Un proyector de transparencias (a menudo abreviado como OHP ), al igual que un proyector de películas o diapositivas , utiliza luz para proyectar una imagen ampliada en una pantalla , lo que permite compartir la vista de un documento o imagen pequeños con una audiencia grande.
En el retroproyector, la fuente de la imagen es una hoja de película de plástico transparente del tamaño de una página (también conocida como "láminas de visualización", "láminas" o " transparencias ") con la imagen que se va a proyectar impresa o escrita a mano/dibujada. Estas láminas transparentes se colocan sobre la placa de vidrio del proyector, que tiene una fuente de luz debajo y un espejo de proyección y un conjunto de lentes encima (de ahí el nombre de "transparencia"). Se usaban ampliamente en la educación y los negocios antes de la llegada de los proyectores de video .
Un retroproyector funciona según el mismo principio que un proyector de diapositivas , en el que una lente de enfoque proyecta luz desde una diapositiva iluminada sobre una pantalla de proyección donde se forma una imagen real . Sin embargo, se requieren algunas diferencias debido al tamaño mucho mayor de las transparencias utilizadas (generalmente el tamaño de una página impresa) y al requisito de que la transparencia se coloque boca arriba (y sea legible para el presentador). Para este último propósito, el proyector incluye un espejo justo antes o después de la lente de enfoque para plegar el sistema óptico hacia la horizontal. Ese espejo también logra una inversión de la imagen para que la imagen proyectada sobre la pantalla corresponda a la de la diapositiva tal como la ve el presentador mirándola hacia abajo, en lugar de una imagen reflejada de la misma. Por lo tanto, la transparencia se coloca boca arriba (hacia el espejo y la lente de enfoque), en contraste con un proyector de diapositivas de 35 mm o un proyector de películas (que carecen de dicho espejo) donde la imagen de la diapositiva no está invertida en el lado opuesto a la lente de enfoque.
Una invención relacionada con la ampliación de imágenes transparentes es la cámara solar. El proyector opaco, o episcopio, es un dispositivo que muestra materiales opacos al proyectar una lámpara brillante sobre el objeto desde arriba. El episcopio debe distinguirse del diascopio , que es un proyector utilizado para proyectar imágenes de objetos transparentes (como películas o diapositivas), y del epidiascopio , que es capaz de proyectar imágenes tanto de objetos opacos como transparentes.
Como la lente de enfoque (normalmente de menos de 10 cm [3,9 pulgadas] de diámetro) es mucho más pequeña que la transparencia, el condensador óptico que ilumina la transparencia desempeña un papel crucial. [1] Como esto requiere una lente óptica grande (al menos del tamaño de la transparencia) pero puede ser de mala calidad óptica (ya que la nitidez de la imagen no depende de ella), se utiliza una lente de Fresnel . La lente de Fresnel está ubicada en (o es parte de) la placa de vidrio sobre la que se coloca la transparencia y sirve para redirigir la mayor parte de la luz que la golpea en un cono convergente hacia la lente de enfoque. [2] Sin un condensador de este tipo en ese punto, la mayor parte de la luz no llegaría a la lente de enfoque (o de lo contrario, la lente de enfoque tendría que ser muy grande y prohibitivamente cara). Además, los espejos u otros elementos de condensación debajo de la lente de Fresnel sirven para aumentar la parte de la salida de la bombilla que llega a la lente de Fresnel en primer lugar. Para proporcionar suficiente luz en la pantalla, se utiliza una bombilla de alta intensidad que a menudo requiere refrigeración por ventilador .
Los retroproyectores suelen incluir un mecanismo de enfoque manual que sube y baja la posición de la lente de enfoque (incluido el espejo plegable) para ajustar la distancia del objeto (distancia óptica entre la diapositiva y la lente) para enfocar a la distancia de la imagen elegida (distancia a la pantalla de proyección) dada la longitud focal fija de la lente de enfoque. Esto permite una variedad de distancias de proyección.
