anamorficaVi riporto un mio vecchio progetto (Gennaio, 2004) che mi dispiaceva perdere visto che il dominio su cui era ospitato è stato chiuso.

Faq, Curiosità, e Appunti  per l’Anamorpher in erba e non…


PREMESSA

Queste pagine nascono con l’intento di divulgare e raggruppare parte dello scibile rintracciabile in rete relativo al funzionamento e alla realizzazione di una lente anamorfica…

Il più grande ringraziamento va a AVforum e ai fedeli autori dei suoi post, che è stato il riferimento iniziale.

Quindi grazie a Emidio Frattaroli in primis e a seguire Amorfo e al suo ormai mitico tread di “lente anamorfica per tutti!!

Il tread in questione ha generato un volume di visite e scambi molto interessante che a sua volta mi ha invogliato a curiosare un po di più e a prepararmi all’avventura del DIY (diciamo in ambito ottico… visto che in DIY ho una certa esperienza:) )

Quindi è d’obbligo citare i più assidui frequentatori e sperimentatori: av-joe, ludovico, fabio3, Nidios, drake, Andtv, grazie a tutti loro.
Bene, ora vi lascio alle mie paginette e mi raccomando, se avete news o volete correggere le mie castronerie o magari ampliarle fatevi sentire!


LENTE ANAMORFICA, che è sto coso?

 “Tecnica cinematografica capace, per mezzo di lenti montate sulla macchina da presa con caratteristiche “anamorfiche”, di schiacciare l’immagine sul negativo distorcendola e comprimendola. In fase di proiezione, un altro sistema di lenti simili, provvede a riportare l’immagine alla proporzione desiderata per essere proiettata sullo schermo in formato Cinemascope/Panavision.”


L’ORIGINE

L’arrivo del cinemascope nel mondo del cinema ripercorre in un certo senso il passaggio dalla tv a 4:3 alla 16:9.

Lo standard delle apparecchiature di ripresa e proiezione video del tempo era ormai definito e consolidato.(lo è tuttora!) l’avvento del “cinerama” spinse la Warner e Fox a trovare un’alternativa alla proiezione “3d”.
La soluzione più economica, in quanto non richiedeva l’utilizzo di pellicola, macchina da riprese e proiezione dedicate fu trovata nel brevetto (1920) del “Anamorphoscope” del francese Henri Chrétien.  

  

  

 

lente
cinemascope
Henri
Chrétien
 
 
un altro esempio di lente cinematografica…
       

Siamo molto distanti dalla caratteristiche delle lenti di cui parleremo in seguito (per l’esattezza nel nostro caso stiamo
parlando di prismi anamorfici) ma lo scopo tende allo stesso risultato…. anche se su coordinate differenti!

Il cinemascope consentiva di “comprimere” orizzontalmente l’immagine sulla pellicola in ripresa e riallargarla in fase di proiezione.  

SORGENTE LENTE RISULTATO

Il tutto per usare lo stesso formato di pellicola in uso. Il nostro scopo in effetti è raggiungere un risultato simile.
Vogliamo usare l’intera matrice 4/3 per riprodurre un 16/9!


COME FUNZIONA

 Il principio si basa sulle
leggi di fisica ottica dei prismi. Per chi volesse approfondire

clicchi QUI.

Tanto per farvela breve detto in parole mooooolto povere:

Una sorgente luminosa che attraversa un prisma con un dato angolo di incidenza viene deviato di una cero valore nell’uscirne (il tutto in relazione al materiale che attraversa e all’angolo delle 2 facce attraversate)
Le immagini dovrebbero chiarire l’estremo sunto delle tonnellate di formule che regolano queste leggi fisiche.

