投影仪跨越平面制约 实现史无前例的影像体验

    “投影仪的最大优点是，投射面的形状可以自由改变”，在某企业开发投影仪的技术人员这样说道。使用投影仪，比较容易实现既非平面亦非矩形的立体显示。这是因为，只需在想显示影像的区域，实施符合立体物体形状的补偿投影即可。

    汽车厂商对这个可能性表现出了强烈兴趣。例如，三菱电机2013年2月面向车载用途发布了可在任意曲面和形状的投影面上、从背面投影显示的显示器系统。据该公司介绍，该系统“已有客户发来咨询，产品开发正在全面展开”。

    其他投影仪厂商也持同样的观点。使用投影仪的立体显示的实用化指日可待。实用化后，将在汽车等众多领域得到采用。

“＋α”实现全新体验

    长期以来，投影仪作为在电影院和会议室等显示视频内容和演示资料的设备不断进化。最近几年还出现了新动向，比如手掌大小的超小型产品亮相、投影技术被用于头戴式显示器（HMD）和平视显示器（HUD），等等。

    不过，“在平面屏幕上显示矩形影像的设备”这一前提没有改变。虽然实现了高精细化、高亮度化、低成本化和小型化等，但这些进步可以说都属于“方形平面”这一范畴。

    但随着立体映射投影（Projection Mapping，光雕投影）的流行，这种趋势发生了变化。立体映射投影作为实现立体显示的有效手段开始受到关注。

    随着用于立体显示，投影仪增加了以下新要素：（1）投影仪组合凹面或凸面屏幕；（2）配备用来检测投影处颜色和形状的传感器；（3）配备用于以机械方式驱动投影仪的马达等机械部件。通过这些“＋α”功能，投影仪将为用户带来全新的影像体验（图1）。比如，用户可以体验宛若现实空间实现了扩展一样的感觉，或者为用户提供实物感，还可以把生活空间内的所有场所当作显示器。

　　图1：通过“投影仪＋α”实现全新的价值投影仪以前主要以在平面屏幕上投射为前提，通过组合使用凸面和凹面屏幕、检测颜色和形状的的传感器、用于机械驱动的马达等，能创造新的价值，比如实现实物感、使显示场所自由化等。
    当然，投影仪的使用还有一些限制。周围环境的亮度和投影面的颜色会大大影响影像的质量，因此投影仪主要在周围比较暗的环境下使用。另外，为了在投影时不被人干扰，仅限于能够确保空间的用途。如果能满足这些限制条件，通过“投影仪＋α”，就可以实现超越此前常识的显示。

利用凸面屏幕再现地球 

    （1）将投影仪与凹面或凸面屏幕组合的例子之一是，JVC建伍正在开发普及版的“可触摸地球”（Tangible Earth）。

    原版的“可触摸地球”由京都造形艺术大学教授、NPO法人Earth Literacy Program的代表竹村真一，以及GK Tech的代表董事社长岩政隆一等人合作开发。JVC建伍家庭与移动事业部总工程师兼融合事业推进部部长林和喜回忆自己第*次见到原版“可触摸地球”时表示：“第*次见到时，我甚至想不到是人造的，非常有冲击力。地球随着解说而发生变化，宛若亲身体验了地球上发生的一切。”觉得“可触摸地球”能成为应用自公司投影仪技术的JVC建伍得到了竹村的授权，于2012年夏季开始开发普及版。

    普及版“可触摸地球”显示的信息包括：（a）与地球仪相同的信息（地形、纬线、经线）、（b）当前的地球信息（昼夜、云、气象图）、（c）地球上的动态信息（气流、洋流、海面温度）、（d）防灾信息（气候变化、震中、海啸）、（e）人类活动信息（大气污染、CO2浓度、臭氧层空洞）等（图2）注1）。利用设置在半球状凸型屏幕内侧的投影仪，通过鱼眼镜头投影。

    图2：开发半球型“可触摸地球”JVC建伍正在开发的“可触摸地球”的中型普及版。不仅是地球的地形，还可以重叠显示实时气象信息及过去的地震活动等多种信息（a～c）。
注1）JVC建伍还将提供这些内容的发送服务。与内容提供商之间的合约由竹村签订，针对普及版的内容发送由JVC建伍负责。

    “可触摸地球”的普及版直径为800mm，比原版（直径为1280mm）小，JVC建伍的林和喜介绍说，“计划‘为每所学校配置一台’，将把价格降至原版的一半左右，目前正在开发”。预定2013年夏季上市。 

    “可触摸地球”普及版使用的投影仪采用了JVC建伍公司采用LCOS（液晶覆硅）技术的“DILA面板”中相当于全高清的产品注2）。对于用户通过平板终端选择的各项内容，系统会根据“下一帧显示哪个范围”这一信息，生成用于显示的全高清影像。通过重叠显示这些信息来再现地球上的多种现象。这些处理由“可触摸地球”内置的个人电脑执行。显示帧数约为12帧/秒。

    注2） 采用的是通过“像素移位”可显示相当于4K×2K分辨率的产品。DILA面板的“优点是，像素间的缝隙小，显示时不容易看到格子”（JVC建伍）。

凸型特有的“实物感”

    开发中颇费力气的是屏幕的制造。林和喜部长介绍说，“在保持薄型的同时，要把面向背投电视机开发的高品质产品加工成没有失真的半球形状。这种加工非常难。好不容易在日本找到了能协助完成这项工作的企业才得以实现”，“通过在屏幕表面重叠稍微调整了颜色的透明丙烯树脂，营造出了十分逼真的感觉”。

　　另外，仅通过信号处理进行几何补偿的话，半球边缘处的精细感会有损失，还会变暗。因此采用了几何补偿与基于鱼眼镜头的光学补偿相结合的方法，才实现了半球整体尽量均匀的影像显示（图3）。

　　图3：可触摸地球的构造从内部投影到直径800mm的半球形屏幕上。用手触摸半球，并朝着想转动影像的方向稍稍用力，就能根据施加的力的大小转动显示的影像。通过平板终端上安装的应用指定显示内容。
    “可触摸地球”是以站在其正面、以约50cm的距离观看为前提开发的。JVC建伍的林和喜表示，“可能是因为自己改变视点后、看到的信息也随之变化的原因，感觉像是在看实际的地球一样。与以前的地球仪和在平面屏幕上显示的地球影像相比，可获得的体验质量明显不同”。