Übertragung – Universal Serial Bus (USB) – Firew ire- und SCSI-Schnittstellen – Serielle Standard-Schnittstelle – Docking-Stationen

" Drahtlose Verbindung – Infrarot-Übertragung (IrDA) – Funkübertragung mit Bluetooth – Anschluss an ein M obiltelefon

" Speicherkarten-Adapter für Computer-Laufw erke " Lesegeräte für Speichermedien " Peripheriegeräte mit eigenem Karten-Steckplatz © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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M o n it o r - b zw . D isp lay -Sy st em e

! Kathodenstrahlröhren: CRT-Technologie " Delta-, Inline- und Trinitron-Schattenmaske

! Flachbildschirme " Passive Displays (LCD) " Aktive-M atrix Displays (TFT) " Plasma Bildschirme

© Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Farbmodelle, Bildaufbau, Scanner, Kamera, M onitore, Drucker, Projektoren, Literatur

Far b m o n it o r e, CRT-Tec h n o lo g ie

! Kathodenstrahlröhre: Braunsche Röhre " Nachleuchtende Schicht: Fluoreszenz + Phosphoreszenz – R: Europium yttrium vanadate, G: zinc cadmium sulfide, B: zinc sulfide

" Beschuss mit Elektronen: – Glühw endel (Langsame e-) – Steuergitter (negativ) – Fokussierung – Ablenkung: elektrostatisch (schnelle Änderung, Oszilloskop) oder elektromagnetisch (bessere Fokussierung, Graphik) – Beschleunigung (~ 20 KV)

" M aske " M öglichst flache Präsentationsfläche © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Farbmodelle, Bildaufbau, Scanner, Kamera, M onitore, Drucker, Projektoren, Literatur

Far b m o n it o r e, CRT-Tec h n o lo g ie

! Loch-Schattenmaske

Pitchabstand < 0.28 mm

" Pro Grundfarbe ein Elektronenstrahl " Abbildung der M aske auf Leuchtschicht – Farbmuster im „Phosphor“ – Elektronenschatten: Dunkles Bild

! Schlitz-/Streifen-Schattenmaske " Kleinere Farbverfälschungen durch M askenerw ärmung

! Trinitron-M aske (Sony): " Vertikale Drähte: Aperture-Grill " Vorteil: Heller, geringere Elektronenverluste " Nachteil: W ackeln bei Erschütterung, Lösung: 2 horizontale Fäden, schw ach sichtbar © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Ken n g r ößen v o n M o n it o r en , CRT-Tec h n o lo g ie

! Auflösung: Farb-/Intensitätsauflösung, Ortsauflösung, Zeitauflösung ! Intensitäts-Auflösung " Ansteuerung der D/A-W andler: Bits pro Farbkanal " Bildschirm-Gamma: Charakteristik der Elektronenquelle # Gammakorrektur für lineare Übertragung

! Ortsauflösung " Scanlines (Zeilen): Array von Pixel, je Pixel ein roter, grüner und blauer Phosphorpunkt, Abstand zw ischen Pixel = dot pitch (dp) " Beispiel: 19“ M onitor, 0,25 mm Lochabstand, Darstellungsbereich 15,5“ x 11,5“ (39 x 29 cm) # ≈ max. 1600 x 1200 Pixel – horizontaler dp = (15,5 / 1600) x 25,4 = 0,24 mm – vertikaler dp

= (7,125 / 768) x 25,4 = 0,24 mm

" Je kleiner dp, um so schärfer/fokussierter erscheint M onitorbild © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Ken n g r ößen v o n M o n it o r en , CRT-Tec h n o lo g ie

