Pourquoi la profondeur de champ est importante dans un simulateur de vol

  • BenQ
  • 2021-12-05
Le rôle essentiel de la profondeur de champ dans la création d'un simulateur de vol réussi

 

Lors de la construction d'un simulateur de vol réussi, l'objectif final est de fournir au pilote des visuels qui reflètent ce qu'ils rencontreraient dans une situation réelle, y compris la capacité de recréer des perspectives et des lignes de vue précises, le tout afin de les immerger pleinement dans le scénario qu'ils répètent. Pour y parvenir, les simulateurs récents ont non seulement mis en œuvre des composants tels que des écrans incurvés, mais ont également cherché à repousser les limites de la courbure de l'écran.

 

Ce que cela implique pour les concepteurs lorsqu'ils envisagent les projecteurs à utiliser dans de tels simulateurs (par exemple, les projecteurs qui prennent en charge la projection sur des écrans incurvés), c'est qu'ils devront réfléchir au-delà des spécifications avec lesquelles la plupart sont familiers lors de l'achat d'un projecteur, telles que la luminosité, les performances des couleurs, la résolution, etc. Les concepteurs devront également prendre en compte des aspects liés à l'espace que le simulateur occupera, notamment la taille de la pièce, le nombre total d'écrans, l'emplacement et la position de l'installation (hauteur, angle, etc.), car ces facteurs influencent l'efficacité du processus de fusion des bords. Au milieu de tous ces facteurs, une spécification de projecteur joue un rôle considérable dans le niveau de réussite de l'ensemble de l'entreprise, car c'est le seul facteur qui détermine dès le départ si les images projetées sur un écran en dôme sont suffisamment claires pour impliquer pleinement le pilote lors de leur entraînement : la profondeur de champ.

Qu'est-ce que la profondeur de champ ? Quelle valeur de profondeur de champ est la meilleure pour un projecteur de simulateur de vol ?

La profondeur de champ fait référence à la distance entre le point le plus proche devant et le point le plus éloigné derrière le plan focal du projecteur où il peut toujours produire une image considérée comme nette. Pour inverser cette définition, toutes les images produites par un projecteur se trouvant dans sa profondeur de champ peuvent être vues clairement par le spectateur, tandis que toutes les images hors de celle-ci apparaîtront floues.

 

Comme vu dans l'image ci-dessous, lorsqu'un simulateur de vol utilise un écran en dôme, l'écran présentera une courbure le long à la fois du HFOV (champs de vision horizontal) et du VFOV (champs de vision vertical), ce qui produit une concavité avec laquelle le projecteur et son image doivent composer puisque le point de mise au point sera différent pour chaque point le long de l'écran. Donc, en se déplaçant des bords extérieurs de l'image projetée vers l'intérieur, l'écran s'éloigne de l'objectif, produisant la "profondeur" qu'un DOF de projecteur doit intégrer. Cela est particulièrement vrai pour des écrans avec un niveau de courbure plus élevé.

Le HFOV et le VFOV produisent une concavité où le point de mise au point pour chaque point le long de l'écran est différent

Le HFOV et le VFOV produisent une concavité où le point de mise au point pour chaque point le long de l'écran est différent

 

 

 

Cette idée peut être plus facilement appréhendée en utilisant la démonstration suivante où une pièce featuring un écran avec un HFOV de 220 degrés et un VFOV de 40 degrés, et trois projecteurs à courte focale LU951ST de la série Installation de BenQ, subit le processus de fusion des bords. Dans ce type de situation, calculer le DOF le plus idéal devient une étape cruciale dans le processus de conception.

 

Dans cette configuration, le projecteur du milieu projette une grille avec un niveau à bulle laser positionné au centre. Une fois que la hauteur du niveau à bulle est ajustée afin qu'il soit aligné avec le centre de la courbure de l'écran, le niveau à bulle est déplacé vers l'arrière jusqu'à ce que sa ligne horizontale couvre la distance entre les bords gauche et droit de la grille. Ensuite, comme vu dans l'image ci-dessous, le projecteur passe à un modèle de mots pour vérifier si l'image est nette dans toutes les zones, y compris les coins. À ce stade, placer un télémètre laser sur le niveau à bulle laser vous permet de calculer la profondeur de champ, qui, comme vu dans l'image finale, est essentiellement de 0,8 m. Donc, en effet, si vous souhaitez projeter une image parfaitement nette sur un écran avec un HFOV de 220 degrés, votre projecteur devrait avoir une valeur de profondeur de champ d'au moins 0,8 m.

 

Un modèle de mots est utilisé pour vérifier si l'image est nette dans toutes les zones à des fins de calcul de profondeur de champ

Un modèle de mots est utilisé pour vérifier si l'image est nette dans toutes les zones à des fins de calcul de profondeur de champ

Quelles autres caractéristiques devriez-vous rechercher pour optimiser l'image?

