نور لیزر روی پرده نقره‌ای؛ بزرگ‌ترین انقلاب در صنعت سینما

در چنین وضعیتی صنعت سینما با استفاده از فناوری با تهدیدهای جدید می‌جنگد. در سال‌های اخیر تلاش زیادی انجام شده تا تجربه تماشای فیلم در سالن سینما، تجربه‌ای متفاوت و برتر از تماشای فیلم در خانه یا روی صفحات کوچک باشد. سیستم‌های جدید در ادامه تلاش‌های موجود اتفاق می‌افتند؛ تلاش‌هایی همچون رشد مدوام فیلم‌های سه‌بعدی، مهاجرت تدریجی به فیلم‌هایی با نرخ فریم بالاتر، تفکیک‌پذیری بیش‌تر، کنتراست عمیق و حتی مجموعه رنگی بسیار گسترده‌تر. نتیجه این‌که در سه تا چهار سال آینده شاهد مهم‌ترین و سریع‌ترین تحول‌ها در صنعت سینما خواهیم بود. برای نخستین بار، رهبران صنعت همگی توافق کرده‌اند که باید فراتر از ویژگی‌های آشنا ولی محدود فیلم‌های سنتی رفت و امکانات خیره‌کننده فیلم‌های کاملاً دیجیتال را در آغوش گرفت. در پایان این دوره گذار، پارامترهای بصری فیلم‌ها برای نخستین بار به توانایی‌هایی سیستم بصری انسان نزدیک می‌شوند.

این انقلاب فناورانه از برخی دگرگونی‌های بنیادی در پروژکتورهای سینما ناشی می‌شود. سالن‌های سینما حرکت به سوی پروژکتورهای دیجیتال را از سال 2000 آغاز کرده‌اند، ولی این پروژکتورها همچنان به یک فناوری 60‌ ساله وابسته هستند: لامپ‌های قوس الکتریکی زنون که روشنایی آن‌ها به‌مرور زمان کاهش پیدا می‌کند. علاوه بر این، حتی نمونه‌های جدید این دستگاه‌ها نیز از پس نیازهای فیلم‌های سه‌بعدی برنمی‌آیند، به‌خصوص در صفحه‌های بزرگ‌تر. در پروژکتورهای آینده، لیزرها جایگزین لامپ‌ها خواهند شد.
در واقع، انقلاب از هم‌اکنون آغاز شده است. فیلم «هوگو» ساخته مارتین اسکورسیزی نخستین فیلم بلندی بود که در سپتامبر 2012 با استفاده از پروژکتورهای لیزری به‌نمایش درآمد. این فیلم انتخاب مناسبی بود؛ زیرا به نوعی تجلیل از فیلم‌های ابتدایی تاریخ سینما به‌حساب می‌آمد. کریستی دیجیتال سیستمز، بزرگ‌ترین تأمین‌کننده پروژکتورهای سینمایی است که در International Broadcasting Convention به این دست‌آورد رسید.
سالن‌های سینما در ایالات متحده، ایتالیا و استرالیا طی چند ماه آینده شروع به نصب پروژکتورهای مبتنی بر لیزر خواهند کرد. همین حالا نیز فروش یک‌سری دستگاه اعلام شده است. کریستی که مقر آن در کالیفرنیا قرار دارد، نخستین پروژکتور لیزری خود را به سالن تاریخی Seattle Cinerama Theater فروخته است که صاحب آن پل الن، یکی از بنیان‌گذاران مایکروسافت است. آی‌مکس، تشکیلات پیش‌روی صفحات نمایش بزرگ نیز اعلام کرده که چند قرارداد برای تبدیل پروژکتورهای 70 میلی‌متری خود به پروژکتورهای لیزری بسته است. این سیستم‌ها قرار است در نیمه دوم سال جاری عرضه شوند. NEC Display Solutions که سازنده دیگر پروژکتور است، در کنفرانس ShowEast در ماه اکتبر یک دستگاه مبتنی بر لیزر را برای صفحه‌های کوچک‌تر معرفی کرد. شرکت بارکو در کوتررایکِ بلژیک و سونی، یکی از بازیگران مهم صنعت پروژکتورهای سینمایی، شرکت‌های دیگری هستند که اعلام کرده‌‌اند تا پایان سال جاری یا در سال آینده مدل‌هایی مجهز به لیزر را معرفی خواهند کرد. شرکت امریکایی Laser Light Engines
ما نیز روی یک کیت به‌روزکننده کار می‌کند که به متخصصان فن اجازه می‌دهد لامپ پروژکتورهای دیجیتال موجود را با یک سیستم نوردهی لیزری جایگزین کنند. در حال حاضر، در دنیا بیش از صد هزار سالن سینمای مجهز به پروژکتور دیجیتال وجود دارد. در چشم‌انداز وسیع‌تر، این پروژکتورهای جدید بخشی از یک سازوکار استاندارد جهانی خواهند بود که برای ضبط، رمزنگاری، توزیع و نمایش محتوای سینمایی دیجیتال طراحی شده است. صنعت‌ سینما در دنیا بیش از یک دهه به دنبال استانداردی بین‌المللی برای هدایت گذار از فیلم 35 میلی‌متری به دیجیتال شد. در سال 2002، هفت استودیوی اصلی هالیوود یک کنسرسیوم با نام Digital Cinema Initiative تشکیل دادند که هدف آن فقط این امر بود. آن‌ها تا سال 2007 موفق به دست‌یابی به توافق نشدند. در آن سال، نخستین نسخه از استاندارد DC28 اعلام شد. آخرین نسخه از این استاندارد مشخص می‌کند پروژکتورهای آینده چگونه فیلم‌ها را نمایش خواهند داد؛ فیلم‌هایی که به‌ شکل نفس‌گیری از نمونه‌های امروزی زنده‌تر و واضح‌تر خواهند بود. اما این پروژکتورها چگونه کار می‌کنند؟