! Horizontale und vertikale Refresh Rate, Flickern " Vertikal / Bildw iederholrate: beschreibt w ie häufig der M onitor, also alle Scanlines pro Sekunde geschrieben w erden, z.B. M ultiscan-M onitore 50 bis160 Hz " Horizontal / Line Rate: Frequenz, mit der Scanline geschrieben w ird, 30 kHz – 96 kHz " Pixelfrequenz: abhängig von Graphikkarte (350 M Hz, GeForce) + M onitorfrequenz " Auge ist empfindlich für vertikale Scan-Frequenzen, niedrige W erte w erden als Flickern empfunden # dunkle Umgebung (Kino) ≈ 50 Hz, Büro ≈ 70 – 85 Hz " Interlaced/Non-interlaced M ode: Für professionelle Anw endungen nur non-interlaced

! Seitenverhältnis " Frame Aspect Ratio (FAR): – Fernsehen: 4:3, HDTV: 16:9, Papier: ~ 3:4, Film (35 mm): 3:2, – Kino (Panavision): 2.35:1 (Schirm), anamorphisch 2:1(Film)

" Pixel Aspect Ratio (PAR): In Graphik fast immer 1:1, Video oft nicht! © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Flach b ild sc h ir m e

! Passive LCD (Liquid Crystal Display) M atrix Display " LCD-Zelle ist bez. Lichtemission passiv, sie beeinflusst Durchlässigkeit der Hintergrundbeleuchtung durch nematische Flüssigkristalle " Durchlässigkeit w ird gesteuert durch elektrische Felder – Flüssigkeit mit stabförmigen M olekülen, die polarisiertes Licht führen können, richten sich unter dem Einfluss eines elektrischen Felds aus – Licht w ird in unpolarisierter Form auf den hinteren Polarisator (Polarizer) gegeben und in eine bestimmte Richtung ausgerichtet (polarisiert) – Bei Spannung erfolgt gerade Ausrichtung der Flüssigkristalle, die Polarisationsebene des Lichtes w ird nicht gedreht – Ohne Spannung erfolgt Drehung, das polarisierte Licht kann 2. Polarisationsfilter passieren

" Aufbau des Displays © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Flach b ild sc h ir m e

! Aktive M atrix-Displays (TFT, Thin Film Transistor Technique) " Jede LCD-Zelle w ird von einem Dünnfilm-Transistor angesteuert, der die Information der Zelle speichert " Da der Kondensator sich nur langsam entlädt, können schnellere Flüssigkristalle verw endet w erden, # besserer Kontrast, Flimmerfreiheit, kurze Ansprechzeit, geringes Übersprechen " Pro Sub-Pixel w ird 1 Transistor benötigt: XVGA # 1024x768x3= 2359296 Transist. " Herstellung: 9 Prozessschritte in Reinraumumgebung erforderlich + w eitere 4 zur M ontage des Display + 3 zur Komplettierung des Anzeigemoduls # teurer als LCD-Displays © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Flach b ild sc h ir m e

! Aufbau eines TFT-Flachbildschirmes " Licht so gefiltert, dass es in einer Richtung schw ingt " Flüssigkristallschicht: dreht die Polarisationsebene " Farbfilter: Polarisiertes Licht w ird rot, grün oder blau " 2. Filter: nur Licht bestimmter Intensität kann passieren " Jeder Bildpunkt besteht aus 3 sog. Sub-Pixel (RGB) – ein Transistor steuert die Flüssigkristalle eines Sub-Pixel – “Farbe” erzeugt durch Farbfilter über den Farbzellen

" Auflösung: Pixel in horizontaler Richtung (z.B. 1280) x Zahl der Subpixel pro Pixel (i.a. 3) x Linien in vertikaler Richtung (z.B. 1024) # 3840x1024 Farbzellen und Transistoren (≈ 4 M io. Transistoren), 15Zoll-TFT-Display: Punkteabstand: 0,30 mm

© Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Flach b ild sc h ir m e

! Adressierung " Jede Zelle w ird mit 1/(Auflösung) der Bilddarstellungszeit angesteuert, sonst ist sie spannungslos # Trägheit der Flüssigkristalle # Kontrastverluste, Flimmereffekte " Adressierung durch Aktivierung von Zeilen- + Spalten-Leitung – Z.B.: 640 x 480 Pixel, Anzeige der Pixel (255,198) und (340,198) # Aktivierung der Treiber der Spalten 255 + 340 und Zeile 198 – Pro Zeitpunkt ist immer nur ein Treiber einer Zeile angeschaltet. Zeit für Refresh eines Pixels mindestens 1/480 der Refresh-Zeit des Schirms

! Pixelfehler: w erden i.a. aus ökonomischer Sicht akzeptiert " Fällt ein Transistor aus, ist Farbzelle ständig hell oder dunkel " Problem n Fehler an einer Stelle " Helle Sub-Pixel: max. 4 " Dunkle Sub-Pixel: max. 7 © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Flach b ild sc h ir m e

! Plasma Bildschirme (PDP) " System von zw ei mit gitterförmigen Leiterbahnen bedampften Glasplatten, zw ischen denen sich ein aus Argon und Neon bestehendes Gasgemisch befindet " Eine Glasplatte ist an der Innenseite mit einer Phosphorschicht beschichtet, mit 3 Phosphorarten gemäß den Grundfarben " Spannung an den Leiterbahnen bew irkt in den Kreuzungspunkten ein elektrisches Feld, das die Gasatome auf ein höheres Energieniveau heben " Beim Zurückfallen entstehen Lichtquanten " Vorteil: großer Betrachtungsw inkel von 160 Grad

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D r u c k er -Tec h n o lo g ien

! Tintenstrahl-Drucker " Thermische oder Piezo-Tintenstrahl, bis 1200x2400 dpi

! Thermo-Druckverfahren " Fotodrucker, optimiert für private Anw endungen " Thermosublimations-, Thermoautochrom-Technik

! Farblaserdrucker " Lasertechnologie, bis 1200 dpi, Normalund eingeschränkte Fotoqualität

! LED-Verfahren (xerografisch) " W eiterentw icklung der elektrost. Lasertechn.

! Digitaldruckmaschinen © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Tin t en st r ah ld r u c k er

! Tintenstrahl-Technik " Papier w andert schrittw eise durch Drucker " Druckw erk sprüht zeilenw eise u. gleichzeitig alle 4 bis 6 Farben auf das Papier " Bubble-Jet-Verfahren: – Tinte w ird aus Düsen direkt aufs Papier gesprüht – Druck w ird durch Heizelemente aufgebaut # thermisches Tintenstrahlverfahren: ! Heizw erk, " erhitzte Tinte, # bildet eine Blase, $ die Tintentropfen % aus der Kapillardüse drückt

" Piezo-Technik – Druckaufbau mit Piezokristallen, präzise elektrisch gesteuert – Bei Spannung komprimiert der Kristall #Tintensprühstoß. – Negative Spannung: kurzzeitiger Unterdruck in der Kammer, Sprühstoß w ird abrupt unterbrochen, Tinte kann nachfließen – Tröpfchen w erden mit hoher Frequenz aufgebracht © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Tin t en st r ah ld r u c k er

! Fotodruck " Drucker für hochw ertige Farbbildw iedergabe enthalten statt nur 4 (Cyan, M agenta, Gelb, Schw arz) 6 Druckfarben (+ Hellcyan und Hellmagenta für feinere Farbstufung) " Bedingt w egen Dithering eine hohe Auflösung, z.B. 2.400 x 1.200 dpi

! Farberzeugung

Auflösung

" Halbtöne können durch Änderung der Dichte dargestellt w erden, z.B. Thermosublimationsdruck,

Pixeltiefe

" Ziel: Fotorealistische Erzeugung der Farbe eines Pixels aus den Grundfarben des Druckers # Halbtonverfahren oder Dithering