En dehors de la discussion ci-dessus, de nombreux concepteurs rencontreront des problèmes, tels que des obstructions ou des limitations spatiales, liés au cadre du simulateur, ce qui les empêchera de pouvoir installer leurs projecteurs à l'emplacement le plus idéal pour la projection. Qu'il s'agisse de faire face à la hauteur du plafond, à la plomberie, aux poutres, aux piliers ou à d'autres éléments structurels, les ajustements apportés à la position des projecteurs pour résoudre de tels problèmes ont tendance à créer soit des images surdimensionnées ou sous-dimensionnées, et/ou des chevauchements dans les zones de fusion des bords des images projetées, tout cela rendant l'intégration de plusieurs images dans un ensemble symétrique d'autant plus difficile. Dans des cas comme celui-ci, avoir un projecteur avec des fonctionnalités de rapport de zoom et décalage de l'objectif aidera à résoudre facilement les problèmes liés au réglage.

 

Zoom ajuste la taille de l'image

Le zoom ajuste la taille de l'image

Le déplacement de l'objectif ajuste la position de l'image

Le déplacement de l'objectif ajuste la position de l'image

Exemples pour voir pourquoi le rapport de zoom et le déplacement de l'objectif sont importants

Comment le rapport de zoom assure un ajustement parfait de l'image

En utilisant le projecteur Pro-AV à courte focale LU951ST de BenQ dans une situation hypothétique, si la hauteur d'installation est de 240 cm et que l'image projetée (diagonale) doit être de 110 pouces, vous pouvez calculer via le Calculateur de Projecteur BenQ qu'avec un rapport de zoom de 0,81 à 0,89, le projecteur peut être installé à une distance de 191,9 à 210,9 cm de l'écran de projection tout en maintenant une image de 110 pouces.

 

Ce que cela signifie, c'est qu'avec une taille d'image projetée fixe et un rapport de zoom variable, vous aurez une limite proche et éloignée entre lesquelles le projecteur peut être installé tout en maintenant la taille d'image donnée, en d'autres termes une zone tampon, avec comme corollaire supplémentaire que plus le rapport de zoom est élevé, plus la zone tampon avec laquelle vous devez travailler est grande.

Utilisez la hauteur d'installation et la taille projetée de l'image cible pour calculer la distance d'installation via le Calculateur de Projecteur BenQ

Utilisez la hauteur d'installation et la taille projetée de l'image cible pour calculer la distance d'installation via le Calculateur de Projecteur BenQ

Comment le décalage de l'objectif vous offre de la flexibilité avec la position de l'image

En gardant les mêmes conditions décrites ci-dessus, lorsque installé à la distance calculée par le Calculateur de Projection BenQ, le LU951ST avec sa plage de décalage de lentille verticale de ±60 % et horizontale de ±23 % permet une hauteur verticale maximale de ±88,8 cm et une distance horizontale maximale de ±54,5 cm pour déplacer l'image, vous offrant davantage de flexibilité en termes d'installation.

Conclusion

Voici des modèles de la série Installation de projecteurs BenQ (ainsi que leurs spécifications) qui présentent de bonnes valeurs de profondeur de champ que nous recommandons pour les simulateurs de vol.

Model

Dimensions (W*H*D)

Resolution

Brightness Zoom Ratio Throw Ratio Lens Shift

Model

LU960

Dimensions (W*H*D)

479.6 x182.8 x 402 mm

Resolution

1920x1200

Brightness
5500 lumens
Zoom Ratio
1.5X
Throw Ratio
1.127~1.697
Lens Shift
Vertical : ±62%
Horizontal : ±24%

Model

LU960ST

Dimensions (W*H*D)

480 x402 x176.3 mm

Resolution

1920x1200

Brightness
5500 lumens
Zoom Ratio
1.1X
Throw Ratio
0.77~0.84
Lens Shift
Vertical : ±62%
Horizontal : ±24%

Model

LU951ST

Dimensions (W*H*D)

490 x159 x380 mm

Resolution

1920x1200

Brightness
5000 lumens
Zoom Ratio
1.1X
Throw Ratio
0.81~0.89
Lens Shift
Vertical : ±60%
Horizontal : ±23%

Model

LU935ST

Dimensions (W*H*D)

416 x166 x 351 mm

Resolution

1920x1200

Brightness
5500 lumens
Zoom Ratio
1.1X
Throw Ratio
0.81~0.89
Lens Shift
Vertical : ±60%
Horizontal : ±23%

Model

LK953ST

Dimensions (W*H*D)

490 x159 x380 mm

Resolution

3840x2160
Brightness
5000 lumens
Zoom Ratio
1.1X
Throw Ratio
0.81~0.89
Lens Shift
Vertical : ±60%
Horizontal : ±23%

Model

LK936ST

Dimensions (W*H*D)

416 x166 x 351 mm

Resolution

3840x2160
Brightness
5100 lumens
Zoom Ratio
1.1X
Throw Ratio
0.81~0.89
Lens Shift
Vertical : ±60%
Horizontal : ±23%