Ontwikkeling van laser presentatie technologie

Sinds de komst van de laser begin jaren zestig heeft de lasertechnologie zich snel ontwikkeld en wordt deze op grote schaal gebruikt. Laserpresentatie is een nieuwe ontwikkeling in lasertechnologie op het gebied van amusement, entertainment en grootbeeldschermen. Het is een nieuw type foto-elektrische array met laser, optische precisie-machine, foto-elektrische besturing, beeldverwerking en multimedia.

De laserpresentatie heeft de volgende kenmerken:
(1) Het is een projectiemethode waarmee grote schermen kunnen worden weergegeven.
(2) Levendige kleuren met hoog contrast (100: 1).
(3) speciale effecten Ruimtelijk bundeleffect en bundelinterferentie-effect.
(4) Lasereffect en visueel signaal worden gedigitaliseerd en direct door de computer geprogrammeerd; (5) Het is een gevectoriseerde grafische modus geschreven door "laserpen".

Het laserpresentatiesysteem bestaat voornamelijk uit lasers, componenten voor het mixen en moduleren van kleuren, laserscanningprojectoren en computercontrollers en multimediacomponenten. Onder besturing van de computer wordt de laserstraal op de ruimte of het scherm geprojecteerd via een kleursynthesemodulator en een laserscanner om verschillende speciale ruimtelijke straaleffecten, ongelooflijke statische, dynamische en driedimensionale grafische afbeeldingen te demonstreren. Het programma en de visuele weergave van de prestaties worden ontworpen door computersoftware volgens de vereisten van de gebruiker.

1. Laserpennen

Laserpointers zijn een belangrijk onderdeel van laserpresentatiesystemen. De gebruikte laser hangt af van de grootte van de toepassing, de omgevingshelderheid en het kleureffect van de presentatie. Het kan worden onderverdeeld in laag vermogen (<1 W) en hoog vermogen (1 ~ 30W); monochroom (rood of blauw, groen) en kleur (rood, groen, blauw). Huidige laserpennen met laag vermogen omvatten rode xenon-krypton-lasers (vermogen <50 mW), luchtgekoelde argonionen (blauw, groen) of argon-heliumgaskleurlasers (vermogen: <1 W). Voor systemen met hoog vermogen werden een watergekoelde argonionen (blauw, groen) laser (vermogen: 3,5 - 30 W) en een argon-heliumgaskleurenlaser (vermogen: 3,5 - 20 W) gebruikt. In de afgelopen jaren is koperdamp (geel, groen), die met hoge herhalingssnelheden werkt, gebruikt voor laserstraalprestaties.

Met de ontwikkeling van lasertechnologie zijn diode-gepompte solid-state lasers de nieuwe lieveling van laserpresentatie. Het produceert rode, groene en blauwe lasers door niet-lineaire optische technieken (vermenigvuldiger, som, enz.). In vergelijking met gaslasers worden alle solid-state lasers gekenmerkt door een compacte structuur, een laag stroomverbruik, een hoog rendement, geen waterkoeling en een voeding van 220 volt. Huidige continu-groene lasers met alle vaste stoffen zijn gecommercialiseerd, zoals solid-chip microchiplasers (vermogen: <100 mW) en hoogvermogen all-solids frequentieverdubbelde lasers (vermogen: <10 W). Het zal echter enige tijd duren om krachtige high-power blauwe en rode all-solid-state laserapparatuur op de markt te brengen. Trouwens, zijn low-power rode lasers begonnen te worden gebruikt in eenvoudige laserkunstpresentaties.

2. Laserscannen

De laserscanner bestaat uit een X-Y optische scankop, een elektronisch aangedreven versterker en een optische reflecterende lens. Het signaal dat door de computerbesturing wordt geleverd, stuurt de optische scankop aan door het versterkingscircuit aan te sturen om de afbuiging van de laserstraal in het X-Y-vlak te regelen. Het is vergelijkbaar met de afwijking van een elektronenstraal in een kathodestraalbuis, behalve dat het foton geen geladen deeltje is en niet kan worden bestuurd door een magnetisch veld of een elektrisch veld zoals een elektronenstraal. Daarom is een optische scankop die gewoonlijk wordt gebruikt voor presentaties van laserkunst een scankop van het galvanometer-type. De scankop van de galvanometer is verdeeld in een open lus en een gesloten lus. De eerste wordt vaak gebruikt voor eenvoudige laserstraalpresentaties, terwijl de laatste veel wordt gebruikt voor laserpresentaties. De scankop wordt gekenmerkt door een grote afbuigingshoek van maximaal 80 graden, maar in vergelijking met andere soorten optische afbuigingssystemen (zoals veelhoekige spiegels, akoestisch-optische deflectors), is de scanfrequentie beperkt vanwege vouw- en versnellingstijd. In het laserpresentatiesysteem is de golfvorm van de optische scan een vectorscan; de scansnelheid van het systeem bepaalt de stabiliteit van het laserpatroon. De laatste jaren zijn high-speed scanners ontwikkeld met scansnelheden tot 50.000 punten per seconde, waardoor complexe laseranimaties kunnen worden gepresenteerd.

