8、如何测评振镜的性能

      引言

      近年来,激光娱乐表演产业发展迅速,作为激光表演系统中的基础部件,振镜的研发和生产也是百花齐放,百家争鸣。但是目前国内市场上的国产拓镜可以说是鱼龙混杂、良莠不齐。CR-TEC作为国际激光演示协会ILDA国际成员,结合ILDA发布的振镜测试图ILDA Test Pattern,详细介绍如何比较振镜的性能。

ILDA是国际激光演示协会的英文名称,International Laser Display Association缩写。ILDA最初是由美国一批激光表演发烧友为了规范激光艺术表演设备的设计和生产,方便这个领域的技术专家、艺术家们进行技术交流而发起成立的。ILDA现在是这个行业唯一的国际技术组织,总部在美国的费罗里达州,每年都有技术交流年会。CR-TEC是这个组织的国际成员.

      速度??K

      目前,在行业内形成了一个不成文的习俗,当谈到振镜性能时,大家都宣称自己的振镜能达到多少K,似乎这个K前面的数字越大,振镜的性能就越好。因此,激光灯生产商为了标榜自己的激光灯采用了高性能的振镜,就尽量把这个 K提高;振镜生产商为了使振镜能卖上一个好价格,也想方设法把自己振镜的 K标高。你说你的振镜 20 K,我就说自己的振镜 30 K;你说 30 K,我就说 45 K。事实上,这样的说法都不科学,毫无意义。

      送点速度与振镜速度

      每一幅激光图案都是由一组特定的X-Y坐标点构成。在激光表演时,电脑软件把每一个坐标点对应的X和Y方向的电压分别连续地送到X和Y振镜,X-Y振镜按图案中(X,Y)从标点对应的电压指令快速移动激光束,这样就形成了由各种线条组成的激光图案。

      送点速率:电脑软件可以按10Kpps,20Kpps,30Kpps等,甚至更高的速率把存储在电脑中相关的激光图案的(X,Y)坐标点对应的(X,Y)电压输出到振镜(注:10Kpps代表每秒输出10000个点坐标数据)。严格上讲,这个速率为“软件送点速率”。但在一些激光软件中,它也经常被称为扫描速率(scan-rate)和扫描速度(scan-speed),这类表述和翻译经常引起混淆。

      振镜速度:软件可以按任意的速率输出坐标点数据,但振镜能否跟得上软件的指令如实地显示 软件对应的激光图案呢?振镜是一种机械结构的位置伺服电机,它的“起动”-“移动”-“停止”过程是需要一定的时间的,这个时间的专业述语是“价跃响应时间”(Step-Response)。如果要从很专业的角度来测量振镜的“速度”,就应该在一个规定的摆动角度下测量振镜的“价跃响应时间”,这个时间越小就说明振镜的速度越快。当然,对某一款具体的振镜来说,测量的摆动角度越小,它的阶路响应时间就越短。

      最大扫描角度

      在正常表演时,持镜的扫描角度可以在一定的范围内由软件任意控制,但每一款振镜都由振镜的生产商根据振镜的的结构特性设定了一个最大的扫描角度(限角)。通常软件的信号电压在±10VDV变化时,振镜就在最大的扫镜角度(极左/极右)内摆动。不同型号的振镜,其设定的最大扫描角度通常是不同的。

       ILDA测试图

      如果要专业测量振镜的性能,那么就需要许多的仪器设备,如高速示波器、信号源等。显然,这对一般用户来说很不方便,也不太现实。那么,如何使变通用户方便地来评价一套振镜的性能呢?国际激光演示协会ILDA在1994年前后引入一幅振镜测试校正图-ILDA Test Pattern。

      设计ILDA测试图的初衷是为了让当时的美国和欧洲的激光表演艺术家有一个统一的标准来校正 他们各自振镜的扫描速度,并在相同的速度的振镜上设计相关的激光艺术作品。这样,激光艺术家们设计的图案和表演节目就可以在不同的振镜上兼容和互换。根据当时的振镜性能,ILDA规定了2标准速度12Kpps和30Kpps,如果你的振镜性能比较高,就建议把你的持镜按30Kpps校正,否则按12Kpps校正。要不然,如果你的图案和节目在一款按20Kpps校正的振镜上设计的,那么虽然你的图案在20K振镜上看起来不错,但到12Kpps或30Kpps振镜上就会变味了。

