Proiettori Intelligenti
Lo Scanner .
Ciò che noi vediamo da uno scanner
in funzione è un fascio di luce che, uscendo dal corpo del proiettore,
viene proiettato contro uno specchio riflettente che, spostandosi avanti
e indietro (Tilt) o a destra e sinistri (Pan), cambia la posizione del fascio
stesso. Se fossimo al posto di chi ordina queste funzioni allo scanner,
potremmo facilmente effettuare le stesse operazioni agendo su di un
potenziometro, schiacciando un pulsante o muovendo un joy-stick. La
prima cosa che balza all'occhio è quindi che tutte le funzioni che
un scanner può effettuare vengono comandate da una centrale che gli
invia dei segnali tramite un "cordone ombelicale" rappresentato da un
cavo. I segnali di comunicazione con uno scanner sono generalmente
di due tipi: analogico (0¸10V) o digitale
(DMX512, RS-232). Brevemente ci soffermeremo su questi sistemi di
comunicazione, dicendo che il DMX512 (come già detto) è un
segnale di tipo "informatico", mentre il più classico ed anziano
0¸10V deve fare capo ad un convertitore che
lo traduca in digitale e lo invii allo scanner. In modo
0¸10V ogni canale corrisponde ad un filo
che ne trasporta i comandi, mentre con la comunicazione seriale bastano 3
conduttori. Prima di curiosare all'interno del corpo del nostro scanner,
se osserviamo attentamente noteremo dietro allo specchio due motori passo
passo che permettono i due movimenti, Pan e Tilt. Il ruolo dei motori
passo passo è fondamentale in uno scanner e, come vedremo, permettono
tutti i movimenti delle varie funzioni.
Motori Passo Passo
A differenza di un normale motore, che gira sempre più forte quanto
maggiore è la potenza fornitagli, il motore passo passo una volta
alimentato non si muove, o meglio lo fa di un piccolo passo. Le componenti
principali di un motore passo passo sono due: la parte ruotante (rotore)
al centro e la parte fissa (statore) all'esterno. Il rotore è
formato da un numero pari di braccia (a forma di stella) alternativamente
positive o negative; lo statore, posizionato attorno al rotore, è
una elettrocalamita che a seconda del senso di passaggio della corrente
diventerà un polo positivo o negativo. Avendo due alimentazioni
separate (braccia pari e braccia dispari), il motore si avvale di due circuiti
che, alimentati singolarmente in corrente continua, permetteranno ad un polo
positivo del rotore di posizionarsi al polo opposto dello statore.
Tale movimento avverrà passo a passo in un senso o nell'altro a seconda
dell'azione svolta sull'alimentazione dei due circuiti. Non si può
parlare quindi di potenza ma di coppia. Ciò che rende questo
tipo di motore un ottimo servitore dei comandi impartitigli da una centralina
è che i due circuiti di cui si avvale usano lo stesso principio di
ragionamento dell'informatica. I motori passo passo più usati
negli scanner possono arrivare ad un massimo di 200 micro passi per giro.
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Il gruppo ottico
E' arrivato il momento di aprire lo scanner e di curiosare all'interno per
capire bene cosa provochi tutte queste funzioni così speciali. Al primo impatto
noteremo una serie di componenti elettromeccaniche ed ottiche inserite fra i
due punti estremi rappresentati da un lato della lampada (o della parabola)
e dall'altro da un obiettivo. E' abbastanza inutile confermare quanto sia importante
il gruppo ottico in un proiettore. Nel caso degli scanner vengono usate componenti
e tecniche di alta qualità al fine di permettere una proiezione ben definita
e potente al tempo stesso. Sulla scelta della lampada e del sistema della divulgazione
della sua luce ci sono due teorie diverse. Premesso che la stragrande maggioranza
degli scanner in circolazione fa uso di lampade a scarica 575 o 1200W a ioduri
metallici (le più diffuse sono le HMI e le MSR), si dibatte spesso sull'efficacia
della lampada con attacco bipolare e parabola riflettente posteriore, piuttosto
di quella con attacco a zoccolo con parabola avvolgente. Nel primo caso, davanti
alla lampada lineare vengono poste due lenti condensatrici trattate con vernici
speciali (coating), che resistono all'alta temperatura e permettono di ottenere
uno "spot" molto uniforme e potente. A causa della struttura poco avvolgente
della parabola, le controindicazioni di questa soluzione sono quelle di perdere
una parte del fascio sui lati, nonché un'altra piccola percentuale che viene
assorbita dal condensatore. Nel secondo caso, con un attacco a zoccolo bispina
e lampada inserita in una parabola avvolgente, si sfrutta al massimo il flusso
di luce, ma è molto difficile ottenere una messa a fuoco uniforme. Il fascio
di luce, dopo aver infranto le lenti condensatrici ed oltrepassato una serie
di "ostacoli" debitamente frapposti per ottenere gli effetti speciali, terminerà
il suo cammino nel corpo del proiettore passando attraverso un obiettivo per
la messa a fuoco (manuale e meccanica) che ne determinerà l'apertura dell'angolo
di proiezione a seconda della natura delle lenti che lo compongono. Ultima parte
del gruppo ottico è lo specchio esterno, che sovente viene trattato con vernici
speciali ad alta riflessione.
