Проекционные технологии завоевывают все больше поклонников на рынке современных технических новинок. И даже в этой области уже есть два основных конкурента: DLP и LCD проекторы. В чем отличие технологии DLP и LSD проекторов и какой агрегат лучше приобрести? Подробности в данной статье.
Проекционные технологии
Обходя самые популярные LSD и DLP – технологии, стоит вспомнить и другие удивительные агрегаты, использующие CRT-проекцию. Прародители конкурирующих сейчас технологий показывали высокое качество изображения еще в конце 20 века, когда цветное телевидение только что вошло в жизнь современных людей. Ее последователи — технологии DLP и LSD давно стали противоборствовать между собой, потому что каждая из них стремится завоевать популярность и имеет свои специфические особенности.
LSD или Liquid Crystal Display основана на комбинировании зеркал и отражении света специальной лампы, а DLP или Digital Light Processing идет по другому пути, используя матрицу микроскопических зеркал.
Что это и как это работает на практике?
Особенности DLP-технологии
Что такое DLP? Изобретена технология DLP Тexas Instruments – компанией, которая смогла создать облегченную модель проектора весом до трех килограмм. При этом мощность данных агрегатов никуда не делась – более 100 ANSI Lm – довольно серьезный показатель. Такая технология была впервые представлена в конце 20 века и являла собой цифровое устройство с большим количеством зеркальных поверхностей, в котором производители отказывались от изгибающихся зеркал и переходили к матрице жестких зеркал, которые имеют только 2 положения.
DLP-технология позволила сделать изображение цветным при помощи манипуляций с цветом и светом. Все эти зеркала сделаны из особого, обладающего повышенным коэффициентом отражения алюминиевого сплава. С противоположной стороны от углов зеркал размещаются электроды, которые прикреплены к RAM-памяти. После подачи электричества данными зеркалами принимается одно из двух возможных положений, отличающееся на 20 градусов.
Потом световой поток, который поступает внутрь, отражается от зеркал и подается в объектив, где расположен очень эффективный светопоглотитель. Он обеспечивает минимальное отражение ненужного света и надежно отводит излишнее тепло, поэтому DLP-модуль никогда не нагревается.
Несколько тысяч маленьких зеркал прикреплены на матрице так близко друг к другу, что изображение зрителю кажется очень гладким и кристально четким. Уже в 1995 году начинается массовая продажа подобных DMD-чипов.
Важно! Такая технология позволяет подавать 60 и более кадров за секунду, а разрешение, которое доступно при DLP-системе составляет около 16 миллионов цветов.
Кроме того кристаллы на матрице настолько малы, что легко умещаются пригоршней на ладони. Расстояние между ними на матрице не выше 1 микрона, а сама площадь кристальной поверхности менее 16 микрон, что очень впечатляет.
Итак, картинка проецируется, однако, откуда взять эти 16 миллионов цветов, ведь на матрице всего лишь тысячи зеркал, которые только отражают? Здесь создатель DLP-проектора оказался настоящим фокусником. Цветное изображение получается при помощи быстрого и последовательного перемещения световых фильтров!
Принцип действия DLP-проектора
Сейчас, по стопам компании Texas Instruments, многие фирмы и предприятия занимаются производством кинотеатра по системе DLP.
Например:
- ACER;
- PROXIMA;
- OPTOMA CORP.;
- VIEWSONIC;
- SHARP;
- KODAK;
- TOSHIBA;
- COMPAQ и др.
По принципу действия такие проекторы делятся на несколько групп:
- Одноматричные проекторы. Главный принцип действия в таком проекторе DLP – это вращающиеся между матрицей и источником света светофильтры – синий, зеленый и красный. От частоты вращения данного светофильтра зависит быстрая смена кадров и формирование полноцветного изображения, которое формирует по очереди каждый из перечисленных цветов. Такие портативные проекторы весом до 8 кг все одноматричные.
- Трехматричный проектор. В нем поток света разделяется на три цветовых пучка, каждый из которых отражается от трех матриц. Скорость диска вращения светофильтров здесь не ограничена, поэтому данный проектор имеет более чистый цвет и плавную смену кадров. Сводится же воедино это разномастное отражение с помощью призмы.
- Двухматричный проектор. Этот агрегат имеет два световых потока, при которых красный свет отражается от одной матрицы, а синий и зеленый — от другой. Светофильтр в этом , как разделитель: поочередно отделяя из спектра, либо зеленую, либо синюю составляющую. Такой проектор представляет собой нечто среднее по качеству и частоте кадров между первым и вторым типом.