ساز و کار
یک پروژکتور سینمایی معمولی هزینه‌ای بین 40 تا 80 هزار دلار دارد که شامل اجزای مربوط به ویدیو، صوت و امنیت می‌شود. یک فیلم معمولی دو ساعته نیز در یک فایل فشرده 150 تا 200 گیگابایتی جا می‌گیرد که شامل تصویر رمزنگاری ‌شده، صوت و داده‌های دیگر است. یک پروژکتور باید کاری بیش از تبدیل این داده به یک‌سری تصاویر رنگی و تاباندن آن با نرخ 24 فریم در ثانیه به پرده انجام دهد. همچنین، این دستگاه باید توانایی دانلود داده فیلم را نیز داشته باشد که به صورت رمزنگاری‌ شده از سوی استودیو برای سالن‌ها ارسال می‌شود. مرسوم‌ترین روش ارسال داده، ارسال روی یک درایو هارددیسک است که توسط شرکت‌هایی مانند فدِکس به دست گیرنده می‌رسد. فایل دیجیتال در سالن سینما روی یک سرور بارگذاری می‌شود. سرور باید فایل را به صورت امن ذخیره و پروژکتور نیز باید آن را رمزگشایی و برای نمایش پردازش کند. علاوه بر این، پروژکتور باید یک خروجی همگام برای انواع سیستم‌های صوتی دیجیتال چندکاناله فراهم کند و همچنین از پس ویژگی‌هایی مانند زیرنویس برآید.
در قلب یک پروژکتور دیجیتال چیزی قرار دارد که بلوک تصویر خوانده می‌شود. این قطعه از ترکیب نوری پیچیده‌ای از منشورها و فیلترها تشکیل شده ‌است، به اضافه سه تراشه ترکیب‌کننده نور که برای اجزای تصویری قرمز، سبز و آبی درنظر گرفته شده‌ است. در عمل، ترکیب نوری یک پرتو روشن از نور سفید را می‌گیرد و آن را به پرتوهای قرمز، سبز و آبی تقسیم می‌کند. هر پرتو رنگی دارای پهنای باند طیفی 40 تا 60 نانومتر است و تراشه مخصوص به خود را نوررسانی می‌کند که تراشه نیز درمی‌یابد برای هر پیکسل از هر فریم چه میزان نور به پرده تابانده می‌شود.
تراشه‌های مذکور بر اساس یکی از این دو فناوری رقیب ساخته می‌شوند: ابزار ریزآینه دیجیتال یا DMD (سرنام Digital Micromirror Device) از شرکت تگزاس انسترومنتز و کریستال مایع روی سیلیکون یا LCoS (سرنام Liquid Crystal on Silicon) از شرکت سونی. تراشه DMD میلیون‌ها آینه ریز دارد که برای انعکاس نور تغییر زاویه می‌دهند و میلیون‌ها اشعه ریز ایجاد می‌کنند که هر کدام از آن‌ها یک پیکسل در تصویر را به نمایش می‌گذارد.
زمان‌بندی تغییر زاویه آینه‌ها، حجم نور تابیده ‌شده برای هر پیکسل را در فریم مربوطه کنترل می‌کند. در مقابل، LCoS از یک دریچه کریستال مایع برای تنظیم حجم نوری استفاده می‌کند که در هر فریم روی تراشه منعکس می‌شود. مهم است که هر دو تراشه کنترل‌کننده نور به انعکاس وابسته هستند؛ زیرا به آن معنا است که امکان خنک‌سازی پشت این تراشه‌ها چه به ‌وسیله مایع و چه با استفاده از جریان هوا وجود دارد. هر دو تراشه مذکور می‌توانند رنگ‌های مختلف را در 4096 سطح روشنایی مختلف در هر پیکسل بتابانند که دقت آن 12 بیت یا در کل 36 بیت برای سه رنگ اصلی به‌حساب می‌آید. بنابراین، رقم کلی ترکیب‌های ممکن در سه رنگ اصلی 4096 یا 7/68 میلیارد رنگ می‌شود.
تراشه‌های TI در پروژکتورهای بارکو، کریستی دیجیتال و NEC به‌کار می‌رود، در حالی که تراشه‌های سونی به‌‌طور اختصاصی در پروژکتورهای سونی استفاده می‌شوند. TI تراشه‌هایی با دو تفکیک‌پذیری متفاوت 108×2048 (2K) و 2160×4096 (4K) تولید می‌کند، ولی سونی فقط تفکیک‌پذیری 4K را عرضه می‌کند.