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Gli effetti speciali
Come dicevamo, fra la lampada e l'obiettivo vengono inseriti un numero non
ben definito di ruote, lamelle, filtri ed altro ancora che permettono di
proiettare figure, colori, forme cangianti e rotanti: sono gli effetti
speciali. Più ne conterà e più sarà di
prestigio il nostro scanner.
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I gobo
Per una ragione ottica di messa a fuoco, la prima ruota dopo la lampada è
solitamente quella dei gobo. Trattasi di dischetti in metallo o in vetro per
alte temperature che riportano disegni e figure. Montati su una ruota fissata
sull'asse di un motore passo passo, e posizionati al centro del fascio di luce,
permettono la proiezione di ciò che rappresentano (nomi, disegni, logo, ecc.).
Se la ruota non resta fissa su un gobo ma si lascia girare a diverse velocità,
si otterrà la proiezione di tutte le immagini presenti sulla ruota ed un effetto
del fascio proiettato nell'aria che cambia in continuazione la sua forma e dimensione.
Gli scanner più "attrezzati" dispongono di gobo rotanti nei due sensi a velocità
variabile, che consentono di ottenere il duplice effetto immagine/movimento.
Negli scanner più sofisticati e professionali si fa uso anche di gobo dicroici,
che sono realizzati con la tecnica dei filtri colorati, su cui vengono impresse
le immagini. In questo caso avremo la combinazione immagine/colore/movimento,
molto utile per la proiezione specifica, ad esempio di un logo famoso che deve
essere riproposto con i colori che lo contraddistinguono. La maggior parte dei
gobo sono intercambiabili (sia i metallici che i dicroici) grazie ad un montaggio
sulla ruota con sistemi differenti a seconda del produttore. Si potrà quindi
usufruire di centinaia di soluzioni diverse e non eccessivamente costose per
cambiare a piacere le proiezioni. La presenza di più ruote gobo permette altresì
di effettuare la sovrapposizione di immagini che arricchiranno notevolmente
i giochi di luce.
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I filtri dicroici
Montati su una ruota simile a quella dei gobo, i filtri dicroici forniscono
i colori al fascio luminoso dello scanner che, dopo aver passato i gobo
attraverserà questi vetri colorati. Ma cos'è in definitiva
un filtro dicroico? Vediamo di spiegarlo in poche parole. Il
filtro dicroico ha una tecnologia molto particolare. Essa consiste
nel porre sul vetro, tramite evaporazione sotto vuoto, una pellicola trasparente
molto sottile di natura diversa da quello dello specchio. In tal modo
si assisterà ad un fenomeno ottico di iridazione colorata di tinte
vive e pure. Il filtro dicroico non opera per semplice "colorazione":
la luce che lo attraversa viene infatti parzialmente respinta e quella che
lo attraversa assume la colorazione. E' per questo motivo che se si
osserva un filtro dicroico questo sembra, su una superficie, essere
specchiato. L'introduzione di questi elementi è stata necessaria
a causa della temperatura molto elevata a cui arriva la luce prodotta dalle
lampade a scarica. Le gelatine classiche infatti non sono in grado
di resistere a queste temperature, mentre il filtro dicroico è in
grado di arrivare a 400°C. Una ruota colore può contenere
4 o 5 colori di diametro fino a 5 cm. Su prodotti di categoria inferiore
si usano anche 10/12 colori di diametro molto piccolo. Ovviamente maggiore
è il diametro del filtro, maggiore è la luce emessa dal
proiettore. Non esiste una distanza precisa e fissa dalla fonte di
luce alla quale collocare la ruota colori, però è sempre
consigliabile sfruttare il più possibile un fascio stretto, per far
sì che questo attraversi il più possibile il filtro ed il più
possibile perpendicolarmente per avere omogeneità di proiezione.