Aumentar (o disminuir) la distancia de proyección aumenta (o disminuye) la ampliación del sistema de enfoque para adaptarse a la pantalla de proyección en uso (o, a veces, simplemente para adaptarse a la configuración de la sala). Aumentar la distancia de proyección también significa que la misma cantidad de luz se distribuye sobre una pantalla más grande, lo que da como resultado una imagen más oscura. Con un cambio en la distancia de proyección, el enfoque debe reajustarse para obtener una imagen nítida. Sin embargo, la óptica de condensación (lente Fresnel) está optimizada para una posición vertical particular de la lente, correspondiente a una distancia de proyección. Por lo tanto, cuando se enfoca para una distancia de proyección muy diferente, parte del cono de luz proyectado por la lente Fresnel hacia la lente de enfoque no llega a esa lente. Esto tiene el mayor efecto hacia los bordes externos de la imagen proyectada, de modo que, por lo general, se ven franjas azules o marrones en el borde de la pantalla cuando el enfoque está hacia un extremo. El uso del proyector cerca de su distancia de proyección recomendada permite una posición de enfoque donde esto se evita y la intensidad en toda la pantalla es aproximadamente uniforme.
La tecnología de la lámpara de un retroproyector suele ser muy sencilla en comparación con la de un proyector de vídeo LCD o DLP moderno . La mayoría de los retroproyectores utilizan una lámpara halógena de potencia extremadamente alta que puede consumir hasta 750 o 1000 vatios. [3] Se necesita un ventilador de alto flujo para evitar que la bombilla se derrita debido al calor generado, y este ventilador suele tener un temporizador que lo mantiene en funcionamiento durante un período después de que se apaga la luz.
Además, el calor intenso acelera el fallo de la lámpara de alta intensidad, que a menudo se quema en menos de 100 horas, lo que requiere reemplazo, que suele ser la parte más cara de tener un proyector. [4] Por el contrario, un proyector LCD o DLP moderno a menudo utiliza una lámpara de rendimiento ultra alto que tiene una mayor eficacia luminosa y dura miles de horas. [5] Una desventaja de esa tecnología es el tiempo de calentamiento requerido para tales lámparas.
Los proyectores de acetatos más antiguos utilizaban una bombilla de cuarzo tubular que se montaba sobre un reflector pulido en forma de cuenco. Sin embargo, como la lámpara estaba suspendida por encima y fuera del reflector, se proyectaba una gran cantidad de luz hacia los lados del interior del cuerpo del proyector que se desperdiciaba, por lo que se necesitaba una lámpara de mayor potencia para iluminar la pantalla lo suficiente. Los proyectores de acetatos más modernos utilizan un conjunto de lámpara y reflector cónico integrados, lo que permite ubicar la lámpara en lo profundo del reflector y enviar una mayor parte de su luz hacia la lente Fresnel; esto permite utilizar una lámpara de menor potencia para la misma iluminación de la pantalla.
Una innovación útil para los retroproyectores con lámparas/reflectores integrados es el control de doble lámpara de cambio rápido, que permite instalar dos lámparas en el proyector en casquillos móviles. Si una lámpara falla durante una presentación, el presentador puede simplemente mover una palanca para colocar la de repuesto en su posición y continuar con la presentación, sin necesidad de abrir la unidad de proyección o esperar a que la bombilla defectuosa se enfríe antes de reemplazarla.
Algunos proyectores antiguos, como la linterna mágica, pueden considerarse predecesores del retroproyector. El espejo esteganográfico es posiblemente el que más se acerca a la forma de uso del retroproyector.
El libro Ars Magna Lucis et Umbrae de 1645 del erudito jesuita alemán Athanasius Kircher incluía una descripción de su invento, el "espejo esteganográfico": un sistema de proyección primitivo con una lente de enfoque y texto o imágenes pintadas en un espejo cóncavo que reflejaba la luz del sol, principalmente destinado a la comunicación a larga distancia. [6] En 1654, el matemático jesuita belga André Tacquet utilizó la técnica de Kircher para mostrar el viaje de China a Bélgica del misionero jesuita italiano Martino Martini . [7] Se desconoce exactamente cómo utilizó Tacquet el sistema de Kircher, pero se imagina [¿ por quién? ] que dibujó imágenes en el espejo proyector mientras se explicaban los detalles del viaje.
