Le foto e i video in realtà riescono a dare solo una vaga idea dell'effetto reale che le proiezioni laser hanno sul posto durante uno spettacolo. Ne è un esempio «Global Rainbow» (arcobaleno globale) dell'artista Yvette Mattern, dove sette potentissimi fasci laser dai colori brillanti si slanciano splendenti verso il cielo dalla Ernst-Reuter-Platz in direzione della colonna della Vittoria, cambiando l'atmosfera del centro di Berlino. O «Another Moon» (un'altra luna) del duo di artisti Kimchi and Chips, in cui nel cielo sopra il grande sito minerario di Essen, lo Zeche Zollverein, appare proprio una seconda luna. O ancora il vertiginoso spettacolo della cerimonia di chiusura delle Olimpiadi invernali di Pyeongchang... e questi sono solo alcuni esempi.
Penna ottica di quattro millimetri di diametro
Gli effetti luminosi, spesso sorprendenti e talvolta mozzafiato, si basano sulle qualità uniche del fascio laser. In quanto a intensità, focalizzazione e portata, supera di gran lunga i fasci luminosi di altre sorgenti artificiali. D'altro canto il laser è soggetto a limitazioni ottiche e tecniche, come spiega il direttore commerciale Richard Schäfer: «Solitamente il fascio è molto piccolo. Con i nostri dispositivi, normalmente il suo diametro è di circa 4 millimetri. Questo significa che sulla superficie su cui viene proiettato appare solo un puntino».
Per creare un motivo, ad esempio un logo, una scritta o immagini in movimento tipo cartone animato, la proiezione laser dipende dall'inerzia dell'occhio umano. Per essere esatti, si tratta dell'elaborazione dell'immagine nel cervello, che crea inoltre una successione continua in una pellicola costituita da un massimo di 24 fotogrammi al secondo. Se il raggio laser si muove con sufficiente velocità, la persona «vede» l'animazione proiettata anziché un punto luminoso in movimento. Per riuscirci, all'interno del proiettore il fascio è deviato per mezzo di due specchi, uno per l'asse x e uno per l'asse y. Il suo movimento è indotto elettromagneticamente e raggiunge una velocità molto elevata.
Un'altra limitazione è il colore. Il colore di un laser dipende dal materiale attivo in cui viene generato il fascio. Nel caso della proiezione laser è il semiconduttore, poiché qui si usano diodi laser o sorgenti che ricorrono alla tecnologia OPSL di Coherent. Ma i diodi laser sono in grado di produrre solo pochi colori di base, principalmente rosso, verde e blu. Gli avanzati dispositivi di LaserAnimation Sollinger hanno sorgenti OPSL di Coherent anche per il giallo, l'arancione e il ciano. Per produrre un fascio bianco bisogna «sovrapporre in modo collineare» fasci di vari colori. Lo stesso vale per gli altri colori: per creare i vari toni dell'intera gamma viene modulata l'intensità dei singoli raggi.
Non è permesso neppure un centesimo di grado di deviazione
Il trucco consiste nel sovrapporre nel modo più collineare possibile diverse sorgenti laser, ciascuna con una lunghezza d'onda diversa. Quanto maggiore è la precisione con cui viene eseguita questa operazione, tanto più nitido ed esatto apparirà il fascio finale all'occhio umano. È qui che trovano impiego gli speciali filtri ottici denominati «filtri dicroici», che deviano determinate lunghezze d'onda mentre altre lunghezze d'onda (colori) si irradiano attraverso il filtro di vetro. In questo modo è possibile «sovrapporre» diversi fasci laser per formare un unico fascio. Di conseguenza, ciò che all'occhio umano appare come un raggio «bianco» in realtà è la combinazione di sorgenti di rosso, verde e blu.
Ma questo funziona solo se i fasci restano insieme con grande precisione, e soprattutto per molto tempo e a grande distanza, poiché le installazioni laser spesso devono essere visibili a distanza di centinaia di metri o addirittura di diversi chilometri. Come spiega Richard Schäfer, i filtri dicroici vanno regolati con estrema precisione: «Una deviazione di un centesimo di grado si traduce in uno scostamento di 1,7 centimetri ogni cento metri. Ciò significa che i singoli colori non si sovrappongo più e possono essere percepiti dall'occhio umano facendo perdere l'effetto della miscelazione dei colori».