La ruota dei filtri dicroici, come quella dei gobo, può posizionarsi
con precisione su un colore, oppure porsi a cavallo di due colori adiacenti
per creare raggi bicolore, oppure ruotare continuamente a velocità
variabile per ottenere l'effetto rainbow (arcobaleno). Sono disponibili
anche filtri multicolore, per ottenere ancora più effetti
possibili. Come ultima considerazione possiamo ricordare quanto sia
importante trovare il giusto equilibrio fra la temperatura di colore della
lampada ed i filtri dicroici. Infatti i colori più densi o "duri"
(ad esempio il rosso o il blu scuro) non saranno mai molto luminosi, mentre
dosando la potenza della lampada si potranno ottenere tinte pastello chiaro
molto buone.
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I prismi
Da alcuni anni, non moltissimi in verità, sono stati introdotti
tra gli effetti speciali degli scanner anche i prismi (fissi o rotanti).
Si tratta di lenti di vetro molto grosse e pesanti, sfaccettate in varie
forme, che permettono al fascio di luce di moltiplicare l'immagine
proiettata. Ne esistono di classici e curiosi, anche se i più
diffusi ed utilizzati sono quelli a 3, 4, 6, 8 sfaccettature, in grado di
offrire la moltiplicazione dell'immagine pari al numero di sfaccettature.
Se, per esempio, stiamo proiettando un cerchio, inserendo il prisma a 4 facce
otterremo 4 cerchi che copriranno una superficie maggiore di quella di un
singolo cerchio. Il prisma a 9 facce, ad esempio, sovrapposto al 4
facce rotante permette di ottenere uno straordinario effetto tridimensionale
dell'immagine. Abbiamo introdotto, con quest'esempio, il discorso dei
prismi rotanti, per i quali vale la pena spendere alcune parole. Come
per i gobi rotanti, questo tipo di tecnica è italiana. Il principio
è lo stesso dei gobo, a parte il peso delle lenti, ma l'intuizione
è che se si fornisce una rotazione supplementare a un immagine già
in movimento si potranno ottenere effetti tridimensionali di altissima
qualità. Uno scanner che porta 8 gobos rotanti sovrapponibili,
76 colori, 3 prismi di cui 2 rotanti, quante soluzioni sono a disposizione
per creare un light show? Risposta: circa 6.000, o meglio, tutto ciò
che vi passa per la testa.
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Altri effetti
Continuando a parlare di effetti, troveremo un'altra ruota molto leggera
con filtri particolari: sono i filtri di conversione della temperatura di
colore. L'uso dei filtri di conversione permette di ottenere
colori più "caldi" o più "freddi". Nel primo caso si
usa il filtro a 3.200°K, nel secondo caso quello a 5.600°K.
In genere su questa ruota sono anche montati il filtro UV ed un filtro
di tipo frost, che permette di diffondere il fascio luminoso creando "nebbie"
di colore molto suggestive. Il filtro UV permette di ottenere la classica
"luce Wood" o "luce nera". Il dimmer, sui proiettori con lampada a
scarica, è costituito da più lamelle che chiudono la luce.
La paletta dell'otturatore è spesso utilizzata per ottenere
anche l'effetto strobo a velocità variabili, anche sincronizzate
con la musica. Il diaframma (iris) permette di variare la
circonferenza del fascio emesso fino a ridurla ad un punto. La messa
a fuoco, elettronica o manuale, è indispensabile specialmente negli
scanner più ricchi di effetti.
Gli apparecchi a "testa mobile".