Punktgröße konstant, Farbdic hte variabel

Farbdic hte konstant, Punktgröße variabel

" durch Größenänderung der Punkte bei gleichbleibender Dichte, z.B. hochw ertigen Tintenstrahldruckern (Halbtonsimulation) oder " durch Variation der Zahl der Punkte in einer Rasterzelle bei gleicher Punktgröße, z.B. beim Rasterpunktverfahren der Druckbranche oder Laserdruckern (Dithering) © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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D it h er in g -V er f ah r en

! Halbton-Simulation: Rasterung [4, Lektion 4] " Kontinuierlicher Verlauf ≥ 256 Stufen, sonst Polarisation " Erzeugen einer M atrix von Punkten in Halbtonzelle " Kontrastverhältnis = Anteil Punkte in Halbtonzelle in % " W ie homogen Grautöne w irken, hängt von Punkteverteilung ab " Die Charakteristik von Halbton-Dithering-M ustern beinhaltet Halbton-Screen-Frequenz, Screen-W inkel, Punktform, Punktgröße

! Dithering " Druck hoher Auflösung mit Grundfarben gleicher Dichte " Erzeugung von Halbtönen durch Punkte in Rastermatrix " Rastern: Umsetzung kontinuierlicher Strukturen in ein Punktmuster © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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D it h er in g -V er f ah r en

! Dispersed Dithering " Gleichmäßige Verteilung schw arzer Pkt. Ihre Anordnung in einer Halbtonzelle bestimmt je Grauton den optischen Eindruck.

! Clustered Dithering " Rasterpunkte w erden nicht über Halbtonzelle verstreut, sondern gebündelt, quasi aus der M itte heraus w achsend, erzeugt " Anordnung in M ustern, die für das Auge die bestmögliche Simulation von Punkten unter den denkbaren Kontrastierungen erreichen " Vorteil: Die mit Druckprozess und flüssigen Farbstoff verbundenen Ungenauigkeiten können besser ausgeglichen w erden, führen zu w eniger Halbtonverlusten " Kontrastumfang und Größe der Halbtonzelle w irken gegensätzlich, kann dazu führen, dass Halbtonzellen erkennbar w erden # Anordnung um 45° gedreht © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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D it h er in g -V er f ah r en

! Dispersed Dot Diffusion Dithering " Frequenzmodulierte Pixelverteilung, einzelne Pixel w erden in Abhängigkeit vom Helligkeitsw ert des Ausschnittes gestreut (dispersed) angeordnet " Je dunkler ein Bildelement, um so höher die Streuung " M oiré-Effekte auf Grund sich überlagernder Rasterstrukturen w erden vermieden

! Erzeugen von Farbtönen " Überlagerung von Halbtonzellen, Dispersed und Clustered Dithering " Vermeidung von M oiré-Effekten durch Drehung der Halbtonzellen (M agenta = 45°), unterschiedliche Pixel pro Zelle © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Laser d r u c k er

! Lasertechniken " Elektrostatisches Verfahren, als Druckfarbe w ird Toner (feines Pulver) verw endet " Das auf Druckerauflösung umgerechnete Druckbild w ird per Laserstrahl, rotierenden Ablenkspiegel u. Fokussierlinsen auf die lichtempfindliche Bildtrommel projiziert " Belichteten Stellen auf der Bildtrommel laden sich elektrostatisch auf, ziehen beim Vorbeidrehen an der Kartusche Tonerpartikel an; nicht belichtete Stellen bleiben frei " Trommel druckt Toner dann auf das Papier, w o er durch Druck und Hitze fixiert w ird " ! Laserstrahl, " rotierender Ablenkspiegel, # Belichtungstrommel, $ Tonerkartusche, % Papier, % Papiertrommel, & unbedrucktes Papier, ' Druckergebnis

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Laser d r u c k er

! Farblaser-Techniken " Beim Vierfarbendruck (CM YK-System) sind 4 Rotationen der Belichtungstrommel # und 4 Papierdurchgänge % notw endig, die Kartusche $ dreht sich jew eils um 900 " Die Tonerkartusche (Einbaueinheit) besitzt für jede Grundfarbe eine Tonerkammer