Nel caso di una sorgente coerente monocromatica (quale un laser) l’esempio credo sia molto chiaro… nel caso la sorgente sia policromatica il discorso si complica leggermente… perché l’angolo di deviazione varia a seconda della
frequenza della sorgente luminosa. Quindi con una sorgente policromatica il risultato è la creazione di un ventaglio di vettori per ciascuna componente cromatica, ciascuna con il proprio angolo uscente.  

luce
monocromatica
luce
policromatica

In parole povere nel nostro caso (noi tratteremo luce policromatica*) si sfruttano le caratteristiche di rifrazione di 2 prismi, accoppiati e posizionati opportunamente, per stringere verticalmente l’immagine (in pratica modifichiamo l’angolo entrante “a” nell’angolo uscente “b”)

Come al solito un immagine rende meglio di 100 parole… NB: L’esempio è puramente indicativo gli angoli non sono calcolati…  

* a voler essere pignoli in realtà ciò non è esattamente vero. Nel caso dei Vpr DLP l’immagine è realizzata dalla sovrapposizione di 3 o più fasi di costruzione dell’immagine (la persistenza sulla retina la fa apparire come un’unica immagine…). Ogni fase è relativa ad una sola componente cromatica sempre delle stessa lunghezza d’onda ma di
differente intensità quindi in realtà i prismi lavorano con componenti monocromatici …

simulazione
animata…
esempio
reale
Un’altro
schemino utile…
L’angolo i e r che il raggio crea con la normale sono gli angoli di incidenza e di rifrazione. Dall’angolo n2 dipende r variante secondo la lunghezza d’onda, il raggio incidente bianco si separa quindi nei colori fondamentali con la deviazione del raggio dal rosso al viola.
 

Andtv mi ha girato questi 2 interessanti schemi della sua realizzazione…
Il primo rappresenta la visuale laterale del suo progetto, con gli angoli da lui calcolati.l’altro rappresenta la visuale dall’alto, e spiega il perchè della deformazione laterale dell’immagine: ha disegnato le due rifrazioni limite, quella inferiore e quella superiore. poichè incontrano le pareti dei prismi a distanze diverse, le rifrazioni si propagano per distanze diverse e alla fine del percorso non combaciano.

 


NELLA PRATICA…

 Dovremmo aver compreso cosa succede ad un’ immagine quando attraversa la nostra accoppiata di prismi.
Bene, ora abbiamo il nostro “compressore” ma manca ancora un piccolo particolare…

Se la lente comprimerà l’immagine dovremo preoccuparci di inviare un’immagine espansa verticalmente ad hoc!
Per ottenere questa manipolazione in tempo reale è fondamentale l’uso di una sorgente video da un HTPC (presumo… non conosco le funzionalità di tutti i DVD player …)

Un HTPC (Home Theater Personal Computer) con l’opportuno software (quale per es. TheaterTek…) può “strecciare” le immagine inviate al pc alle dimensioni e proporzioni volute senza particolari problemi. In questo modo otterremo una proiezione attraverso la manipolazione della lente pari all’originale… ma avremo usato tutta la nostra matrice!

Immagine
originale
Immagine deformata per la proiezione attraverso lenti
anamorfiche

Ma la domanda nasce spontanea… perchè dovremmo fare tutto sto casino?


PERCHE’ LA LENTE ANAMORFICA…

I videoproiettori (LCD e DLP) dotati di matrice 4/3 sono naturalmente in grado di proiettare contenuti in 16/9 ma purtroppo con alcuni svantaggi.

 Si userà solo parte della matrice (per es. una matrice 800×600 in 16/9 usa 800 punti orizzontali ma solo circa 450 punti verticali su 576 punti massimi disponibili) Vengono riprodotte due strisce nere (o meglio dire grigie scure) al di sopra e al di sotto dell’immagine (ritenute da molti spettatori piuttosto fastidiose…)
Le due porzioni di schermo non riprodotte (le due bande citate sopra…) concorrono al riscaldamento inutile del proiettore in quanto la luce relative a queste sezioni sarà permanentemente riflessa all’interno del vpr verso gli appositi “assorbitori di luce” (superfici nere…)

     

Attraverso la lente anamorfica invece:

Si userà tutto la matrice del VPR. Ciò consente di avere una buona percentuale di luminosità in più e nel contempo un nero più inciso Le bande nere non sono più visibili,

Il VPR deve dissipare meno luce interna. La griglia dei pixel verticali si assottiglia (e si sfoca nel bene e nel male…)

     

Tutto farebbe pensare… ma è fantastico! In realtà è bene anticipare che nel contempo ci sono anche dei contro…

Saltando gli eventuali problemi costruttivi nel caso si opti per il DIY, anche le lenti anamorfiche commerciali hanno dei difetti… I prismi fanno il loro lavoro ma nel contempo generano fonti di disturbo per il quali sono necessarie delle accortezze.