Pur offrendo prestazioni illuminotecniche simili a quelle degli scanner
(regolazione continua e strobo, colorazione, sagomatura, variazioni di ampiezza
del fascio e altri effetti) hanno la prerogativa di una maggiore
orientabilità del fascio, oltre alla silenziosità di
funzionamento. Ciò che si sposta, infatti, per dinamicizzare
i fasci luminosi, non è uno specchio incernierato, bensì tutto
il corpo dell'apparecchio contenente la sorgente luminosa e tutte le componenti
ottico meccaniche. L'orientabilità dei modelli più recenti
è di 540°pan (movimenti rotatori intorno all'asse verticale)
e 306°tilt (movimenti rotatori intorno all'asse orizzontale), con step
(passi) molto piccoli, rispettivamente di 0.013° e di 0.007°, valori
che fanno capire come sia possibile un orientamento estremamente accurato
e preciso. E' chiaro che questi illuminatori, grazie alla potenza della
lampada montata, inviano luce a distanze notevoli e quindi anche una piccola
frazione di grado ha la sua importanza nel puntamento del fascio. Questi
valori attinenti all'orientabilità permettono di inviare il fascio
praticamente in qualsiasi direzione. Si consideri poi che sussiste
la massima libertà nel posizionare la base dei proiettori (con la
testa mobile rivolta verso il basso, verso l'alto o in diagonale), su un
piano di ancoraggio orizzontale oppure obliquo. Da notare, per quanto
riguarda la rumorosità, che il tipo a testa mobile non contiene la
ventola di raffreddamento come accade nello scanner; per questa ragione
l'apparecchio è più silenziosa, una caratteristica molto apprezzata
in teatro, sui set televisivi e cinematografici. Per la dispersione
del calore generato dalla lampada ( le potenze in genere sono elevate, dai
575W ai 1200W) il corpo del proiettore è fornito di particolari componenti
di raffreddamento (corpi in materiali speciali, alettature, forature, fessure,
ecc.) che conferiscono ad alcuni modelli una forma dai connotati inediti.
Ma vediamo quali sono le ragioni fondamentali alla base del successo di mercato
di questi tipo di apparecchi che rientrano nella famiglia dei proiettori
"intelligenti". Cominciamo con l'analizzare in che cosa essi si
differenziano dai comuni apparecchi proiettori. Nel mondo dello spettacolo
e dell'intrattenimento la luce è usata per creare scenografie, effetti,
atmosfere, ambientazioni adatte ai luoghi, al particolare evento, al personaggio
in scena, al pubblico, spesso protagonista dello spettacolo. Infinite
sono le variabili che concorrono insieme a definire il ruolo della luce.
In generale l'impianto di illuminazione deve fornire una molteplicità
di prestazioni e già il singolo corpo illuminante deve avere la
caratteristica della multi- funzionalità. Il proiettore diventa
uno strumento nelle mani del progettista delle luci, il lighting designer,
deve essere in grado di produrre un'ampia gamma di effetti. Occupiamoci,
dunque, delle più diffuse prestazioni illuminotecniche dei proiettori
a testa mobile. Ovviamente i modelli più sofisticati e di maggior
costo sono quelli che offrono la serie completa delle prestazioni.
Ogni azione del proiettore a testa mobile eseguita dai suoi dispositivi interni,
a cui corrisponde uno specifico effetto luminoso, è governato da una
centralina elettronica, un piccolo cervello elettronico (da cui la definizione
di proiettori "intelligenti"), che permette di ordinarle in una sequenza,
quindi di legare un effetto ad un altro in un certo intervallo temporale,
secondo un programma stabilito dall'operatore. I proiettori più
evoluti hanno numerosi "canali" disponibili (si può arrivare fino
a 18 canali), cioè percorsi, indipendenti l'uno dall'altro, per far
pervenire i segnali di comando ad altrettanti dispositivi attuatori.
Così, per esempio, è possibile cambiare la colorazione di un
fascio luminoso e nello stesso tempo ridurne o incrementarne l'angolo di
apertura. Il programma si compone di una serie di comandi che il light
designer trasmette al proiettore attraverso una consolle di comando collegato
via cavo. Il proiettore riceve ed elabora dei segnali codificati secondo
protocolli standard (i più noti recano le sigle DMX512 e RS232).