      使用ILDA测试图

      经过改进的ILDA测试图主要有2个大小方框和1个圆组成,如图所示。这个测试图在Pangolin软件的Test Frame目录下。测试振镜时,首先把振镜安装在合适的X-Y固定架上,然后让激光束对准X-Y振镜,振镜的位置输入和激光器的调制信号口接到Pangolin软件的ILDA输出口的相关引脚上。

                                                     

      速度测试:打开ILDA测试图,设定软件的Size为最大(100%),然后缓慢改变软件的送点速率,当送点速率由低向高提升时,测试图中的圆会变小,当这个圆正好内切于这个小四边形时停止操作,这时软件送点速率与扫描响应速度相匹配。如果这时软件的送点速率为30Kpps,就说明这套振镜的ILDA校正速度为30K,也经常说成是30K的振镜。

      角度测试: 当图案定格在 “圆内切小四边形”时 ,在投放屏上测量 ILDA测试图中大方框的宽度和图案中心点到振镜的距离,然后计算出图案的最大投射角度 ,如+/-20°(光学角 ),那么投射角度为 40°。此时,我们就可以讲:这套振镜在 40°的投射角下能够按 ILDA30 K的标准速度工作。

      图案质量:评价一套振镜的性能时,振镜的扫描速度响应能力和其最大投射角度固然是最重要的参数。但是 ILDA测试图不仅只反映这 2个参数 ,一套校正良好的振镜必须能够完美地投放 ILDA标准测试图中的所有元素。其中比较重要的是:

      (1)中心内切圆必须是基本对称的圆,而不是椭圆,否则说明 X和 Y振镜的速度不同,这会影响投放图案的美观。

      (2)图中大小方框的 4个转角必须干脆利落 ,棱角分明,否则说明振镜存在“过冲”或“欠速”。如果存在 “过冲”,那么 ILDA测试图中 “圆内切正方形”时反映的振镜速度“虚高”。如果存在“欠速”,那么图案的棱角将不够分明。

      (3)图中的 “+”必须在正中心 ,否则说明振镜的对称性没有调好。

      性能比较:利用 ILDA测试图评价 ,比较振镜性能时应该注意以下要点:

      (1)最大投射角度 :必须在同一个“最大投射角度”下测试比较“圆内切方框”时的送点速率,这个速率就是振镜在这个角度下的 ILDA标准测试速度 ,如 20 K或 30 K等。否则在不同的角度下得出的速率没有比较意义。

      (2)同等角度比较:在以同样的角度完美地显示 ILDA标准测试图时,送点速率高的振镜的性能要优于送点速率低的振镜。

      (3)同等速率比较:在以同样的送点速率完美地显示 ILDA标准测试图时,投射角度大的振镜 ,其性能要高于投射角小的振镜的性能。因为,前者在小角度下能以更快的速率显示 ILDA测试图。

      (4)镜片负载比较:在以同样的角度和速率完美地显示标准 ILDA测试图时,携带较大镜片的振镜的性能要高于携带较小镜片的振镜的性能。因为 ,当负载减小时,振镜的速度响应能力可以得到提升。

      (5)振镜性能比喻:可以把振镜比喻成上下升降的电梯。电梯的升降高度对应振镜的投射角度,电梯的升降速度对应振镜的阶跃响应能力 (速度响应能力),电梯的载重量相当于振镜携带负载的能力。显然,升降幅度大,速度快,载重量大的电梯比升降幅度小,速度慢,载重量小的电梯要好。振镜的性能与电梯类似。

     结束语

      ILDA测试图提供了一种快速评价和比较振镜性能的方法,但其功能绝不仅限于比较和测试。利用 ILDA测试图 ,你可以从零开始调试 ,校正你的振镜,使你的振镜在实际表演中发挥出最佳的性能。

 

 

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