 I prismi oltre alle deflessioni principali, generano altre riflessioni che possono raggiungere la superficie di proiezione.  Il prisma deve trovarsi di fronte all’obbiettivo… ma quando dobbiamo visualizzare contenuti in 4/3 siamo costretti a rimuoverlo in qualche modo…
La messa a fuoco della proiezione diventa molto difficoltosa. In pratica non è più sufficiente modificare lo zoom della
lente ma anche la distanza lente-proiettore / lente anamorfica… 

     

PRODOTTI COMMERCIALI

In commercio sono disponibili non molti prodotti e purtroppo hanno costi poco abbordabili; facilmente equivalgono il valore di un vpr entry level. Questi prodotti usano lenti in polimeri plastici o con prismi riempiti di olii minerali… e soprattutto… funzionano!

 

Ok, quindi io con il mio vpr da 1000-2000€ sono escluso da questo giocattolo?

Grazie a dio qualcuno si è ingegnato, ha sperimentato e in molti casi ha realizzato dei prodotti soddisfacenti con poca spesa…


L’AUTOCOSTRUZIONE (DIY)

Ed eccoci arrivati alla parte più interessante a mio avviso…
L’autocostruzione di una lente anamorfica per il nostro VPR!

Sfruttando l’esperienze fatte dai tanti volenterosi vi estraggo un sunto delle possibili varianti.

In tutti i casi il prisma in vetro o in polimero plastico è sostituito da un prisma cavo in vetro riempito di un liquido.
Bene, passiamo in rassegna tutti i componenti.

    IL VETROI primi esperimenti possono essere effettuati tranquillamente con un comune vetro sottile da 2mm. Il vetro non è difficilissimo da tagliare ( o sarebbe meglio dire spaccare… visto che si incide e quindi si forza larottura lungo l’incisione…) ma è probabilmente più facile richiedere il taglio a misura direttamente ad un vetraio…Il vetro definitivo resta comunque il “museum glass” (vetro invisibile per la conservazione) di difficile reperimento e dal costo più elevato ma dalle caratteristiche ottiche ottimali per il nostro scopo (www.vetro.it) IL LIQUIDOIl prisma verrà riempito di un liquido che potrà essere acqua distillata, trementina o glicerina; è interessante sapere che se le pareti del prisma sono a facce piane e parallele, la deviazione della luce è prodotta solo
    dalla porzione di liquido interposta fra le due pareti.

    In alcuni casi l’accoppiata delle due lenti della nostra lente anamorfica potrà avere contenuti differenti.
    Al variare del liquido varieranno anche gli angoli del prisma che dovremo andare a realizzare.

    Nel nostro caso in seguito tratteremo esclusivamente il caso glicerina che pare abbia ottenuto il risultato migliore. Del resto la trementina spaventa un po’… è un solvente e potrebbe creare problemi in caso di
    perdite.

    IL PRISMA

    Poiché i prismi che andremo a realizzare saranno attraversati dalla luce solo su due facce la terza faccia e il coperchio superiore e inferiore potranno essere realizzate in altro materiale. Allo scopo bene si adatta
    la plastica o il legno, ma le realizzazioni più sofisticate fanno uso di lamierini di alluminio o ferro. Nella realizzazione del prisma risulta molto importante la precisione di assemblaggio, in particolar modo il
    parallelismo delle due facce interessate dal passaggio del fascio di luce del proiettore.

    IL SUPPORTO

    I due prismi realizzati dovranno essere posizionati opportunamente di fronte al vpr, serve quindi un supporto che li mantenga nella corretta posizione. E’ anche da considera la possibilità di rimuovere e riposizionare facilmente la lente a seconda delle necessità di proiezione (non è detto che il contenuto dei nostri amati film sia sempre 16/9…)



IL MIO PROGETTINO…

Bene, dopo aver studiato i progetti trovati in rete ho cercato di recuperare il meglio delle idee e ho iniziato a creare…

Poiché la difficoltà maggiore sta nel realizzare i 2 prismi con angoli e parallasse corretti ho pensato di realizzare il mio primo prototipo con un assemblaggio il più semplice possibile.