Особенности LSD-технологии
Данный тип проекторов использует другой ламповый метод, при котором белый свет посылается на комбинацию зеркал. Эти гибкие зеркала и разделяют его на 3 цветовые фракции: красный, зеленый и синий. Для каждого цвета в LSD-технологии предусмотрена своя матрица, поэтому очень часто такая технологии называется 3LSD. После разделения на цвета из спектра, с помощью призмы все цвета объединяются в изображение, которое насчитывает также несколько миллионов цветов.
Обратите внимание! Засчет таких матриц получается специальное дихроничное изображение, которое при поглощении из белого света всего одной трети спектра(цветов-то три используется) пропускает оставшиеся две трети спектра и создает дополнительные цвета.
Вместо алюминиевых зеркал LSD-матрица использует пиксели, из которых и состоит отражающая поверхность. Матрица LSD – технологии, которая работает не на отражение, как DLP, а на просвет, отделяет лишний свет чуть хуже, чем специальный чип в первой технологии, поэтому такое изображение будет иметь меньшую контрастность.
В этом есть существенные преимущества:
- Матрицы не двигаются, а значит могут быть в полузакрытом положении как раз в тот момент, когда необходимы более яркие цвета у картинки.
- Не переключаясь туда-сюда матрицы 3LSD-проектора меньше изнашиваются, что значительно повышает их срок службы.
3LSD или DLP? На сегодняшний день маркировка 3LSD обозначает не только три матрицы в проекторе, но и улучшенную технологию, которая с каждым годом увеличивает контрастность изображения. Именно поэтому 3LSD-проекторы или LSD x3 остаются на плаву и входят в достаточный High-End сегмент для домашних кинотеатров.
Сравнительная характеристика DLP или LCD проекторов
Несмотря на то, что с появлением DLP технологий LSD-projector были частично вытеснены с рынка новым видом проецирования изображения, это не означает, что у DLP больше недостатков, чем достоинств. Для объективного рассмотрения особенностей обеих технологий лучше всего провести анализ характеристик и сравнение данных проекционных устройств. Итак, LSD или DLP?
DLP-проекторы:
- Плюсы – эти проекторы получают изображение с помощью отражения, поэтому световой поток будет мощнее и полнее, что делает изображение гладким и кристально чистым. Так как скорость изображения выше в 1000 раз, чем у LSD, то технологи DLP производит более плавное переключение кадров. Изображение «не дрожит». Вес данных проекторов намного меньше, чем у конкурентов. Пиксели на экране практически незаметны, а конструкция без большего количества фильтров обеспечивает нулевое тех.обслуживание, что также экономит средства пользователя. Данный проектор засчет своего увеличенного срока службы и экономии в тех.обслуживании окупается достаточно быстро, что сразу снижает совокупную стоимость владения.
- Минусы – для такого проектора нужно хорошо освещенное помещение. Проекция изображения бывает длиннее, чем у LSD, засчет чего изображение может немного углубляться при просмотре на экране. Иногда присутствует «эффект радуги» , так как светофильтры вращаются по часовой стрелке и в более бюджетных моделях могут искажать цвета. Кроме того, вращающиеся светофильтры производят некоторый шум работающего устройства.
LSD-проекторы:
- Плюсы – три основных цвета обеспечивают более высокую яркость и контрастность изображения. В таких проекторах возможность монтажа является практически неограниченной засчет большого диапазона оптики объектива. Так как светофильтры не вращаются, как у DLP-проекторов, вы практически не услышите работу вашего LSD-устройства. В помещениях с хорошей освещенностью данный проектор имеет более насыщенные цвета, чем его основной конкурент. И помимо выше перечисленных плюсов проектора- LSD позволяют своему хозяину существенно сэкономить: они потребляют очень мало энергии, так как и тепла производят в разы меньше DLP-агрегатов. И конечно, вы никогда не увидите искаженное изображение и «эффект радуги» засчет разных матриц.
- Минусы – фильтр LSD-проекторов нужно постоянно чистить и иногда менять. Пиксели на таком изображении более заметны, да и сами проекторы гораздо массивнее и тяжелее портативных DLP-устройств. Иногда засчет своей меньшей контрастности такие проекторы могут обращать черные тона в серые. И пожалуй самым существенным недостатком является полный распад цветов после очень длительного использования.
Технология LCoS
Интересно, что существует также своеобразный симбиоз этих двух технологий, представленный в более дорогих моделях проекторов. Что это?
Технология LCoS – это новый гибрид LSD и технологий DLP, этакий «отражающий 3LSD», как его называют специалисты. Дословно он переводится, как «жидкие кристаллы на кремнии». Причем по сути, это всего лишь LSD матрица, которая приклеена к зеркальной поверхности DLP. Таким образом, световой поток проходит через матрицу LSD два раза, отсека лишний свет и тем самым увеличивая контрастность.