Non è raro che un dispositivo LaserAnimation Sollinger debba lasciare Berlino per essere installato il giorno dopo, ad esempio, per uno spettacolo di luci laser al Burj Khalifa di Dubai. Dopo un volo a meno venti gradi su un volo cargo, sotto il sole del deserto l'alloggiamento si riscalda fino a sessanta gradi o oltre. Nonostante l'alta qualità dei materiali e la sofisticata tecnologia di fissaggio, un certo grado di distorsione nell'ottica è inevitabile. Di conseguenza è possibile che si renda necessario regolare di nuovo leggermente la posizione dei filtri dicroici. Questo è il motivo per cui i supporti degli specchi dicroici sono dotati di un azionamento: i motori brushless CC di FAULHABER con ruote dentate integrate vengono utilizzati per effettuare una regolazione di precisione controllata mediante software fino ad almeno un millesimo di grado.
Reticoli ottici per effetti mozzafiato
Un altro motore viene utilizzato a scopo di protezione. Per impedire che l'intensa luce laser penetri nell'occhio umano in modo incontrollato, i proiettori sono dotati di un meccanismo di spegnimento a due livelli. Oltre ad un circuito di protezione elettronico, c'è anche un otturatore meccanico per le emergenze. Durante il normale funzionamento la sua aletta viene mantenuta aperta da un magnete girevole motorizzato. In caso di guasto il circuito di sicurezza arresta il motore e permette all'aletta di abbassarsi sull'uscita del fascio.
Altri azionamenti di FAULHABER trovano impiego nel modulo reticolo. Il reticolo di diffrazione è un elemento ottico che usa la deflessione dei raggi luminosi quando attraversano spazi molto stretti. Oltre a fasci ed elementi grafici, un proiettore laser è in grado di generare un gran numero di motivi ed effetti, come ad esempio una sorta di luce polare artificiale o le forme astratte fluttuanti del «Destructive Observation Field» (Campo di osservazione distruttivo) di Robert Henke: un oggetto luminoso che cambia continuamente e sembra un ibrido tra la nebbia cosmica e la struttura cellulare biologica, riproducendo in un certo senso il microcosmo e il macrocosmo. Gli effetti, oltre a poter essere prodotti su un muro di proiezione, possono anche essere sospesi liberamente nello spazio.
I posizionamento delle ruote del modulo reticolo avviene grazie a motori passo-passo in modo da selezionare un reticolo specifico per la proiezione. Quanto ai reticoli circolari in sé, questi ultimi sono messi in movimento da motori brushless CC, che a loro volta creano un effetto ottico proprio che può spaziare da un'irrequietezza selvaggia a cambiamenti dell'immagine di una lentezza meditativa a passo di lumaca.
Massimi requisiti per gli azionamenti
«Per questi tipi di effetti usiamo spesso vari proiettori», spiega Richard Schäfer. «Il loro effetto si crea solo se i reticoli si muovono in modo assolutamente sincrono, sia a velocità minima che massima nonché in modalità di avvio/arresto con costanti cambiamenti di direzione». I proiettori e i moduli reticolo sono pieni di tecnologia, il che significa che lo spazio per il montaggio è estremamente ristretto. Qui si possono far entrare solo motori molto piccoli.
Ulteriori requisiti minimi sono la massima precisione e ripetibilità. In tutto questo le ruote dentate senza gioco integrate svolgono un ruolo importante. Alla domanda di quando sia iniziata la collaborazione con FAULHABER, Richard Schäfer risponde che dev'essere stato prima del suo arrivo in azienda. Cercando il primissimo ordine, trova l'anno 2003. Ciò significa che i motori FAULHABER hanno resistito alla prova del tempo per questa impegnativa applicazione per venti anni: «Costruiamo dispositivi di massima qualità per i proiettori laser. Per farlo, abbiamo bisogno di azionamenti che si trovino allo stesso livello».
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