キーストーン効果

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キーストーン効果とは、画像を斜めの面に投影することで生じる画像の見かけ上の歪みです。これは画像寸法の歪みで、たとえば正方形が台形(建築物のキーストーンの形状) のように見えることから、この機能の名前が付けられています。プロジェクターをテーブルの上に置いてスクリーンを見上げると、画像の上部が下部よりも大きくなります。プロジェクターレンズは平均距離のみに焦点を合わせる ため、スクリーンの一部の領域に焦点が正しく合わない場合があります。

写真において、この用語は、上向きに撮影したときに建物が写真の垂直中心線に向かって傾いているように見えることを説明するために使用されます。これは建築写真でよく見られる効果です。同様に、たとえば高層ビルから下を見下ろして写真を撮ると、建物は上に向かって幅が広く見えるようになります。この効果は通常、ティルトシフト写真で特殊なレンズを使用するか、最新の画像編集ソフトウェアを使用して後処理することで修正されます。

画像の歪みは、プロジェクターとスクリーンの角度とビームの角度によって決まります。

歪み^[要説明] (2 次元モデル^[要説明]、および小さな焦点角度の場合) は、次のように近似するのが最も適切です。

${\displaystyle {\frac {\cos \left(\varepsilon -{\frac {\alpha }{2}}\right)}{\cos \left(\varepsilon +{\frac {\alpha }{2}}\right)}}}$

ここで、はスクリーン軸^[要説明]とプロジェクターからの中心光線の間の角度であり、 は焦点の幅^[要説明]です。 ${\displaystyle \epsilon }$${\displaystyle \alpha}$

式から、がゼロ、^つまり画面に対して垂直の場合に^は歪みが生じないことが明らかです。 ^[要出典]${\displaystyle \epsilon }$

立体視では、2 つのレンズを使用して同じ被写体の画像をそれぞれわずかに異なる視点から表示し、被写体を 3 次元で表示します。2 つの画像が正確に平行でない場合、キーストーン効果が発生します。これは、実体顕微鏡のようにレンズが被写体に近い場合に特に顕著ですが、^[1]多くの 3D ステレオ カメラ レンズでよく見られる問題でもあります。

スクリーン プロジェクターが、すべてのライン (上から下まで) を同時に焦点を合わせるのに必要な 焦点深度を備えていない場合、問題が発生します。この問題の一般的な解決策は次のとおりです。

• プロジェクターをスクリーンの中央に近づけると、
• 画面を少し傾けると、
• プロジェクター上の特別なソフトウェアの使用
• プロジェクターを制御するコンピューター。

キーストーン補正(俗にキーストーンとも呼ばれる) は、マルチメディア プロジェクターが画面の水平中心線に対して垂直に配置されていない場合 (高すぎるか低すぎる場合) に、出力画像を歪ませて長方形にすることができる機能です。

プロジェクターを天井に取り付けたり、投影スクリーンより低いまたは高いテーブルの上に置いたりする場合など、プロジェクターをスクリーンに垂直でスクリーンの中心を通る線から外側の位置に配置する必要があることがよくあります。天井に取り付けられたプロジェクターのほとんどは、レンズからの画像の投影に対応するために上下逆さまに取り付ける必要があり、画像はソフトウェアで正しい向きに回転されます。キーストーン補正は、多くのプロジェクターに搭載されている機能で、出力画像を意図的に「歪ませて」、ビデオまたはコンピューター ソースによって提供される元の長方形画像を再現し、角度のある投影によって生じる歪んだ出力を排除します。

水平方向の台形歪みを補正する機能は、通常、大型またはプロ仕様のプロジェクターでのみ利用できます。ほとんどの消費者向けユニットでは、必要に応じてプロジェクターを左右に動かすか、またはまれにレンズをシフトすることで、ティルトシフト写真と同様の原理で簡単に補正できます。

最近のプロジェクターでは、キーストーン補正技術は、使用されている技術に応じて、プロジェクターの内部 ( LCD ) パネルまたは ( DLP ) ミラーを介して、光学的ではなくデジタル的に実行されます。したがって、画像にキーストーン補正を適用すると、使用される個々のピクセルの数が減り、解像度が低下して、投影された画像の品質が低下します。ホームシアター愛好家は、キーストーンは画像品質に影響を与えるため使用すべきではないと主張します。ただし、プロジェクターをスクリーンの正面に直接取り付けることができない場合や、レンズシフト技術を使用してプロジェクターをスクリーンのフレームの外側に取り付ける必要があるプロジェクターでは、便利な技術です。

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