El "microscopio solar" fue empleado en los primeros experimentos fotográficos con nitrato de plata fotosensible por Thomas Wedgwood y Humphry Davy para realizar las primeras, pero impermanentes, ampliaciones de objetos diminutos. [8] [9]
El físico francés Edmond Becquerel desarrolló el primer aparato de retroproyección conocido en 1853. Fue demostrado por el fabricante de instrumentos e inventor francés Jules Duboscq en 1866. [10] [11]
Posteriormente, en 1857, el pintor de Baltimore David Acheson Woodward patentó una cámara solar ampliadora , un instrumento de gran tamaño que funcionaba al aire libre. Utilizaba la luz del sol y lentes de copia para realizar ampliaciones a partir de un pequeño negativo sobre un papel o lienzo de gran tamaño sensibilizado fotográficamente. [11] Los retratistas lo consideraron una bendición, ya que les sirvió de guía para realizar retratos precisos que luego pintarían al óleo, acuarela o pastel sobre la ampliación, a menudo a tamaño natural. [12]
Un retroproyector diseñado por el científico estadounidense Henry Morton se comercializó alrededor de 1880 como una "linterna vertical". [13]
El uso de láminas transparentes para retroproyecciones, llamadas viewfoils o viewgraphs, se desarrolló en gran medida en los Estados Unidos. Los retroproyectores se introdujeron en el entrenamiento militar estadounidense durante la Segunda Guerra Mundial ya en 1940 y rápidamente fueron adoptados por los educadores terciarios, [14] y en el transcurso de la década se estaban utilizando en corporaciones. [15] Después de la guerra se utilizaron en escuelas como la Academia Militar de EE. UU . [13] La revista Higher Education de abril de 1952 señaló;
La reciente adaptación del plástico a la fabricación de lentes condensadoras ha permitido un rediseño revolucionario de un proyector para demostraciones de conferencias, ahora conocido comúnmente como retroproyector. La lente de plástico liviana y plana hace posible el uso de una gran abertura horizontal en el escenario. Esto, junto con una lente de gran ángulo y un reflector superior, dirige la luz verticalmente hacia arriba a través del escenario. A continuación, se refleja horizontalmente en la pantalla. Esta disposición óptica proporciona al instructor una serie de ventajas, entre las que se encuentran: el proyector puede colocarse frente a la clase; la luz brillante permite una excelente visibilidad de la pantalla sin oscurecer la sala; el instructor puede colocar imágenes transparentes en el escenario horizontal o diagramar improvisadamente en él sin apartarse de su clase. El interés temprano en el uso de la proyección "vertical" para demostrar fenómenos científicos se evidencia en la publicación de un artículo sobre este tema en 1940. Las limitaciones anteriores en peso y tamaño de la abertura se han superado mediante la sustitución del condensador de vidrio más pesado por plástico. Por lo tanto, se pueden utilizar transparencias (diapositivas) de hasta 10 x 10 pulgadas de tamaño. Como instrumento de demostración y exposición de conferencias, el retroproyector está destinado a ganar popularidad entre los profesores universitarios, ya que facilita que el profesor domine las ventajas psicológicas de la presentación visual sin sacrificar su identidad como instructor y líder de la clase. Otra ventaja de este medio visual reside en su adaptabilidad al uso de imágenes transparentes preparadas localmente... [16]
Junto con el desarrollo del proyector de transparencias ligero y mejorado por parte de la Marina de los EE. UU. se produjo la adaptación del proceso de impresión en seco Ozalid , desarrollado en Alemania en 1923, para copiar documentos de capacitación e ilustraciones en transparencias de proyección, un proceso lo suficientemente simple para ser llevado a cabo en el campo y que aseguraba la uniformidad del material instructivo utilizado. [17] [18] [19] [20]
Los primeros proyectores se utilizaron para el trabajo policial con un rollo de celofán sobre un escenario de 9 pulgadas, lo que permitía proyectar características faciales por todo el escenario. [ cita requerida ]
A medida que crecía la demanda de proyectores, se fundó Buhl Industries en 1953, y se convirtió en el principal contribuyente estadounidense de varios refinamientos ópticos para el retroproyector y su lente de proyección. [ cita requerida ]
Los retroproyectores comenzaron a usarse ampliamente en escuelas y empresas a fines de la década de 1950 y principios de la de 1960, [21] junto con los proyectores de diapositivas de carrusel desarrollados contemporáneamente con una bandeja montada horizontalmente fabricados por Kodak . [22]
