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你是否曾考虑过在客厅里以100英寸以上的画幅欣赏高清版《变形金刚》或者《X-Men 3》?这并不是未来科技,想拥有它其实很简单。你需要的,仅仅是一台高清投影机。有了它,Full HD的魅力就能毫无保留地展现在你眼前,带来前所未有的视觉享受。
短短一年时间,“高清”就如一夜春风之后的千树梨花一般迅速席卷了整个电脑行业。不论是高端的独立显卡、显示器、处理器,还是低端的集成显卡主板,无一例外都在宣传自己的高清解码能力,再加上HD DVD和BD两大阵营的竞争激烈化,似乎高清已经近在咫尺。
不过,美梦暂且打住。想想眼前这最大不过30英寸的显示器,纵使是1080p的高清又能有多大震撼?好在家庭投影机的概念正在慢慢升温,许多厂家已针对家庭推出了不少产品。既然如此,购买一台高清投影机吧。
技术,发展的源动力
基本上来说,现在的投影机市场主要分为两大派别,那就是液晶投影机和DLP投影机。两派都有众多支持厂商,这些厂商也分别拿出了各自的家用级高清投影机。一线大厂为了能够独占鳌头,又想方设法对投影技术进行了不少创新。现在就让我们从液晶和DLP两大阵营开始了解这些投影改进技术到底为高清做了哪些贡献。
液晶投影机阵营
液晶投影机由于其原理限制而存在许多固有缺陷。一般来说,液晶投影机是用一片或者若干片透明液晶板来控制光线通过强度从而形成图像的(图1)。这种光学系统的透光率不会很高,一般只有10%左右。这里面既有液晶面板本身透明度的问题,也受到了偏振膜这种光学元件的影响。而且由于想实现黑色却又无法做到完全的遮蔽,液晶投影机的对比度可想而知是不理想的。为了避免这些问题,目前常用的解决办法是提高液晶投影机光学系统的整体通透性,同时增强对黑色画面的光线阻断能力。
穿透型液晶板的垄断厂商之一EPSON就拿出了一次改善两个问题的方案。针对第一个问题,EPSON的方法是采用开口率达到52%的液晶元件(面板可以透光的面积和整体面积之比就称为“开口率”)。众所周知,液晶元件每一个像素和其它像素中间是有间隙的,哪怕面板处于全白状态,也有很多地方是黑色的(图2)。显然,过低的开口率会影响面板的透光率,所以改用较高开口率的液晶面板不仅可以提高亮度,还可以降低面板温度、延长使用寿命,可谓是一举多得。
至于黑色漏光抑制,EPSON给出的解决方案是“Deep Black”技术。这项技术的原理是在液晶面板的每一个透光子像素上添加一层自主相位补偿板(图3)。传统的液晶元件只有一层偏振板将入射光线转变为单向偏振光。但是效果往往不很理想,经过处理后的光线偏振强度一般都是一个椭圆形,还保留了垂直于偏振方向的残余,最终导致光线泄漏。自主相位补偿板的作用就是进一步纯化偏振光的偏振方向,使各向异性更明显,从而减少黑色部位的漏光。得益于开口率52%的液晶元件和Deep Black技术,再加上更先进的数字信号处理技术,EPSON实现了1600流明光通量下50000:1的动态对比度,将SONY投影机的35000:1远远抛在后面。
DLP投影机阵营