Facendo qualche prova ho compreso quanto sia difficile incollare vetro e squadrette col silicone e colle bicomponente e mi sono convinto nel realizzare un telaietto in alluminio per reggere i 2 vetri con 2 scanalature predisposte all’applicazione dei vetri. Oltre a semplificare il montaggio dovrebbe essere abbastanza facile sostituire eventualmente i 2 vetri. Purtroppo tagliare l’alluminio non è un’operazione alla portata di tutti e quindi per la realizzazione sto aspettando un amico che dovrebbe riuscire a farmele tagliare al laser… più preciso di così. Oltretutto l’alluminio o l’acciaio può essere utile a dissipare il calore prodotto dalla proiezione… non vorrei vedere andare in ebollizione la glicerina!
Nulla vieta l’utilizzo di altri materiali quali plastica o plexiglass per il quale non è necessario rivolgersi a ditte specializzate ma basta affidarsi a pazienza e precisione.

Per il primo prototipo il supporto ai 2 prismi è esclusivamente una coppia di piastre in plexiglass con 4 barrette filettate M4 e 4 bulloni a farfalla. In questo modo sarà più facile sperimentare differenti posizionamenti dei prismi
prima di realizzare il “case” definitivo.

Per il prototipo ho pensato di usare un supporto trasparente per riuscire a vedere cosa combinano i 2 prismi… nel definitivo sarà d’obbligo racchiudere il tutto per schermare le riflessioni spurie.Per ora i 4 vetri saranno di vetro semplice visto che ancora non sono riuscito a recuperare il museum glass!

Bene vi lascio ai miei prototipi virtuali… e non…

primo test… in attesa di glicerina… e supporti
il progetto 3D del prototipo schema di taglio 2D (autocad)
Vetrosp.2 80×80 2pzsp.2 70×80 2pz 

 

 

 

   
particolari in rendering (3d studio)
   

 


I MIEI PROTOTIPI…

Ultimata la progettazzione, ecco i miei primi prototipi.
Ho realizzato i due prismi come da immagini sotto riportate (così come precedentemente progettati) incastrati all’interno di un meccanismo a vite per testare sperimentalmente le posizioni ottimali delle lenti.

Purtroppo il risultato non è stata soddisfacente.  Le dimensioni troppo ridotte per il fascio di proiezione dell’x1 l’hanno reso inservibile ma per lo meno ho fatto i primi test con vetro silicone e alluminio. Quindi dopo numerose nottate passate sul cad è nato qualcosa di piu’ professionale… prima dell’effettiva costruzione già ero esaltato, ma dopo l’assemblaggio ero raggiante. Anche questa versione ha i suoi difetti ma resta, consentitemi, probabilmente il progetto amatoriale piu’ complesso relativo alle lenti anamorfiche.  Purtroppo originariamente, sulla carta, avrebbe dovuto consentire la possibilità della visualizzazione “borderless” di contenuti sia 16:9 che 21:9. Bene ho sbagliato i calcoli e i test con il primo prototipo, quindi l’escursione dell’inclinazione della lente è inutile in quanto la lente di uscita dovrebbe essere 3-4 cm piu’ lunga per non uscire dal fascio di proiezione.
 

UPDATE 2009

La tecnologia  migliora di anno in anno e allo stato attuale (Nov 2009), a 5 anni dal progetto originale sono veramente pochi i vpr, anche di fascia economica, che possano avere bisogno di un tale apparato. Resta un progetto interessante ma poco applicabile ai nuovi videoproiettori Full HD. (Anche il sottoscritto nell’intanto è passato dal vecchio X1 al X10… )

Primo prototipo…
E prime foto…
Secondo prototipo… e supporto    
 

E ALTRI PROTOTIPI…


Andtv (new entry…)
     

     
Amorfo      
 
Fabio3      
   
Ludovico      
     
Tor Arne      
 
     
Varius project…      
       
     
   
       

FONTI

http://www.avforum.it/

http://home.c2i.net/ahustvedt/lens.html

http://ww2.bepo.com/jochen/anamorph

http://www.widescreenmuseum.com/widescreen/wingtr2.htm

http://www.optenso.de/download/download.html

http://www.physics.uc.edu/~johnson/Boone/oil_page/refraction/refraction.html

http://www.iscooptic.de

http://www.cineforhome.de/tests/sonstiges/ PrismaV200/PrismaV200.htm