نورهای کم‌جان
در چنین شرایطی، چه نیازی به فناوری جدید وجود دارد؟ نخست به دلیل تصاویر سه‌بعدی. تا اواخر دهه 2000، گروه‌های مختلفی که درگیر Digital Cinema Initiative بودند (از جمله استودیوها، صاحبان سالن‌های سینما و تولیدکنندگان پروژکتور) به ‌شکل قاعده‌مندی به سمت یک سیستم حرکت می‌کردند که یک کیفیت قابل قبول تصویری را در کنار هزینه توزیع کم‌تر فراهم کند. استودیوها و تولیدکنندگان دو نمونه نخست از سیستم‌های سه‌بعدی را در سال 2005 در تعداد کمی از سالن‌ها به آزمایش گذاشتند. هدف آن‌ها ارزیابی واکنش مشتری و تبلیغ توانایی جدید بود. این سیستم‌های نخست که خارج از Digital Cinema Initiative توسعه یافته بودند، تصاویری تولید می‌کردند که در مقایسه با فیلم‌های دوبعدی تیره و تار بودند و در ابتدا محبوبیت چندانی نداشتند.
سپس در دسامبر سال 2009 فیلم «آواتار» از راه رسید. فیلم رکوردشکن جیمز کامرون توانایی سینمای سه‌بعدی را در شگفت‌زده کردن مخاطب، به‌ شکل قانع‌کننده‌ای به نمایش گذاشت و باعث افزایش بلیت سینماها شد. در نهایت، صاحبان سالن‌هایی که هنوز به قافله دیجیتال نپیوسته بودند، انگیزه مالی کافی برای کوچ به دیجیتال پیدا کردند. معرفی سه‌بعدی بدون برنامه‌ریزی و کنترل‌نشده اتفاق افتاد. این اتفاق به‌نوعی غرب وحشی فناورانه تبدیل شد؛ کارزاری که استودیوها را در مقابل فروشندگان سیستم‌های سه‌بعدی قرار داد. در این کارزار، استودیوها به فکر رعایت برنامه‌های اکران خود بودند و فروشندگان پروژکتورها هم برای تعیین استانداردهای کیفیت تصویر و روشنایی تلاش می‌کردند. پول در مقابل کیفیت برنده شد. پس از «آواتار»، این سیستم‌های سه‌بعدی بهبودیافته به‌عنوان راه‌کارهایی جا افتادند که فقط نمره قبولی را می‌گیرند و نه نمره کامل.
مشکل این‌جا است که فیلم‌های سه‌بعدی روی هر صفحه‌ای به جز صفحات کوچک، بیش از حد تاریک به‌نظر می‌رسند. یکی از دلایل این امر این است که لامپ‌های قوسی زنون که در پروژکتورهای امروزی استفاده می‌شوند، به‌مرور زمان روشنایی خود را از دست می‌دهند. روشن‌ترین پروژکتورهای دیجیتال توانایی تاباندن 30,000 لومن را با یک لامپ نو دارند. اما این رقم پس از 200 ساعت کار کردن به 22,000 لومن و پس از 800 ساعت به 15,000 لومن می‌رسد. علاوه بر این، فناوری سه‌بعدی خود به نور بیش‌تری نیاز دارد. یک پروژکتور سه‌بعدی، برای چشم چپ و راست دو زاویه متفاوت از یک صحنه را به‌نمایش درمی‌آورد. برای نمایش هم‌زمان این دو فریم متفاوت با یک پروژکتور دو راه وجود دارد، می‌توان آن‌ها را از نظر زمانی یا فضایی جدا کرد. پروژکتورهای مجهز به تراشه TI روش نخست و پروژکتورهای سونی روش دوم را به‌کار می‌گیرند.