! LED: W eiterentw icklung des Laser-Verfahrens " Belichtung der Bildtrommel erfolgt mit Leuchtdiodenzeile (LED = Light Emitting Diode), die nebeneinander angeordnet die physikalische Druckerauflösung, z.B. 600 dpi, bestimmen " Vorteil: kein aufw endiges Linsensystem, Bauw eise kompakter, Einbau von 4 Druckw erken möglich (Single-Pass-Verfahren) © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Th er m o d r u c k er

! Thermosublimationsdrucker " Farbe w ird durch Hitze vom Farbband in das Papier eingedampft (»sublimiert«). " Das Farbband besteht aus mit den Komponentenfarben beschichteten Trägerfolie " CM Y(K)-Bänder: Jede Grundfarbe bedeckt die Trägerfolie in voller Seitengröße, danach folgt die nächste Farbkomponente. Jede Grundfarbe w ird in einem separaten Durchgang gedruckt. Farbbänder w erden nur 1x verw endet, nicht genutzte Teile sind M üll " Druckkopf enthält pro Bildpunkt ein Heizelement " Über Temperatur w ird M enge der übertragenen Farbe gesteuert, geht in gasförmigen Zustand " Echte Halbtonbilder, gerastert oder gedithert " ! Thermodruckkopf, " Druckpapier, # Farbfolie, $ unbedrucktes Papier, % Druckergebnis, % Rolle mit frischer Folie, & Rolle mit verbrauchter Folie © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Th er m o d r u c k er

! Thermotransferdrucker " Gleicht in vielen Punkten der Thermosublimation. Die Farbe w ird von einem mit W achs beschichteten CM Y(K)-Farbband auf Spezialpapier übertragen. " Gleiche Nachteile: lange Druckzeiten, hohe Verbrauchskosten, großer Verbrauchsmüll " Keine echten Halbtöne, Bilder w erden gerastert, w as die Detailauflösung gegenüber der Thermosublimation und dem ThermoautochromVerfahren sichtbar reduziert " Druck ist leicht an Oberflächenglanz erkennbar

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Th er m o d r u c k er

! Thermoautochrom-Verfahren (Fuji) " Farben w erden nicht von außen auf das Papier aufgetragen, sondern in verschiedenen Schichten des Papiers aktiviert. Im strengen Sinne kein Druckverfahren " Papier besitzt 3 Emulsionsschichten, die sich bei Hitzeeinw irkung färben: je eine für die Farbkomponenten Cyan, M agenta und Gelb. " Jede Farbschichten ist für einen anderen Temperaturbereich empfindlich, deshalb sind 3 Durchgängen notw endig. Durch Bestrahlung mit UV-Licht Fixierung " Vergleichbar mit Fotopapier, das nicht auf Licht sondern auf Hitze reagiert " Farben entstehen auf M olekülbasis, es gibt w eder ein Raster noch Dithering " Auflösung w ird durch die Heizzeilen bestimmt, maximal 300 dpi " Empfindlichkeit der Emulsionsschichten variiert im jew eiligen Temperaturbereich, über Temperaturregelung kann die M enge der aktivierten Farbmoleküle gesteuert w erden. Dadurch ist echte Halbtonw iedergabe möglich. © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Pr o jek t io n st ec h n ik en

! Röhrenprojektoren " Jede Grundfarben (RGB) eine Bildröhre

! LCD-Projektoren " Am w eitesten verbreitete Projektorart

! DLP-Projektoren " Neue „Digital Light Processing“ Technik von Texas Instruments

! Laser Projektoren " Für Großraum-Projektionen

! Anw endung von Projektoren: CAVE © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Pr o jek t io n st ec h n ik en : Rö h r en

