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청중 스캔 프로그램을 평가하는 방법

이 기사에서는 기본 측정 도구의 도움을 받는 수동 계산을 사용하여 쇼를 평가하는 방법을 논의한다. 이것은 정지 효과를 투사할 수 있는 능력을 요구한다. 레이저 프로젝터가 시트 스캔, 터널 또는 빔 배열과 같은 효과를 스캔할 수 있지만 정확한 측정을 위해 광 감지기를 스캔 빔 효과에 배치해야 하기 때문에 효과 자체는 정지 상태를 유지해야 한다. 이러한 이유로 ADAT 또는 기타 테이핑된 쇼는 이러한 기법을 사용하여 효과적으로 평가할 수 없다.

기본 측정에 의해 지원되는 수동 계산에 필요한 도구

• 보정 레이저 전원 측정기 
  정적(비이동 및 비변조) 빔을 측정하도록 설계된 레이저 전력계를 사용해야 한다. 계량기는 낮은 광도를 측정할 수 있어야 하므로 평방 스펙트럼의 실리콘 검출기를 사용하여야 한다. 안전 평가를 쉽게 수행하려면 활성 영역이 1 cm²(1제곱센티미터)인 것을 사용해야 한다. 빔이 이 검출기를 채우거나 과도하게 채우면 미터기는 1평방 센티미터 당 와트 단위로 외부 방사조도(레이저 동력의 농도)를 측정하기 때문에 이 크기 검출기를 사용하는 것이 더 쉽다. 다른 검출기 크기를 사용할 수 있지만 측정 단위를 변환하기 위해 계산을 수행해야 한다. 이 글은 단순성을 위해 1cm² 검출기가 사용될 것으로 가정한다.
• 급속 실리콘 광다이오드(앰프 포함) 
  빠른 실리콘 광다이오드는 하마마츠, 센트로닉, UDT를 포함한 여러 공급업체에서 구할 수 있다. 이러한 장치들은 전압 대신 전류를 출력하기 때문에 외부 증폭기를 사용하여 스코프에 쉽게 연결할 수 있어야 한다. 또는 센트로닉에서 OSI 시리즈와 같은 내장 앰프가 있는 검출기를 구입할 수 있다. 펄스 폭 측정의 경우 검출기의 활성 영역은 7mm 이상이어야 한다. 7mm 이상일 경우 7mm 구멍으로 마스크를 만들어 검출기 위에 놓아야 한다. 이를 제한 개구부라고 한다(7mm는 안전성 평가에 사용할 국제적으로 인정된 안구 동공 직경이다.)
• 오실로스코프
  오실로스코프는 빠른 실리콘 광다이오드와 함께 펄스 폭 및 펄스 반복 속도를 측정하기 위해 사용될 것이다. 수직 대역폭이 50MHz 이상인 아날로그 필드 스코프는 잘 작동한다. 오실로스코프를 디지털화하는 것은 조심하지 않으면 샘플 앨리어싱이 발생할 수 있기 때문에 주의해야 한다.
• 과학계산기 
  10의 지수와 능력을 발휘할 수 있는 계산기는 모두 잘 작동될 것이다. Microsoft Windows와 함께 제공되는 Calculator 프로그램을 사용하는 경우가 많다(보기 메뉴에서 "과학적" 모드를 선택하십시오).
• 어떤 기술적인 기술...
  수동 사용자 스캐닝 안전 평가는 매우 지루하고 오류가 발생하기 쉽다. 위에 지정한 도구를 사용하기 위해서는 지식과 경험이 필요하며 기술적으로 숙련된 개인에 의해서만 수행되어야 한다.

프로그램 평가

장비가 준비되면 전체 프로그램을 여러 번 실행하여 특히 밝고 위험한 효과를 식별하고 나열하십시오. 이러한 항목이 확인되면 다음을 수행하여 각 항목을 평가하십시오.