سیستمی که برای تراشه‌های TI توسعه داده شده به‌‌طور معمول تصاویر چشم چپ و راست را به‌‌طور متناوب ارائه می‌دهد. این سیستم، برای آن‌که حرکات را به‌نرمی به‌نمایش درآورد، سه تصویر جداگانه را در هر فریم می‌تاباند، یعنی در عرض یک بیست و چهارم ثانیه. تصاویر چشم چپ و راست با قطبش‌های متفاوت تابیده می‌شوند. در اصل، در یک پرتو نور قطبی‌شده خطی، امواج الکترومغناطیسی در یک سطح واحد مرتعش می‌شوند. قطبش‌های متفاوت به این معنا است که سطوح در یک زوایه معنادار با هم قرار دارند که معمولاً 90 درجه است.
سازوکار قطبشی در ساختار یک پروژکتور سه‌بعدی مدور است، ولی این پدیده در ایجاد تمایز میان دو پرتو نور نیز کارآمد است. در پروژکتور، قطبش‌های متناوب با استفاده از یک فیلتر الکترو اپتیکال به‌دست می‌آید که از یک قطبش به دیگری سوییچ می‌کند و هر تصویر نیز فلاش می‌زند. هم‌زمان، تماشاگر نیز یک عینک با فیلترهای قطبشی متناظر به چشم دارد؛ بنابراین، تصویر مناسب به هر چشم می‌رسد. هر ثانیه 24 فریم است که پروژکتور در هر فریم شش تصویر (سه تصویر برای چشم راست و سه تا برای چشم چپ) به‌نمایش درمی‌آورد که می‌شود 144 فلاش در هر ثانیه.
در رویکرد سونی، هر دو زاویه به‌صورت هم‌زمان و روی یک صفحه یکسان نمایش داده می‌شوند. تلفیق‌کننده‌های نوری سونی نمی‌توانند با نرخ 144 تصویر در هر ثانیه فلاش بزنند. بنابراین، سونی تراشه 4K را به دو جزء 2K زیرمجموعه تقسیم می‌کند؛ یکی برای تصاویر چشم چپ و دیگری هم برای راست. در این سیستم سه‌بعدی تصاویر چشم چپ و راست عرض 2K و طول 0.8K دارند. پروژکتور سه‌بعدی سونی دو لنز دارد و جلو هر کدام یک فیلتر قطبشی وجود دارد. تصاویر تابیده‌ شده چشم چپ از میان یک لنز و تصاویر چشم راست نیز از میان دیگری عبور می‌کند. سپس، دو تصویر به یک صفحه منتقل می‌شوند و آن‌جا با یکدیگر انطباق می‌یابند. این‌جا هم تماشاگر همانند سیستم TI یک عینک با لنزهای قطبشی متناظر به چشم می‌زند.
هر دو رویکرد، نه فقط در فیلترهای قطبشی، بلکه در تلفیق‌کننده‌های نوری مقدار زیادی نور هدر می‌دهند. به‌‌عنوان مثال، تماشاگری که فیلم سه‌بعدی تابیده‌ شده با استفاده از تراشه‌های TI را تماشا می‌کند، درنظر بگیرید: هر چشم کمی کم‌تر از نیمی از مواقع نور را می‌بیند. در سیستم سونی نیز لامپ داخل پروژکتور کل تراشه تلفیق‌کننده نوری را روشن می‌کند، ولی پروژکتور کم‌تر از نیمی از مساحت تراشه را برای نوردهی به صفحه مورد استفاده قرار می‌دهد؛ یعنی، 50 درصد کاهش نور.
در مجموع، از دست رفتگی نور در پروژکتور، با احتساب فیلترهای قطبشی حدود 75 درصد است. سپس 20 درصد از آن‌چه باقی‌مانده در عینک تماشاچی از دست می‌رود. پس اتلاف کلی به حدود 80 درصد می‌رسد. حتی انعکاسی‌ترین پرده‌ها هم نمی‌توانند چنین اتلافی را جبران کنند. علاوه بر این، به یاد داشته باشید که لامپ به‌مرور زمان دچار زوال می‌شود. بنابراین، عجیب نیست که شاهد کاهش محبوبیت سه‌بعدی باشیم، البته با وجود استثنایی همچون فیلم «جاذبه» (که بیش‌تر اوقات صفحه را با سیاهی فضا پر می‌کرد که این خود باعث می‌شود تیرگی صفحه کم‌تر به چشم بیاید).