! Röhrenprojektoren (aktiv) " Drei Bildröhren, projizieren jew eils ein R-, G- oder B-Bild " Durch additive Farbmischung entsteht ein buntes Bild " Bedingen für Deckungsgleichheit exakt Einstellung # nur für feste Installation geeignet " Vorteile: – Keine Lochmaske und feste Pixeleinteilung, damit sind sehr große Auflösungen möglich – Guter Schw arzw ert, an Stellen w o es dunkel sein soll, ist die Röhre aus – Sehr natürliche Farben, geeignet für große Räume (30 kV Beschl.spannung, 300/500 lm)

" Nachteile: – Sehr groß und schw er, – Einstellung w esentlich komplexer als bei LCD- oder DLP-Projektoren – Kein richtiges W eiß, nachteilig bei Computer-Projektion © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Pr o jek t io n st ec h n ik en : LCD

! LCD-Projektoren (passiv) " Licht-Ventil-Verfahren (Liquid Crystal Light Valve) – Licht w ird über spezielle Spiegel in Rot- Grün und Blauanteile zerlegt und anschließend auf je ein LCD-Display gelenkt – Z.B. w ird blauer Lichtanteil durch ein Display mit B-Bild gelenkt – Prinzip „Licht-Ventil“, nur durchlässig für blaues/rotes/grünes Licht – Einzelbilder (RGB) über Spiegel zum Farbbild zusammengesetzt – Vorteil: sehr hohe Lichtausbeute, z.T. über Röhrenprojektoren – Nachteil: geringe Auflösung gegenüber Overhead-Verfahren

" Overhead-Verfahren – Prinzip eines Overheadprojektors (durchsichtige Folien, w erden durchstrahlt + projiziert) – LCD-Display w ird durchstrahlt, mit Hilfe eines Spiegels umgelenkt und projiziert. Scharfstellung über eine Linse – Vorteil: gegenüber Licht-Ventil-Verfahren hohe Auflösung – Nachteil: geringe Lichtausbeute gegenüber dem Licht-Ventil-Verfahren © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Pr o jek t io n st ec h n ik en : D LP

! DLP-Projektoren (passiv) " Kern: M ikrochip (DM D= Digital M irror Device) mit ≈ 500.000 16 x 16 µm Spiegel " Jeder Spiegel dient der W iedergabe eines Pixels, kann bis zu 1000 mal pro Sekunde durch elektrische Impulse gekippt w erden. " Je Spiegelstellung w ird mehr / w eniger Licht projiziert " Drei Bauarten: 1- / 2- / 3-Chip System " 1-Chip-Systeme: – Optische System besteht aus einer sich drehenden durchsichtigen Farbscheibe, durch die Licht auf den DM D-Chip fällt. – Ist der blaue Bereich der Farbscheibe im Strahlengang, fällt also blaues Licht auf den DM D-Chip, w erden alle Spiegel, die Blau w iedergeben entsprechend gekippt – Intensität durch Häufigkeit der Kippbew egung eingestellt © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Pr o jek t io n st ec h n ik en : D LP

! DLP-Projektoren: 2-Chip-Systeme " Farbrad besitzt nur 2 Farben (M agenta und Gelb) " Nach Farbrad w ird Licht mit Prisma in RGB zerlegt " Das Farbrad lässt rotes Licht immer durch, blaues nur dann, w enn die Lampe gerade den M agentaBereich, grünes nur dann, w enn sie den gelben Teil durchstrahlt " Das rote Licht w ird auf einen DM D-Chip gelenkt, Blau und Grün auf den zw eiten. Die Einzelspiegel bew egen sich w iederum synchron zum Farbrad " Rot w ird also durchgängig w iedergegeben. Dies w ird durch den schw ach ausgebildeten Rotlichtanteil der M etall-Halid-Lampen ausgeglichen " Vorteil: höhere Lichtausbeute " Nachteil: höhere Kosten w egen 2. DM D-Chip © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Pr o jek t io n st ec h n ik en : Laser -Tec h n ik