A finales de los años 50, Roger Appeldorn, de 3M, fue desafiado por su jefe para que encontrara un uso para las transparencias que eran el desperdicio de su proceso de copia en color. Appeldorn desarrolló un proceso para la proyección de hojas transparentes que dio lugar a la primera película de transparencia comercializable de 3M. La base del Comando Aéreo Estratégico en Omaha fue uno de los primeros grandes clientes, utilizando alrededor de 20.000 hojas al mes. 3M decidió entonces desarrollar su propio proyector de transparencias en lugar del que habían estado vendiendo hasta entonces, que era producido por un fabricante externo. Fueron necesarios varios prototipos antes de que se pudiera presentar una versión económica, pequeña y plegable el 15 de enero de 1962. Tenía una nueva lente Fresnel hecha con un plástico de superficie estructurada, mucho mejor que otras lentes de plástico y mucho más barata que el vidrio. [23] En 1957, el primer programa de Ayuda Federal a la Educación de los Estados Unidos estimuló las ventas de transparencias, que se mantuvieron altas hasta finales de los años 90 y en el siglo XXI. [24]
Los retroproyectores se utilizaban ampliamente en la educación y los negocios antes de la llegada de la proyección basada en computadora. [25] [26]
El retroproyector facilita un entorno interactivo sencillo y de bajo coste para los docentes. Los materiales didácticos se pueden imprimir previamente en hojas de plástico, sobre las que el docente puede escribir directamente utilizando un rotulador de color no permanente y lavable. Esto ahorra tiempo, ya que la transparencia se puede imprimir previamente y utilizar repetidamente, en lugar de tener que escribir los materiales manualmente antes de cada clase.
El proyector se coloca normalmente a una altura cómoda para que el docente pueda escribir y le permite estar de frente a la clase, lo que facilita una mejor comunicación entre los estudiantes y el docente. Las funciones de ampliación del proyector permiten al docente escribir en una letra pequeña y cómoda en una posición de escritura natural en lugar de escribir en una letra demasiado grande en una pizarra y tener que mantener constantemente el brazo extendido en el aire para escribir en la pizarra.
Cuando la hoja transparente está llena de material escrito o dibujado, se puede reemplazar fácilmente por una hoja nueva con más material preimpreso, ahorrando así tiempo de clase en comparación con el pizarrón, que tendría que borrarse y el docente tendría que volver a escribir el material didáctico. Después de la clase, las transparencias se pueden restaurar fácilmente a su estado original sin usar lavándolas con agua y jabón.
A principios de los años 1980 y 1990, se utilizaban retroproyectores como parte de un sistema de proyección/visualización de ordenadores en el aula. Se colocaba un panel de cristal líquido montado en un marco de plástico sobre el retroproyector y se conectaba a la salida de vídeo del ordenador, a menudo separando la salida normal del monitor. Un ventilador de refrigeración situado en el marco del panel LCD soplaba aire frío sobre la pantalla para evitar el sobrecalentamiento que empañaba la imagen.
Los primeros paneles LCD eran monocromáticos y podían mostrar una salida de video NTSC , como la de una computadora Apple II o una videograbadora . A fines de la década de 1980, aparecieron modelos en color, capaces de mostrar "miles" de colores (color de 16 bits), para las computadoras Macintosh y VGA en color . Las pantallas nunca se actualizaban o refrescaban particularmente rápido, lo que resultaba en imágenes borrosas que se movían rápidamente, pero era aceptable cuando no había nada más disponible.
La comunidad de aficionados al bricolaje ha comenzado a utilizar esta idea para fabricar proyectores de cine en casa de bajo coste. Al retirar la carcasa y el conjunto de retroiluminación de un monitor LCD común, se puede utilizar la pantalla LCD expuesta junto con el retroproyector para proyectar el contenido de la pantalla LCD en la pared a un coste mucho menor que con los proyectores LCD estándar. Debido a la duplicación de la imagen en el cabezal del retroproyector, la imagen en la pared se "reinvierte" hasta el punto en el que estaría si uno mirara la pantalla LCD normalmente.
Los retroproyectores alguna vez fueron un elemento común en la mayoría de las aulas y salas de conferencias de negocios en los Estados Unidos, pero en la década de 2000 fueron reemplazados lentamente por cámaras de documentos , sistemas de proyección de computadora dedicados y pizarras interactivas . [27] [21] Estos sistemas permiten al presentador proyectar directamente desde una aplicación como Microsoft PowerPoint o LibreOffice , y las presentaciones pueden incluir animaciones, componentes interactivos y videoclips. La calidad de imagen de estos sistemas es generalmente mejor que la de un retroproyector. Se elimina la necesidad de imprimir o fotocopiar transparencias en color.
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