단계 1. 청중 접근의 가장 가까운 지점에서 레이저 빔 방사조도를 측정한다. 이를 위해 행사장에 비이동 빔을 투사한다. (이것은 쇼 사이트에 대한 충분한 사전 지식을 가지고 스튜디오에서 다시 해야 한다. 객실이 레이저가 아닌 사람이나 관객이 차지하지 않는 경우에만 행사장에서 한다.) 이 빔은 평가되는 효과와 동일한 색상과 출력 레벨이어야 한다. 검출기 헤드를 관객 접근의 가장 가까운 지점에서 빔에 조심스럽게 위치시킨다. (특히 실리콘 검출기로 검출기 헤드에서 빛이 반사될 수 있다는 점에 유의하십시오. 이 반사광이 방 안의 다른 사람에게 위험을 주지 않도록 하십시오.) 빔이 1센티미터 검출기 영역을 오버필(또는 적어도 채움)하는지 확인하십시오. 빔 직경이 1cm 미만인 경우, 15mW 미만의 레이저 파워를 사용하지 않는 한 이는 이미 안전하지 않은 노출이다. 미터기가 보고한 값을 "제곱 센티미터 당 와트 수"로 기록한다. 예를 들어, 미터기가 7.5mW로 표시되면 7.5mW/cm²으로 기록한다. 이제 7.5mW는 매우 낮아 보일 수 있다[주 1 참조]. 7.5mW 빔을 가진 쇼는 누가 할 것인가? 왜 7.5mW의 빔을 측정했을까? 답은 1단계에서 빔은 7.5mW가 아니며, 방사조도는 제곱 센티미터 당 7.5mW이다. 바라건대 빔 직경이 1cm 이상이고 7.5mW가 큰 빔의 가장 밝은 부분에 수집될 것이다. 가장 가까운 접근 지점의 빔 직경이 허용 가능한 수준으로 방사조도를 낮출 수 있을 만큼 충분히 클 경우 실제 빔 출력의 수십 와트를 사용할 수 있다.

단계 2. 효과가 눈을 통과할 때 펄스 폭을 측정한다. 이를 위해 행사장에 효과를 투사하고 효과에서 가장 밝은 곳에 효과에 빠른 광다이오드를 조심스럽게 배치한다.(아게인, 빗나간 반사에 유의하십시오.) 가장 밝은 곳은 이미지에 액센트를 위해 빔을 제자리에 고정하는 여러 점이 있을 것이다(예: 코너 또는 앵커 포인트). 오실로스코프를 사용하여 펄스 폭을 측정 및 기록하고 필요에 따라 수평 시간 기준을 조정하십시오. (펄스 너비를 정의하는 방법은 많지만, 안전 전문가들은 "전체 너비, 절반-최대" 지점을 사용해야 한다는 데 동의한다. 예를 들어, 진폭에서 펄스가 2V이면 1V 지점에서 폭을 측정하십시오. 효과에 따라 약 20 ~ 500마이크로초의 범위가 될 수 있다. (이 측정 중에 검출기가 포화 상태가 되지 않도록 하십시오. 펄스의 상단이 평평하면 포화상태가 될 수 있으며 검출기에 부딪히는 빛의 양을 줄이기 위해 중성 밀도 광학 필터를 사용해야 한다.)

단계 3.펄스 반복률을 측정한다. 이렇게 하려면 두 개 이상의 연속 펄스가 보일 때까지 수평 스위프 시간을 늘리고 펄스 사이의 시간을 측정하십시오. 과학적 계산기를 사용하여 이 시간의 역수를 취하여 반복률을 계산한다. 예를 들어 펄스 간 16밀리초(0.016초)를 측정할 경우 펄스 반복률은 1 / 0.016 또는 60Hz가 된다.

이제 효과에 대한 정보를 수집했으므로 안전 지침 및 정부 규정에 의해 규정된 최대 허용 노출[MPE]에 대해 이 효과가 어떻게 작용하는지 확인할 것이다..