最后登场的则是目前占据了投影机半壁江山、大红大紫的DLP技术。这项技术由德州仪器公司(TexasInstruments,简称TI)研发,并且至今依然是该领域几乎唯一的产品供应商。由于种种原因,针对DLP元件本身的新技术并不多,改进主要是针对微镜片的活动角度进行的。普通的微镜片 活动角度为10度,而最新的高对比度产品的微镜片角度达到了20度。这能带来更大的对比度。除此之外,DLP投影机更多的改进还在于色轮和电子系统上。大家知道,色轮的作用是把入射光线分成顺序的红,绿、蓝三色。一般的色轮是三片的,这样的色轮不仅效果差,还会有DLP投影机特有的彩虹效应。针对此情况,TI公司作为DLP元件的发明者研发出了自家的BrilliantColor技术(图5),在传统的红、绿、蓝三色基础上又追加了黄、紫红和青三种色调,大太提升了色彩表现范围。为了配合光学系统的改进,TI还研发了可以同时处理六种颜色的主芯片,并且把中间色的亮度提升到了原来的1.5倍,在保证色彩范围的同时也保证了亮度。以往,多原色色轮技术只有实力雄厚的企业才能研发,这次TI推出的BrilliantColor技术,可以让更多小型企业也掌握多原色色轮技术,不仅从整体上提升TDLP投影机的性能,更重要的是降低了价格。
既然如此,我们就退而求其次,看看低一档的720线投影机。可喜的是,720线的整体价格要便宜得多,大部分都在10000元到20000元人民币之间,相对来说更符合大众的承受能力。而且,德州仪器公司又推出了新款低端720线DLP元件,因此目前厂商主推的家庭高清投影机产品基本上都是这个规格的。BenQ、EPSON,三菱及奥圈玛等厂家都有自己的产品,竞争可谓激烈。其中,价格最低的舆图玛HD70投影机只要大约8000多元,是目前热销的720线产品里最便宜的。这个价格相信对较为富裕的家庭,还是有能力买一台回去的。此外,有一款三菱的投影机价格也在10000元左右,性价比也非常高。
看完上面的分析。你也许会觉得,似乎短期内全高清投影机是不可能平民化的了。不过你也不必如此悲观。技术的进步是价格降低的源动力,现阶段有几个正在研发的新技术,它们的出现可能会在合理的价格下把家庭投影机带人全高清时代。
新技术带来契机
2005年的CES大展上,TI带来了一个名叫SmoothPicture的技术,可以将DLP的微镜片修改成菱形排列。我们知道传统的微镜片都是方形的,而TI这么做的好处是每一个菱形镜片都能产生相邻像素的半个像。这样,只要960×1080的物理分辨率就能实现1920×1080的全高清分辨率,整整节省了一半的像素。这意味着什么就不用多说了吧。当然,这种解决方案颇有取巧的感觉,它所实现的1080线画面和真正的1080线究竟有何视觉不同现在还不得而知。不过如果效果相差不大,Smooth Pieture对于高清发烧友来说绝对是一个好消息。
相对于TI的“投机取巧”,SONY的解决方案则更有挑战性。我们知道传统的投影机一直都是面成像,这样若要做成1920×1080分辨率,就需要制造207万个独立像素点。SONY却另辟蹊径,选择只制造一行1080个像素的SXRD元件,通过扫描的方式获得完整的影像。听起来很诱人,不是么?由于只要制造一行,成本获得了极大的下降,而且还带来Y--个很大的优势,这就是水平分辨率理论上是无限的。一片1080像素的SXRD既能产生1920×1080的全高清,也可以产生1280×1080这样的分辨率,甚至可以产生1280×720的分辨率——只要仅点亮中间的720个像素即可。而且,这一切都是点对点、完全无损的!对于低端产品,只要制造720像素的SXRD就可以了,更有甚者,两者可以共用其余的光学系统。这样,一旦光学系统的成本下降到合理的程度,低端和高端产品的价格便不会相差太多,这还不能让你激动不已么?