لیزرها از راه می‌رسند
چرا لامپ‌های زنون روشن‌تر نسازیم؟ پاسخ خلاصه این است؛ زیرا کمکی نمی‌کند. لامپ‌های پروژکتور همانند هر لامپی نور را در تمام جهات پرتاب می‌کنند. سپس، این نور سفید باید به سه باند آبی، سبز و قرمز تقسیم شود که روی تراشه‌های تلفیق‌کننده نور درون پروژکتور متمرکز می‌شوند. قطر این تراشه‌ها فقط 17.5 یا 35 میلی‌متر است. برای روشن‌تر ساختن یک لامپ قوسی، خود لامپ همراه قوسی که نور می‌سازد، باید از نظر فیزیکی بزرگ‌تر شود. بزرگ‌تر کردن قوس باعث می‌شود متمرکز کردن نور آن روی تراشه دشوارتر شود. به معنای دیگر، هم‌اکنون از نظر بیرون کشیدن نور بیش‌تر از لامپ‌های قوسی به سرحد ممکن رسیده‌ایم.

لیزرها چنین محدودیتی ندارند. تمام قوای آن‌ها به‌راحتی روی یک محدوده کوچک متمرکز می‌شود و در عمل تمام این قدرت نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. این مورد درباره نور سفید صدق نمی‌کند: پس از جدا شدن پرتوهای نوری با سه رنگ اصلی از نور قوسی، بقیه طیف نوری مریی به اضافه کلی تشعشع ماورای بنفش و مادون قرمز هدر می‌رود. این هدر رفتگی هم داخل پروژکتور اتفاق می‌افتد که در نتیجه مقادیر زیادی حرارت منتشر می‌شود.
لیزرها مزایای دیگری نیز دارند. آن‌ها از نظر الکتریکی بهره‌وری بالایی دارند. عمر آن‌ها 20 تا 50 هزار ساعت است، خروجی تقریباً پایدار دارند و بسیار قابل کنترل هستند. علاوه بر این، ازآن‌جاکه لیزرها کوچک هستند و حرارت زیادی تولید نمی‌کنند، می‌توان آن‌ها را در فضایی کوچک سرهم و جایگزین لامپ‌های زنون در پروژکتور موجود کرد. این ملاحظات مدت‌ها است که سازندگان پروژکتور را وسوسه کرده است. حضور فناوری لیزر نیز به بیش از یک دهه پیش بازمی‌گردد، زمانی که شرکت‌های امریکایی و آلمانی به توسعه لیزرهایی برای استفاده در شبیه‌سازهای پرواز مخصوص آموزش خلبانی پرداختند. پیتر مولتن، یکی از اعضای IEEE Life همراه نگارنده این مقاله شرکتی با نام Laser Light Engines تأسیس کرد. این شرکت با هدف تجاری کردن سیستم لیزری‌ تأسیس شد که مولتن برای آزمایشگاه پژوهشی نیروی هوایی امریکا توسعه داده بود. این سیستم از دیودهای لیزری مادون قرمز برای تأمین یک کریستال لیزری استفاده و کریستال خود یک پرتو لیزری مادون قرمز دیگر تولید می‌کرد. پرتو مذکور نیز به یک‌سری کریستال‌های نوری غیرخطی وارد می‌شد که مادون قرمز را به پرتوهای قرمز، سبز و آبی تبدیل می‌کرد. امروزه شرکت از مجموعه‌ای از دیودهای لیزری نیمه‌رسانا برای تولید پرتوهای لیزری قرمز و آبی استفاده می‌کند. پرتو قرمز با استفاده از دیودهای مبتنی بر آرسنید گالیوم با ورقه‌های مخصوص (Quantum Well) فسفید ایندیم گالیوم آلومینیوم تولید می‌شود. آبی هم دیودهای نیترید گالیوم است، به اضافه ورقه‌های نیترید گالیوم ایندیم. پرتو سبز از یک لیزر پرقدرت با فرکانس دوبرابر شده و تقویت ‌شده با دیود می‌آید.