단계 4. 이 효과에 대한 단일 펄스 최대 허용 노출[MPE]을 계산한다. 이것은 특정 펄스 폭에 대해 안전하다고 간주되는 최대 방사조도(레이저 전력밀도)를 규정하는 안전 지침 또는 정부 규정이다. 단일 펄스 MPE를 계산하려면 [주 1](제곱 센티미터당 와트 수)를 3/4 전원으로 올리고 결과를 0.0018 곱한 후 전체 결과를 펄스 폭(초)으로 나눈다. 예를 들어, 펄스 폭이 100마이크로초(0.000100초)인 경우 계산은 (0.000100초) ^¾  X .0018 / 0.000100 = 0.018 W/cm²1단계에서 측정한 방사조도가 단일 펄스 MPE보다 크면 오른쪽에서 정지한다. 0.0001, 0.0001, X^Y 키 입력, 0.75(3/4 등가) 입력, 0.0018, 0.0001 입력 및 = 누른다.심지어 레이저광의 한 펄스에 대해서도 안전하며, 청중 앞에서 공연해서는 안 된다.

단계 5.이 효과에 대해 다중 펄스 MPE를 계산한다. 이것은 청중들이 노출될 맥박의 수를 바탕으로 한 싱글펄스 MPE의 축소된 버전이다. 기본적으로 눈으로 수신되는 빛의 펄스가 많을수록 펄스당 허용되는 빛은 줄어든다. 다중 펄스 MPE를 계산하려면 노출 시간(초)에 펄스 반복률을 곱한 후 이 숫자를 -1/4(음수 1/4) 전원으로 올린다. 예를 들어 노출 시간이 1/4초이고 [주 2 참조] 펄스 반복률이 60Hz일 경우 계산은 (0.25 X 60) ^-1/4 =0.508. (Microsoft Windows와 함께 제공된 과학 계산기를 사용하려면 (키, 0.25 입력, *, 60 입력, ) 키를 누르십시오. 이것은 노출 시간 동안 경험된 총 펄스 수를 제공한다. 그런 다음 X^Y 키를 누르고 0.25를 입력하고 +/- 키(등가 -1/4)를 누른 다음 =를 누르십시오. 그런 다음 이 인자에 단일 펄스 MPE를 곱하여 다중 펄스 MPE를 도출한다. 이 예에서 0.018 X 0.508 = 0.0091 W/cm일 것이다.² 또는 평방 센티미터 당 9.1 밀리와트. 1단계에서 측정한 방사조도가 다중펄스 MPE보다 클 경우, 바로 거기서 멈추십시오. 그 효과는 노출 시간에 대해 안전하지 않으며 청중 앞에서 공연하기 전에 감소하고 재측정해야 할 것이다.

단계 6. 이 효과에 의해 전달되는 평균 전력을 계산하고 노출 시간 동안 평균 MPE와 비교한다. 이를 위해 1단계에서 측정한 방사조도를 펄스 폭에 곱하고 펄스 반복률을 곱하십시오. 예를 들어, 방사조도가 7.5mW/cm이고 펄스 폭은 100마이크로초이고 반복률은 60Hz인 경우 계산은 0.0075 X 0.000100 X 60 = 0.000045 W/cm가 된다.²또는 평방 센티미터 평균 전력 당 0.045 밀리 와트. 단일 펄스 MPE에 대한 계산을 사용하여 0.25만큼 1/4초 노출에 대한 평균 MPE를 찾을 수 있다. ^3/4 X .0018 / 0.25 = .00255 W/cm²또는 평방 센티미터 당 2.5 밀리 와트. 이 효과에 의해 전달되는 평균 전력이 평균 MPE보다 클 경우, 이 효과는 해당 노출 시간 동안 안전하지 않다.

누군가에게 너의 계산을 확인해 보게 하는 것이 편리하다. 실수는 20년 후 자신의 실수가 드러나는 X선 피폭을 계산하는 것과 달리 청중에게 즉각적인 영향을 미칠 수 있다..

효과가 안전하다고 간주되기 위해서는 3개의 MPE 한계 중 어느 것도 초과해서는 안 된다. 청취자 스캔 쇼에서 다중 펄스 MPE는 가장 제한적이며 평균 MPE는 가장 제한적이지 않을 것이다. 이 특별한 예는 단일 펄스 및 평균 MPE가 초과되지 않았지만 다중 펄스 MPE가 초과되었음을 나타낸다.