Er zijn verschillende soorten laserscanners, type optisch platform: geïntegreerde projector, laser en andere opto-elektronische componenten op een optisch platform; gescheiden type: transmissie met glasvezelkabel, flexibele installatie; open lus: voor ruimtelijk lichteffect; Gesloten lus: toont complexe ruimtelijke bundeleffecten en grafische animatie.

3. Laserkleurencontroller

De laserkleurencontroller wordt gebruikt om de kleur van de kleurenlaser te regelen. In laserpresentatiesystemen maakt eenvoudige kleurcontrole gebruik van de zogenaamde "color fit", wat eigenlijk een kleurenfilter is [6]. De drie kleurenfilters worden respectievelijk gefilterd in drie kleuren rood, groen en blauw, en door de drie kleurenfilters te combineren, kunnen zeven verschillende kleuren worden geproduceerd. Deze kleurencontroller kan slechts één kleur weergeven voor elke afbeelding. Een andere besturingsmethode is om drie akoestisch-optische modulatoren te gebruiken om drie verschillende kleurenstralen afzonderlijk te moduleren. Dit wordt de RGB-methode genoemd. De nieuwste laserkleurencontroller is een meerkleuren akoestisch-optische modulator (PCAOM) [2] [5] die tegelijkertijd acht verschillende lasergolflengten kan regelen en miljoenen kleuren kan weergeven. Net als de RGB-controller kan deze verschillende kleuren in één afbeelding weergeven. Zijn superioriteit is dat het slechts één modulator vereist, eenvoudig te installeren is en een hoge lichtstroom heeft.

4. Lasercomputercontroller

De lasercomputercontroller is de centrale eenheid van het laserpresentatiesysteem voor het besturen van laserscanners, kleursynthesizers, lasers en andere randapparatuur. Naast besturing is een ander belangrijk kenmerk het ontwerpen en programmeren van laserpresentaties. De eenvoudigste controller gebruikt een EPROM-chip om laserpresentaties op te slaan, meestal voor laserstraalprestaties. De nieuwste computercontroller is een industrieel, op een computer gebaseerd, multifunctioneel systeem met vier onafhankelijke XY grafische uitgangskanalen, die tegelijkertijd vier onafhankelijke optische scanprojectoren kunnen besturen, die respectievelijk volledig verschillende laserprogramma's demonstreren via de optische splitter. Of glasvezelkabel kan elk aantal scanprojectoren besturen. Deze controller heeft krachtige programmeermogelijkheden om 2D- en 3D-laseranimaties te programmeren.

Het nieuwste laserpresentatiesysteem bestuurt niet alleen de laserscanner, de kleursynthesemodulator, maar heeft ook de volgende functies:
(1) Het vermogen van de laser wordt geregeld door de RS232-interface en het lasersysteem wordt automatisch uitgeschakeld wanneer de bedrijfsparameters van de laser (stroom; spanning; waterstroom; watertemperatuur, enz.) Abnormaal zijn. (2) Vier werkmodi: "Auto Disc Presentation": schrijf de door de computer geprogrammeerde software voor het lasershowprogramma (straaleffect en laseranimatie) naar de disc en het systeem zal automatisch het lasershowprogramma demonstreren dat op de digitale disc is opgeslagen. "Dynamisch schrijven": voer tekst direct in via een computertoetsenbord en sla deze op de muziekpiano op. Op deze manier wordt de invoertekst op elk gewenst moment gecombineerd met het laserpresentatieprogramma. "Interactive Control": de lasereffecten en grafische afbeeldingen worden opgeslagen op de muziektoetsen via de MIDI-interface en de operator kan de lasershow bedienen zoals u wilt. "Muziekgeluidbesturing": de lasershow wordt gesynchroniseerd met de muziek die wordt afgespeeld, dat wil zeggen dat de laserprestatie wordt bestuurd door het accent van de muziek. (3) Multimediasysteem met laserpresentatie: de nieuwe lasercomputer is uitgerust met meerdere standaardinterfaces: SMPTE, DMX, SCSI, MIDI, enz. Het bestuurt niet alleen het laserpresentatiesysteem, maar ook de randapparatuur zoals verlichting / audio, water gordijn / fontein, diaprojectie, videoweergave en filmmachine, vocale apparatuur, kap / ventilator, scherm / gordijn, enz. Met behulp van het kloksysteem van de lasercomputer kan het worden in- en uitgeschakeld en worden gecombineerd met de bedieningsfuncties om de timing van presentatie van het laser-multimediasysteem. (4) Systeemnetwerkbesturing: MODEM installeren. Via het communicatienetwerk kan het lasercomputerwerkstation van het laserpresentatiecentrum op afstand de foutdiagnose- en laserpresentatiesoftware van de werkende staat van het laserpresentatiesysteem in het veld bewaken.

De afgelopen jaren heeft de technologie voor laserpresentatiesoftware grote vooruitgang geboekt. Hoewel grafische software voor de computer elke dag verandert, is het jammer dat deze software (zoals CAD) niet kan worden gebruikt voor laserpresentaties. De reden is dat de straal niet zo snel kan worden gescand en bestuurd als de elektronenstraal in de beeldbuis. Bovendien kan het gescande beeldpunt van de laser op het scherm geen nagloeiing produceren zoals het fluorescerende scherm op de beeldbuis; het zal onmiddellijk verdwijnen, wat het gebruik van nieuwe computeralgoritmen vereist om de laserpresentatiesoftware te ontwerpen.