但是这个技术也有明显的缺陷,那就是对良品率的要求变得非常之高。如果1080像素的元件里有一个坏点,最终的成像就会有一根黑线,而不像面成像只有一个黑点。同时,对光学扫描系统的精度也有非 常高的要求。SONY采用的是三色激光作为光源,虽然这能带来无与伦比的寿命和色域,但随之而来的高成本甚至会抵消掉反光元件所降低的部分。目前由于三色激光技术还没达到成熟的地步,因此SONY的方案还处于实验室阶段,但是可以预计的是,一旦成熟,这个技术一定会给投影机市场带来天翻地覆的变化。
接口:眼观六路,耳听八方
当我们购买了一台投影机,肯定会希望把所有能产生画面信号的东西都接到上面去。比如说,高清影碟机、电脑及电视信号等等。这就对投影机的接口作出了一定要求。很久以前,当显示器还是纯商业用途的时候,它上面的接口是比较简单的,基本上你只能找到VGA(高档一些的有DVI)和同轴。但当投影仅准备走人家庭之时,它面对的却是各种各样的插头,简单的一两个接口是绝对不够用的。
其次,传输高清信号还有一种较为廉价的方式,那就是色差分量输出。直观地看,色差分量是三个同轴端子,分别标有红色、绿色和蓝色。不过不要和光学三原色混淆,这里的三种颜色分别代表亮度(绿色),红色差(红色)和蓝色差(蓝色)。和电脑不同,电视采用的色彩空间叫YUV空间,用亮度(Y)和色度(UV)来表示所有的颜色。对于同轴线来说,YUV信号是复合传输的,互相干扰比较大;S-Video把Y信号和UV分离开来,清晰度得以提升;到了色差,则把三个信号彻底分解开来,获得了模拟输出方式中近乎极限的效果。一般来说,色差分量信号可以最高支持到080隔行扫描的信号,而且成本比HDMI要低不少,对于高清投影机来说也是一个不错的方案。因此在选购的时候,投影机是否有色差分量输入(或者多路的色差分量输入)是相当关键的。
除了这些和高清显示效果息息相关的接口以外,投影机作为未来家庭潜在的娱乐中心,有许多厂家也别出心裁地给它加入了一些其它接口。其中最常见的就是音频输入。有些机型则内置有扬声器,输入的音频信号可以直接播放出来,在一般用途下可以替代音响系统,做到一机多用。更有甚者,在投影机上集成了USB接口,可以直接播放移动播放器中的音乐和视频,从而摆脱电脑或者影碟机的束缚。
前途,并非一帆风顺
投影机,作为家用大屏幕显示设备的唯一选择,随着家庭生活条件的逐步提高正渐渐走入普通家庭。这个趋势是不可逆转的,对于高清投影机也是一样。
但是在此之前,高清投影机还要跨过许多难关,第一关是成本,第二关是光源。现有的投影机光源一般都是卤素灯,寿命一般都在2000~4000小时,超过寿命就需要更换,带来不低的更新成本。这会给投影机的应用领域带来巨大的限制,也会影响用户对其的选择。
目前对背光的替代方案,不管是固体激光还是大功率LED,都有比较大的局限性,不是成本过高,就是亮度偏低,或是光谱不稳,因此至今还是很少见到。虽然不久前有公司推出用三色LED作为光源的投影机,但是由于亮度实在太低,并不实用。不过,一旦这些领域有了突破性的进展,家用高清晰投影机就不再是遥远的梦想,而变得触手可及。想想在家享受电影院的震撼,让我们期待这一天早些到来吧。
短短一年时间,“高清”就如一夜春风之后的千树梨花一般迅速席卷了整个电脑行业。不论是高端的独立显卡、显示器、处理器,还是低端的集成显卡主板,无一例外都在宣传自己的高清解码能力,再加上HD DVD和BD两大阵营的竞争激烈化,似乎高清已经近在咫尺。
不过,美梦暂且打住。想想眼前这最大不过30英寸的显示器,纵使是1080p的高清又能有多大震撼?好在家庭投影机的概念正在慢慢升温,许多厂家已针对家庭推出了不少产品。既然如此,购买一台高清投影机吧。
技术,发展的源动力
基本上来说,现在的投影机市场主要分为两大派别,那就是液晶投影机和DLP投影机。两派都有众多支持厂商,这些厂商也分别拿出了各自的家用级高清投影机。一线大厂为了能够独占鳌头,又想方设法对投影技术进行了不少创新。现在就让我们从液晶和DLP两大阵营开始了解这些投影改进技术到底为高清做了哪些贡献。
液晶投影机阵营
液晶投影机由于其原理限制而存在许多固有缺陷。一般来说,液晶投影机是用一片或者若干片透明液晶板来控制光线通过强度从而形成图像的(图1)。这种光学系统的透光率不会很高,一般只有10%左右。这里面既有液晶面板本身透明度的问题,也受到了偏振膜这种光学元件的影响。而且由于想实现黑色却又无法做到完全的遮蔽,液晶投影机的对比度可想而知是不理想的。为了避免这些问题,目前常用的解决办法是提高液晶投影机光学系统的整体通透性,同时增强对黑色画面的光线阻断能力。