البته ابتدا بعید به‌نظر می‌رسید که لیزرها در راه پیش‌رفت باشند. بزرگ‌ترین مشکل آن‌ها یک تصویر ساختگی لزران بود که جلوه لکه‌ای خوانده می‌شد. پروژکتورهای لیزری نخستین به‌جای یک تکه از رنگ یکنواخت با روشنایی یکپارچه، تصاویری با نور متغیر تولید می‌کردند که رقصان به‌‌نظر می‌رسیدند، به‌خصوص اگر تماشاچی سر خود را حرکت می‌داد. جلوه لکه‌ای به این دلیل اتفاق می‌افتد که بافت بیش‌تر پرده‌های نمایش فیلم در حدود طول موج نور مریی قرار دارد. بنابراین، تشعشع‌های لیزری که از صفحه منعکس می‌شوند، به ‌شکل مخربی با یکدیگر برخورد دارند.
پروژکتور در ابتدای امر در این زمینه کارآمد به نظر نمی‌رسید تا این‌که شرکت Laser Light Engines در شهر سالم ایالت اورگان، مشکل جلوه لکه‌ای را در سال 2010 حل کرد. این شرکت چند راه‌کار را توسعه داد و یکی از همان‌ها را به‌عنوان راه‌کار نهایی انتخاب کرد. در راه‌کار پهنای باند طیفی پرتوهای قرمز، سبز و آبی تا حد جلوگیری از جلوه لکه‌ای گسترده می‌شود. شرکت مذکور برای این کار از یک فرآیند نوری غیرخطی اختصاصی استفاده می‌کند که به شکل ثمربخشی چسبندگی پرتو لیزری را کاهش می‌دهد و پهنای باند پرتوهای رنگی را از 0.1 نانومتر به 10 تا 30 نانومتر می‌رساند.
پس از حل شدن مشکل جلوه لکه‌ای، چالش‌ها عمومی‌تر شدند: ارائه 600 وات انرژی کلی لیزری و هم‌زمان دستیابی به ارقام مورد نظر در زمینه عمر مفید، بهره‌وری انرژی و قیمت. این اهداف به ترتیب عبارت بودند از 50 هزار ساعت یا 10 سال، ده لومن در ازای هر وات و هزینه‌ای کم‌تر از پروژکتور لامپی به اضافه لامپ‌هایی که در طول عمر دستگاه لازم می‌شوند (هزینه هر لامپ هزار دلار است). Laser Light Engines به دست‌یابی همه این ارقام نزدیک است. هدف آخر دشوارترین مورد خواهد بود، ولی اطمینان دارم که طی 3 تا 5 سال آینده به دست خواهد آمد. امروزه همه سازندگان پروژکتور در راه ساختن سیستم‌های لیزری به Laser Light Engines پیوسته‌اند. روشن‌ترین این نمونه‌ها توانایی تاباندن 000/70 لومن را دارد؛ یعنی، چند برابر یک پروژکتور لامپ قوسی. این میزان روشنایی بیش از مقدار مورد نیاز برای جبران نور از دست رفته در سیستم سه‌بعدی است. Laser Light Engines و NEC در نوامبر گذشته، پروژکتورهایی را با این منبع نوری جدید در ساختمان تکنی‌کالر در بربانک کالیفرنیا به‌نمایش گذاشتند.
علاوه بر فیلم‌های سه‌بعدی، فیلم‌های دوبعدی نیز از این روشنایی بیش‌تر بهره‌مند خواهند شد. به دلیل این که روشنایی بیش‌تر به معنای بخش گسترده‌تری از تابندگی خواهد بود، از نور خورشید گرفته تا سیاه مطلق. ولی متخصصان نرم‌افزاری باید برای بهره‌برداری از این بخش گسترده وارد عمل شوند و تعداد سطوح رمزگذاری دیجیتال را میان پیکسل‌های روشن و تیره بیش‌تر کنند تا تبدیل تدریجی در این محدوده گسترده‌تر به‌نرمی انجام شود. این افزایش در «عمق بیت» در هر پیکسل نیازمند یک افزایش بزرگ در پهنای باند دیجیتال خواهد بود، ولی ارزشش را خواهد داشت. امروزه، فیلم‌ها حتی به میزان کنتراست طبیعی‌ که چشم انسان می‌تواند ببیند، نزدیک هم نشده‌اند.