전체 쇼 점수 매기기

위에서 설명한 수동 프로세스는 가능한 한 많은 효과에 대해 반복해야 한다. 또는 시간이 제한되어 있다면 가장 큰 위험을 내포하는 효과를 측정해야 한다. 이는 크기가 작거나 특별히 밝게 보이는 청중이나 프로젝트 패턴에 몇 개의 빔만 투사하는 것이다. 효과가 MPE를 초과할 경우, 효과의 레이저 전력이나 밝기를 감소시키거나, 펄스 폭이나 펄스 수를 감소시키기 위해 효과를 변경할 수 있다. 쇼 전체의 "총 MPE"도 고려해야 한다. 만약 당신의 쇼의 모든 효과가 겨우 MPE보다 낮다면, 그 쇼는 전체적으로 MPE 위에 있을 것이다. 쇼의 특정한 효과만을 위해 MPE를 계산하고 있기 때문에, 당신은 쇼 전체를 수동으로 "점수"해야 한다. 불행히도, 현재 아무도 이 "총 MPE"에 도착하는 통계적 방법을 개발하지 못했다. 그 때까지 "가장자리에 있는" 효과를 재프로그래밍하여 안전 측면에서 오류를 범한다.

방사조도를 줄이기 위한 분산 증가

이것을 읽거나 여러분 자신의 쇼에서 측정을 하는 동안, 여러분은 청중들의 빔 직경이 작을 경우 상대적으로 낮은 빔 파워를 사용해야 한다는 것을 깨닫게 될 것이다. 빔 직경이 작으면 방사조도가 높기 때문이다. 청중의 빔 직경을 증가시킴으로써 방사조도를 감소시킬 수 있으며, 이는 실질적으로 빔 파워를 증가시킬 것이다. 그러기 위해서는 렌즈나 콜리메이터를 사용해야 할 것이다. 빔을 확장하여 방사조도를 합리적인 수준으로 유지할 경우 레이저 전력의 복수 와트를 사용할 수 있다.

간편한 접근법

수백 가지 효과와 쇼에 대해 수동 분석을 반복한 후, 관객 스캔 프로그램이 안전하려면 몇 가지 요소가 있어야 함을 알 수 있다.:

• 실제 스캐닝과 빔 변조는 눈이 경험하는 펄스 폭을 약 1밀리초 또는 그 이상으로 유지할 수 있을 만큼 충분히 빠른 속도로 이루어져야 한다.
• 청중 접근의 가장 가까운 지점에서 측정한 빔의 최대 방사조도는 5mW/cm 사이여야 한다.² and 10mW/cm².

만약 당신이 이 두 가지 요소를 받아들인다면, 단순화된 접근법을 사용하여 청중을 스캔하는 안전성을 평가할 수 있다. 단순화된 접근방식은 위의 1단계와 유사한 방식으로 청중 접근의 가장 가까운 지점에서 비이동, 비변조 빔의 방사조도를 측정하는 것을 포함한다. 빔은 청중에서 볼 수 있는 가장 높은 전력 수준을 나타내야 하며, 따라서 청중이 경험하게 될 최대 방사조도를 측정할 수 있다. RGB 레이저 프로젝터의 경우, 이것은 흰색 빔이어야 한다. 현대의 소프트웨어의 경우, 대부분의 경우 현대 소프트웨어는 항상 어떤 이유로든 빔을 변조하기 어렵다. 예를 들어, 프레임 간 블랭킹 시간, 애니메이션 투사 여부 등. 따라서 소프트웨어 회사에 문의하여 이 측정을 수행할 수 있도록 소프트웨어에서 비이동, 비변조 및 본질적으로 풀 파워 빔을 꺼내는 방법을 알아내야 한다. 비이동, 비변조 빔의 일조도를 측정한 후 5mW/cm 사이여야 함² and 10mW/cm². 빔 출력이 높을 경우 프로젝터에서 나오는 전력을 줄이거나 분산을 증가시켜 5mW/cm의 방사조도 수준을 달성해야 한다.² and 10mW/cm². 그리고 물론, 이러한 단순화된 접근방식은 위에서 언급한 두 가지 요소가 어떤 상황에서도 위반되지 않도록 하기 위해 신뢰할 수 있는 시스템이 갖춰진 한도에서만 사용될 수 있다.