穿透型液晶板的垄断厂商之一EPSON就拿出了一次改善两个问题的方案。针对第一个问题,EPSON的方法是采用开口率达到52%的液晶元件(面板可以透光的面积和整体面积之比就称为“开口率”)。众所周知,液晶元件每一个像素和其它像素中间是有间隙的,哪怕面板处于全白状态,也有很多地方是黑色的(图2)。显然,过低的开口率会影响面板的透光率,所以改用较高开口率的液晶面板不仅可以提高亮度,还可以降低面板温度、延长使用寿命,可谓是一举多得。
至于黑色漏光抑制,EPSON给出的解决方案是“Deep Black”技术。这项技术的原理是在液晶面板的每一个透光子像素上添加一层自主相位补偿板(图3)。传统的液晶元件只有一层偏振板将入射光线转变为单向偏振光。但是效果往往不很理想,经过处理后的光线偏振强度一般都是一个椭圆形,还保留了垂直于偏振方向的残余,最终导致光线泄漏。自主相位补偿板的作用就是进一步纯化偏振光的偏振方向,使各向异性更明显,从而减少黑色部位的漏光。得益于开口率52%的液晶元件和Deep Black技术,再加上更先进的数字信号处理技术,EPSON实现了1600流明光通量下50000:1的动态对比度,将SONY投影机的35000:1远远抛在后面。
DLP投影机阵营
最后登场的则是目前占据了投影机半壁江山、大红大紫的DLP技术。这项技术由德州仪器公司(TexasInstruments,简称TI)研发,并且至今依然是该领域几乎唯一的产品供应商。由于种种原因,针对DLP元件本身的新技术并不多,改进主要是针对微镜片的活动角度进行的。普通的微镜片 活动角度为10度,而最新的高对比度产品的微镜片角度达到了20度。这能带来更大的对比度。除此之外,DLP投影机更多的改进还在于色轮和电子系统上。大家知道,色轮的作用是把入射光线分成顺序的红,绿、蓝三色。一般的色轮是三片的,这样的色轮不仅效果差,还会有DLP投影机特有的彩虹效应。针对此情况,TI公司作为DLP元件的发明者研发出了自家的BrilliantColor技术(图5),在传统的红、绿、蓝三色基础上又追加了黄、紫红和青三种色调,大太提升了色彩表现范围。为了配合光学系统的改进,TI还研发了可以同时处理六种颜色的主芯片,并且把中间色的亮度提升到了原来的1.5倍,在保证色彩范围的同时也保证了亮度。以往,多原色色轮技术只有实力雄厚的企业才能研发,这次TI推出的BrilliantColor技术,可以让更多小型企业也掌握多原色色轮技术,不仅从整体上提升TDLP投影机的性能,更重要的是降低了价格。
既然如此,我们就退而求其次,看看低一档的720线投影机。可喜的是,720线的整体价格要便宜得多,大部分都在10000元到20000元人民币之间,相对来说更符合大众的承受能力。而且,德州仪器公司又推出了新款低端720线DLP元件,因此目前厂商主推的家庭高清投影机产品基本上都是这个规格的。BenQ、EPSON,三菱及奥圈玛等厂家都有自己的产品,竞争可谓激烈。其中,价格最低的舆图玛HD70投影机只要大约8000多元,是目前热销的720线产品里最便宜的。这个价格相信对较为富裕的家庭,还是有能力买一台回去的。此外,有一款三菱的投影机价格也在10000元左右,性价比也非常高。
看完上面的分析。你也许会觉得,似乎短期内全高清投影机是不可能平民化的了。不过你也不必如此悲观。技术的进步是价格降低的源动力,现阶段有几个正在研发的新技术,它们的出现可能会在合理的价格下把家庭投影机带人全高清时代。
新技术带来契机
2005年的CES大展上,TI带来了一个名叫SmoothPicture的技术,可以将DLP的微镜片修改成菱形排列。我们知道传统的微镜片都是方形的,而TI这么做的好处是每一个菱形镜片都能产生相邻像素的半个像。这样,只要960×1080的物理分辨率就能实现1920×1080的全高清分辨率,整整节省了一半的像素。这意味着什么就不用多说了吧。当然,这种解决方案颇有取巧的感觉,它所实现的1080线画面和真正的1080线究竟有何视觉不同现在还不得而知。不过如果效果相差不大,Smooth Pieture对于高清发烧友来说绝对是一个好消息。
相对于TI的“投机取巧”,SONY的解决方案则更有挑战性。我们知道传统的投影机一直都是面成像,这样若要做成1920×1080分辨率,就需要制造207万个独立像素点。SONY却另辟蹊径,选择只制造一行1080个像素的SXRD元件,通过扫描的方式获得完整的影像。听起来很诱人,不是么?由于只要制造一行,成本获得了极大的下降,而且还带来Y--个很大的优势,这就是水平分辨率理论上是无限的。一片1080像素的SXRD既能产生1920×1080的全高清,也可以产生1280×1080这样的分辨率,甚至可以产生1280×720的分辨率——只要仅点亮中间的720个像素即可。而且,这一切都是点对点、完全无损的!对于低端产品,只要制造720像素的SXRD就可以了,更有甚者,两者可以共用其余的光学系统。这样,一旦光学系统的成本下降到合理的程度,低端和高端产品的价格便不会相差太多,这还不能让你激动不已么?