تکامل ضروری
سینمای دیجیتال و پروژکتورهای لیزری در طولانی‌مدت بسیار فراتر از مرزهای فیلم سنتی خواهند رفت. پروژکتورهای لامپی امروزی توانایی تولید 40 درصد از رنگ‌هایی را دارند که چشم انسان می‌بیند، در حالی که پروژکتورهای لیزری می‌توانند 40 درصد از این محدوده را تولید کنند. نوردهی لیزری رنگ‌های غنی‌تری نیز تولید می‌کند؛ زیرا پرتوهای این دستگاه‌ها به‌ شکل طبیعی متمرکزتر از نور فیلتر شده لامپ است. این پالت بزرگ‌تر، روشن‌تر و غنی‌تر به فیلم‌هایی تبدیل می‌شود که از هر آن‌چه امروز ممکن است، زنده‌تر خواهد بود. چنین مزیتی به‌آسانی به‌دست نمی‌آید. رنگ‌های بیش‌تر نیازمند تغییرهای متناسب در استانداردهای جهانی خواهد بود، ولی این مسئله بدون جدل فراوان درباره گستردگی این تغییرات اتفاق نخواهد افتاد. رنگ‌های بیش‌تر به بیت‌های بیش‌تر نیاز خواهد داشت که این امر به معنای نیاز به پهنای باند بیش‌تر پیش و بعد از ورود داده به پروژکتور خواهد بود.
کنتراست بیش‌تر و رندرینگ رنگ فقط عواملی نیستند که باعث افزایش حجم فایل فیلم می‌شوند. کارگردانان شروع به استفاده از نرخ فریم بالاتر از 24 فریم در ثانیه کرده‌اند؛ یعنی، همان استانداردی که از سال 1927 تاکنون مرسوم است. پیتر جکسون فیلم «هابیت: یک ماجرای غیرمنتظره» و فیلم بعدی‌اش را با نرخ 48 فریم در ثانیه تصویر‌برداری کرد. نرخ فریم یک فیلم تأثیر بزرگی در چگونگی دیده شدن حرکت‌ها و همچنین کنتراست و تفکیک‌پذیری می‌گذارد. همچنین، نرخ فریم بیش‌تر اجازه می‌دهد سوژه‌هایی که حرکت سریع دارند واضح دیده شوند و جلوه ناواضحی که به هنگام حرکت دوربین یا سوژه به‌وجود می‌آید، از بین می‌برد. ولی همانند محدوده پویایی بیش‌تر، این‌جا هم بهایی باید پرداخت.  نمایش فریم‌های بیش‌تر در هر ثانیه علاوه بر حجم داده‌های فیلم، نرخ انتقال داده به هنگام پخش فیلم را نیز افزایش می‌دهد.
علاوه بر این موارد، یکی دیگر از احتمال‌ها برای فیلم‌های آینده افزایش تفکیک‌پذیری فضایی یا تعداد پیکسل‌ها در هر صحنه است. این تفکیک‌پذیری در هر دو روش DMD و LCoS توسط فناوری مدولاتور نور فضایی محدود شده است. امروزه بیش‌تر سالن‌ها فیلم‌ها را با تفکیک‌پذیری 2K (2،211،840 پیکسل در هر فریم) نمایش می‌دهند. برخی تهیه‌کنندگان مایل هستند شاهد مهاجرت به 4K (8،847،360 پیکسل در هر فریم) باشند.
در هر حال، در صورت دوبرابر شدن تفکیک‌پذیری داده فشرده ‌نشده با ضریب 4 افزایش می‌یابد. بنابراین، همچنان با عبارت «پهنای باند بیش‌تر، لطفا!» مواجه هستیم. در نهایت، از همه این موارد چه نتیجه‌ای می‌توان گرفت؟ اگر بخواهید یک فیلم دو ساعته با محدوده رنگی گسترده به‌ صورت 4K و با 48 فریم در ثانیه بسازید، فایل خام این فیلم به بیش از 15 ترابایت فضا نیاز خواهد داشت. برای مقایسه می‌توانید درنظر داشته باشید که حجم کل داده‌های ارسال‌ شده در ایالات متحده طی یک سال 6/10 ترابایت برآورد می‌شود. همه این پارامترها روشنایی، محدوده رنگی، نرخ فریم و حتی نرخ هماهنگ با لیزر به‌ صورت مستقل در پروژکتورهای آینده قابل تنظیم خواهند بود. این قابلیت کنترل باعث می‌شود پروژکتورها چندکاربردی شوند و بتوانند سطوح مختلفی از کیفیت را به‌نمایش بگذارند. این فرآیند که به‌ هنگام نمایش فیلم و بی‌درنگ قابل انجام است، به کاربر اطمینان می‌دهد که بالاترین کیفیت با توجه به داده ورودی نمایش داده می‌شود. این توسعه‌ها به‌ناچار سالن‌های سینما را تغییر خواهد داد. در حال حاضر، تعدادی هِد یا «سر پروژکتور» طراحی شده‌اند که منبع نوری داخل آن‌ها نیست و فقط مدولاتورهای نوری فضایی و اپتیک‌هایی که تصویر متحرک را ایجاد و روی صفحه فکوس می‌کند در آن وجود دارند. این سرهای پروژکتور با اتصال کابل فیبر نوری می‌توانند با استفاده از نور لیزری از منابعی در فاصله ده‌ها متر دورتر تغذیه شوند. بنابراین، به ‌نظر می‌رسد مجموعه‌های چندسالنی آینده یک «مرکز نور» در نقطه مرکزی مجموعه خواهند داشت که دستگاه‌های ارسال‌کننده نورهای لیزری در آن قرار می‌گیرند و با کمک منابع تغذیه مؤثر و خنک‌کننده‌های مایع از سیستم HVAC سالن روی سقف ساختمان پشتیبانی می‌شوند. سرهای کوچک پروژکتور از سقف هر سالن آویزان خواهند بود. نورهای لیزری قرمز، سبز و آبی نیز از سوی مرکز نور و از طریق کابل فیبر نوری از درون دیوارها به سرهای پروژکتور می‌رسند و به پرده تابانده می‌شوند. در چنین طرحی نیازی به کابین پخش در سالن سینما نخواهد بود. پروژکتورها و مرکز نور را می‌توان از راه دور و با استفاده از مراکز عملیاتی تحت شبکه کنترل کرد که این امر به شکل قابل توجهی هزینه‌های مدیریت سالن‌های زنجیره‌ای را کاهش می‌دهد.تمام این بهبودها نیازمند مهندسی بیش‌تر و همچنین توسعه‌های بزرگ، پیچیده و متناسب در سطح سیستم است. البته بازدهی نیز 100 درصد نیست. برخی ناظران ادعا می‌کنند نسل جدید از هم‌اکنون به صفحه‌های کوچک خو گرفته است. به عقیده من، همیشه بازاری برای سرگرمی واقعاً جمعی با کیفیت بالا و روی صفحه نمایش بزرگ وجود خواهد داشت و بهتر است که با آن همگام باشیم. اگر سینما بخواهد همچنان ما را قانع کند که از روی مبل راحتی بلند شویم و به سالن برویم، باید به تکامل ادامه دهد.