(이 단순화된 접근방식에 대한 엄격한 수학적인 근거는 이 기사에서 제시되지 않았지만, 이것은 또한 존 오헤건(John O'Hagan)의 '청중 검색 위험 평가에 관한 논문'의 일치라는 점에 유의해야 한다. 자세한 내용은 논문을 참조할 수 있다.)

쇼의 안전 유지

단지 그 쇼가 모든 평가를 지금 통과한다고 해서, 그것이 그렇게 유지될 것이라는 것을 의미하지는 않는다. 많은 일들이 일어나 쇼를 불안정하게 만들 수 있다. 이러한 예로는 빔 출력의 급격한 증가와 프로젝션 시스템 고장, 컴퓨터, 케이블 연결 또는 스캐닝 시스템 고장을 포함한 스캐닝이 발생하지 않도록 하는 것이다. 합리적인 고장 모드를 고려하고 결과를 제한하기 위한 제어 수단(스캔 고장 보호 장치 등)을 제공해야 한다.판골린의 PASS 시스템 투사된 빔의 힘뿐만 아니라 스캐닝 시스템 기타 프로젝터 관련 시스템 및 시스템이 안전한 수준으로 작동하는지 확인.

열심히 일한 것에 대한 보답

다음에 볼 기회가 있을 때 청중의 스캔 결과는 다양한 효과가 눈을 통과할 때 시력에 특히 세심한 주의를 기울인다. 강한 여운을 남기는 것으로 보이는 효과는 전체 쇼에서 경험하고 폄하하는 것이 즐겁지 않다. 이렇게 되면 마지막 효과에서 회복하느라 눈이 너무 바빠 다음 효과를 즐길 수 없을 것이다. 그러나 여운을 거의 남기지 않는 효과는 매우 아름답고 경험하기에 재미있다. 이 경우, 여러분의 눈은 "와! 내가 해냈어요! 그리고 나는 이 쇼를 계속 즐길 수 있어!"라고 말했다. MPE를 초과하지 않는 효과는 일반적으로 여운을 야기하는 반면 MPE를 초과하지 않는 효과는 그렇지 않을 것이라는 것이 밝혀졌다. 예술가로서, 당신은 MPE 측정으로부터 배울 수 있고, 모두가 안전하고 즐거운 쇼를 만들 수 있다.

맺음말

노트 1. 이 기사에서 표현된 MPE 값은 레이저의 안전한 사용을 위한 ANSI Z136.1 표준에서 나온 것이다. 이는 기술적으로 다른 국제 안전 표준과는 다르지만, 주요 차이점은 다음과 같다. 가시적인 파장 측정 단위 입니다. 예를 들어, ANSI 표준은 평방 센티미터 당 와트를 사용하지만, 다른 일부 표준은 평방 미터 당 와트를 사용한다. 그러나 이러한 표준은 실제 "노출 한도"에 대해 놀라울 정도로 일치한다. 당신은 당신 나라의 레이저 안전 기준을 참고하고 규제 조언을 구해야 한다. 스웨덴 등 일부 국가에서는 레이저 빔으로 관객을 스캔하는 것은 불법이다..

노트 2.효과에 대한 노출 시간을 결정할 때 효과가 얼마나 오래 유지될지를 고려해야 한다. 예를 들어, 움직이는 팬 효과와 터널 효과는 눈을 매우 빠르게 스쳐 지나갈 것이고, 따라서 노출 시간은 매우 짧을 것이다 - 아마도 단 한번의 스위프 순서에 따라. 그러나 움직이지 않는 팬 효과와 터널 효과는 눈을 여러 번 스캔하여 노출 시간이 길어질 것이다. 의심스러운 경우, 1/4초(0.25초)는 인간이 빔을 "돌리기" 때문에 사용될 수 있으며(점멸 또는 고개를 돌려서) 1/4초는 보편적으로 수용되는 자연 혐오 반응이다. 레이저 안전성 기준.

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