但是这个技术也有明显的缺陷,那就是对良品率的要求变得非常之高。如果1080像素的元件里有一个坏点,最终的成像就会有一根黑线,而不像面成像只有一个黑点。同时,对光学扫描系统的精度也有非 常高的要求。SONY采用的是三色激光作为光源,虽然这能带来无与伦比的寿命和色域,但随之而来的高成本甚至会抵消掉反光元件所降低的部分。目前由于三色激光技术还没达到成熟的地步,因此SONY的方案还处于实验室阶段,但是可以预计的是,一旦成熟,这个技术一定会给投影机市场带来天翻地覆的变化。
接口:眼观六路,耳听八方
当我们购买了一台投影机,肯定会希望把所有能产生画面信号的东西都接到上面去。比如说,高清影碟机、电脑及电视信号等等。这就对投影机的接口作出了一定要求。很久以前,当显示器还是纯商业用途的时候,它上面的接口是比较简单的,基本上你只能找到VGA(高档一些的有DVI)和同轴。但当投影仅准备走人家庭之时,它面对的却是各种各样的插头,简单的一两个接口是绝对不够用的。
其次,传输高清信号还有一种较为廉价的方式,那就是色差分量输出。直观地看,色差分量是三个同轴端子,分别标有红色、绿色和蓝色。不过不要和光学三原色混淆,这里的三种颜色分别代表亮度(绿色),红色差(红色)和蓝色差(蓝色)。和电脑不同,电视采用的色彩空间叫YUV空间,用亮度(Y)和色度(UV)来表示所有的颜色。对于同轴线来说,YUV信号是复合传输的,互相干扰比较大;S-Video把Y信号和UV分离开来,清晰度得以提升;到了色差,则把三个信号彻底分解开来,获得了模拟输出方式中近乎极限的效果。一般来说,色差分量信号可以最高支持到080隔行扫描的信号,而且成本比HDMI要低不少,对于高清投影机来说也是一个不错的方案。因此在选购的时候,投影机是否有色差分量输入(或者多路的色差分量输入)是相当关键的。
除了这些和高清显示效果息息相关的接口以外,投影机作为未来家庭潜在的娱乐中心,有许多厂家也别出心裁地给它加入了一些其它接口。其中最常见的就是音频输入。有些机型则内置有扬声器,输入的音频信号可以直接播放出来,在一般用途下可以替代音响系统,做到一机多用。更有甚者,在投影机上集成了USB接口,可以直接播放移动播放器中的音乐和视频,从而摆脱电脑或者影碟机的束缚。
前途,并非一帆风顺
投影机,作为家用大屏幕显示设备的唯一选择,随着家庭生活条件的逐步提高正渐渐走入普通家庭。这个趋势是不可逆转的,对于高清投影机也是一样。
但是在此之前,高清投影机还要跨过许多难关,第一关是成本,第二关是光源。现有的投影机光源一般都是卤素灯,寿命一般都在2000~4000小时,超过寿命就需要更换,带来不低的更新成本。这会给投影机的应用领域带来巨大的限制,也会影响用户对其的选择。
目前对背光的替代方案,不管是固体激光还是大功率LED,都有比较大的局限性,不是成本过高,就是亮度偏低,或是光谱不稳,因此至今还是很少见到。虽然不久前有公司推出用三色LED作为光源的投影机,但是由于亮度实在太低,并不实用。不过,一旦这些领域有了突破性的进展,家用高清晰投影机就不再是遥远的梦想,而变得触手可及。想想在家享受电影院的震撼,让我们期待这一天早些到来吧。