! Laser Projektoren (LDT Technik, aktiv) " Laser-Projektoren erzeugen immer ein scharfes Bild, auch w enn auf eine Kugel projiziert w ird. Der Projektor kann kilometerw eit von der Leinw and entfernt stehen " Videosignale (PAL, HDTV, XGA) w erden vom Eingangsmodul digitalisiert in ein Farbformat transformiert (Farbe, Helligkeit je Bildpunkt) " Das für die Darstellung des Bildes notw endige Licht w ird vom Festkörperlaser erzeugt " Jew eils ein R-, G- und B-Lichtbündel w ird gemäß Videosignal in der Helligkeit gesteuert und zu einem Lichtstrahl vereinigt " Dieses w ird über Lichtleitfaser zum schw enkbaren Projektionskopf übertragen. " Ablenkspiegel im Projektionskopf schreiben die Bildpunkte zeilenw eise auf die Projektionsfläche © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Pr o jek t io n st ec h n ik en : 3 D A n w en d u n g en

! CAVE: 3D-Projektion im realen Raum " Der Betrachter befindet sich in einem realen Raum (Spatial Immersive Display). Durch synchronisierte Projektionen auf dessen W ände w ird dieser zu beliebigem virtuellen Raum. " Die Bilder w erden über Spiegel auf die Außenw ände der CAVE projiziert " M eist w erden 4 W ände für die Projektion genutzt, es existieren jedoch auch solche mit 5 oder 6. " Ständiges tracking der Position und Blickrichtung des Betrachters und Einbeziehung in die Bildberechnung ist notw endig " Nachteile: hoher Rechenaufw and, Platzbedarf © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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Lit er at u r [0] Böhringer, J.; Bühler, P.; Schlaich, P.; Ziegler, H.-J.: Kompendium der M ediengestaltung für Digital- und Printmedien. Springer Berlin, 2000/2003, ISBN 3540435581 [Vorsicht Fehler!] [1] Color Control GmbH; Lexikon Farbmeßtechnik; http://w w w .colour-control.com/farblex_text.html# M essgeometrie450r [2] Göhring, D.; Digitalkameratechnologien; Seminararbeit 12.08.2002; Universität Berlin; http://w w w .informatik.hu-berlin.de/~ meffert/Seminararbeiten/W eitere/Cmos/Ccd-cmos.pdf [3] Freitag, B.; Thema: Farbe (Scannen – Drucken – Kalibrieren); Universität Passau; SS2000; http://w w w .fmi.uni-passau.de/~ brandlt/uni/Farbe_monitor.pdf [4] Agfa; Digital Fotokurs; http://w w w .agfanet.com/de/cafe/photocourse/digicourse/cont_index.php3 [5] TFT – Displays: HighTech als revolutionärer Zw ischenschritt; http://w w w .hpfsc.de/tft/index.html [6] HCinema; Projektor-Technologien; http://w w w .hcinema.de/menuprojektor.htm [7] Schneider Laser-Technologie AG; Grundprinzip Laser-Display-Technologie; http://w w w .schneider-ag.de/deutsch/laser/technologie/us_grundlagen.html [8] Dave Pape; Electronic Visualization Laboratory (EVL); Universität of Illinois; http://w w w .evl.uic.edu/pape/CAVE/ [9] Homann, J.-P.; Digitales Color-M anagement; Springer; 2000; ISBN 354066274X; Euro 69,95 [10] Schmidt U., Professionelle Videotechnik. Analoge und digitale Grundlagen, Signalformeln, Videoaufnahme, W iedergabe, Speicherung, Signalverarbeitung und Studiotechnik, SpringerVerlag, 2000, Auflage: 2.; ISBN: 3540668543; Euro 89,95 © Prof. Dr. K. M eißner; ‘Einführung in die M ultimediatechnik - 3. Peripheriesysteme für Bildmedien‘’

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