قدرت لیزرها
تجهزات تعبیه‌شده در رک (شکل 01) پرتوهای قرمز، سبز و آبی را تولید می‌کنند که به خورد پروژکتور NEC NC3240S (شکل 02) داده می‌شوند. پرتوها از میان پشت دستگاه (شکل‌های 02 و 03) وارد می‌شوند و سپس به سوی ترکیب‌کننده رنگ می‌روند (شکل 04) در آن‌جا یک پرتو سفید تولید می‌شود که وارد پشت اپتیک‌های تابش می‌شود. پرتو مذکور دوباره به اجزا قرمز، سبز و آبی تجزیه می‌شود و هر کدام به سوی یک تراشه ترکیب‌کننده می‌رود تا تصویر متحرک روی صفحه نقش ببندد.

شکل 1

شکل 2

شکل 3

شکل 4

درون یک پروژکتور لیزری

پرتوهای قرمز، سبز و آبی هر کدام از درون یک تراشه مدولاتور بیرون می‌آیند. برای هر کدام از این رنگ‌ها، مدولاتور متناظر در می‌یابد که در هر پیکسل از هر فریم چه میزان نور از میان اپتیک تابانده می‌شود. طول مسیر هر پرتو رنگی از مدولاتور تا اپتیک تابش باید با دیگری یکسان باشد تا هر سه تصویر در یک سطح فوکوس شوند.

سالن سینمای آینده

در یک مجموعه چند‌سالنه، یک «مرکز نور» با لیزرهای قوی (قرمز، سبز و آبی) چند سر پروژکتور را برای پخش تغذیه می‌کند. سرهای پروژکتور با استفاده از فیبرهای نوری مخصوص به مرکز نور متصل می‌‌شوند. لیزرهای درون مرکز نور نیز توسط مایع مخصوصی خنک می‌شوند که مرکز آن روی سقف قرار دارد.