Una volta programmato, l'apparecchio è nella condizione di eseguire
la sua sequenza di effetti senza alcuna variazione, in modo esattamente identico,
per il numero voluto di cicli. L'"intelligenza" del proiettore sta
nel percepire delle istruzioni e nell'eseguirle fedelmente. Le istruzioni
sono memorizzate, questo significa che ad ogni replica dello spettacolo le
sequenze si riproducono in modo assolutamente identico, senza alcun intervento
da parte dell'operatore. Vediamo ora quali sono le "manipolazioni"
della luce di ordinaria gestione. La quantità di luce che esce
dall'apparecchio è graduata da un dispositivo che è chiamato
"dimmer". Si tratta di un dispositivo di tipo meccanico, azionato
cioè da un motore a micropassi, costituito da un sistema di lamelle
metalliche che opera come una barriera più o meno penetrabile da parte
dei raggi luminosi. In questo modo si riesce a regolare la luce in
modo continuo, con una buona uniformità del flusso all'interno del
fascio, da 0% fino al 100%, della quantità di luce erogata dalla lampada,
che pertanto rimane costantemente accesa. Le sorgenti luminose utilizzate
sono del tipo a scarica in alta pressione, a vapori di alogenuri
metallici. E' l'unica lampada di piccole dimensioni, con emissione
vicina al modello puntiforme, che è in grado oggi di fornire grandi
quantità di flusso luminoso con produzione residua di radiazioni
infrarosse (le emissioni termiche) abbastanza contenuta. Ricordiamo
che il calore, in un apparecchio dal corpo completamente chiuso, è
il fattore da controllare per mantenere l'integrità e il buon
funzionamento delle parti ottiche, elettroniche e meccaniche. La
movimentazione rapida delle lamelle produce l'effetto stroboscopico.
In genere l'effetto è anch'esso regolabile in termini di numero di
lampi, o flash di luce, per ogni secondo. In genere si va da 1 a 7
flash al secondo. Il colore è l'anima di ogni effetto
scenografico. I proiettori a testa mobile adottano il sistema di generare
colori per sintesi sottrattiva, vale a dire collocando uno davanti all'altro
tre filtri dicroici, ciascuno di un colore fondamentale: ciano, magenta e
giallo (in inglese Cyan, Magent, Yellow, da cui 'acronimo CMY per descrivere
il sistema). Sovrapponendo i filtri in sequenza è possibile
ottenere già una grande varietà di colori, ma è possibile
incrementarla con l'aggiunta in sequenza lineare di altri filtri
colorati. Dal punto di vista strettamente ottico il proiettore
intelligente funziona sul principio del classico proiettore per
diapositive. La luce erogata dalla sorgente viene riflessa da uno specchio
a calotta sferica, oppure elissoidale, verso un sistema di lenti che funge
da condensatore ottico e successivamente focalizzata da un obiettivo.
Le caratteristiche ottiche dell'obiettivo determinano l'apertura del fascio
luminoso. Un eventuale dispositivo ottico, zoom permette di modificare
l'apertura del fascio. Nel treno ottico si inserisce tutto il complesso
degli accessori ottici che gestiscono gli effetti: dimmer meccanico, filtri
fissi e intercambiabili, gobos intercambiabili e rotanti, prismi intercambiabili
e rotanti. I gobos sono delle piccole piastrine semi-schermanti che
servono a proiettare figure (immagini, silhouette, forme, marchi, diciture)
sui piani focalizzati che intercettano il fascio luminoso. Il gobos
più elementare è costruito con una semplice mascherina metallica
incisa e intagliata: la forma proiettata gioca sul contrasto tra zone in
luce e in ombra. Modelli più raffinati sono realizzati con vetro
dicroico (gobos monocolore e multicolore), oppure con lastre fotografiche
(gobos con sfumature e alto grado di definizione dell'immagine). La
gamma offerta oggi è molto ampia e le principali case produttrici
dispongono di un servizio per la creazione personalizata di gobos.
Con i gobos si realizza il cosiddetto sistema "grafico" del proiettore.
Altri elementi da inserire nel treno ottico sono i prismi. Sono costruiti
combinando insieme dei vetri ottici oppure con la lavorazione di una lastra
di vetro. Servono a alterare l'immagine prodotta nell'alone luminoso
proiettato con la sua suddivisione in parti oppure moltiplicando gli elementi
costruttivi. Sia i gobos che i prismi, come è detto, sono
intercambiabili (sempre con il sistema descritto dei comandi a distanza e
della programmazione delle sequenze) e rotanti per un'amplificazione della
gamma degli effetti. In alcuni modelli è previsto il cambio
automatico dell'obiettivo. E' possibile in questo modo modificare
rapidamente l'apertura del fascio. Un ulteriore elemento consente di
delimitare questa apertura. L'elemento si chiama "iris" e funziona
come il diaframma della macchina fotografica, molto utile specialmente nei
proiettori che non dispongono del cambio degli obiettivi. E' possibile
infine impiegare dei filtri "frost", filtri che hanno il compito di sfumare
i contorni del fascio incrementando l'apertura. Sono utilizzati quando
è necessario investire con la luce superfici di ampia estensione.