Для пользователя не будет существовать никаких «эффектов радуги», никакого зазора между пиксельными элементами – то есть этого нашумевшего принципа «москитной сетки», которым грешит множество бюджетных LSD-экранов. Получается, что третьим, пока «теневым» конкурентом для обеих технологий будет являться LCoS — видеопроектор, который пока еще находится в разработке.
Специалисты отмечают, что данные проекторы станут достаточно дорогостоящими, так как будут совмещать в себе плюсы обеих технологий. Однако, и здесь не обошлось без недостатков: кроме высокой цены за сам агрегат придется выложить еще кругленькую сумму за тех.обслуживание вашего устройства, так как в нем будут использованы трехматричные проекторы с несколькими фильтрами, а также сверхчувствительные матрицы, также подверженные быстрому износу.
Кроме этого, следует упомянуть еще одну технологию будущего – это LDT — Laser Display Technonlogy, которые, не трудно догадаться, используют технологию проецирования с помощью лазерного луча. Изображение такого проектора будет идеальным даже тогда, когда площадь составит 100 кв2. Такие проекторы выпускают по совсем уж заоблачным ценам – не ниже 200 000 долларов, однако производители обещают приблизить такие технологии к жизни обычных людей уже в ближайшем будущем.
Заключение
Обе технологии DLP или LSD, а также их симбиоз технология LCoS имеют как свои ключевые преимущества, так и неоспоримые недостатки. И важно подобрать именно проектор с нужной технологий, которая будет отвечать всем вашим запросам. К примеру, технология Digital Light Processing или DLP больше подходит для мобильных презентаций, так как проекторы с данным типом проецирования очень компактны и обладают малым весом. Их удобно носить с собой и подключить не составит труда.
Такие проекторы стали завсегдатаями в домашних кинотеатрах у любителей киноиндустрии всего мира, ведь DLP- проектор для домашнего кинотеатра обеспечивает более стабильное изображение и лучшую контрастность. Тем более, что гораздо приятнее смотреть фильм с ровным изображением картинки, а не с разбитым на пиксели изображением. С другой стороны, у LSD или Liquid Crystal Display больше возможностей к точной цветопередаче.
К тому же многие пользователи уверяют, что, если вы планируете сначала снять презентацию на видео, а потом продемонстрировать на экране, то лучше LSD-проектора вам не найти, потому что он обеспечит более четкое изображение. Не будут видны огрехи и «бегущие строки», а диаграммы, графики и тексты будут переданы четко, без размытия.
Таким образом, выбрать лучшую технологию в проекторах невозможно. Мы сравниваем их характеристики, и каждая из них обладает своим количеством преимуществ и недостатков.
Упрощенно, проектор представляет собой коробку, в которой есть лампа и есть объектив. Но лампа+объектив - это, скорее, прожектор, чем проектор - надо, чтобы на пути света было что-то, формирующее изображение. Когда-то это была пленка:
Вспомните диапроекторы: пользователь вручную вставляет пленку между лампой и объективом, и мы, по сути, имеем тот же принцип образования изображения, что сегодня:
- черный участок пленки пытается блокировать свет,
- белые участки пленки прозрачны и пропускают свет,
- полупрозрачные участки могут быть цветными, окрашивая изображение на экране.
У этой технологии налицо те же недостатки изображения, которые до сих пор в той или иной степени волнуют нас при выборе проектора.
- Пленка пытается блокировать черный цвет, но у нее это плохо получается - проблема с контрастностью и уровнем черного .
- Яркость ограничена лампой и способностью всей системы, включая пленку, переносить жару. Изображение тусклое.
- Изображение имеет нежелательный оттенок из-за особенностей пленки и лампы, ее «цветовой температуры».
- Если диафильм цветной, то цвета ненасыщенные и не всегда понятно, как именно они должны выглядеть по задумке автора - ограничения пленки.
Главное отличие современного мультимедийного проектора состоит в том, что вместо пленки используется некая матрица, которая постоянно обновляется, рисуя новую картинку минимум 60 раз в секунду.
Как образуется цветное изображение?
Тем не менее, матрица не имеет никакого отношения к образованию цвета. Матрица производит монохромное изображение. Светишь через нее белым - будет черно-белое, светишь красным - черно-красное.
Поскольку любой sRGB цвет можно получить смешением красного, зеленого и синего, то любое цветное изображение можно получить наложением друг на друга черно-красного, черно-зеленого и черно-синего.
Ниже - знаменитая цветная фотография, восстановленная американцами из трех черно-белых карточек Прокудина-Горского (снято до 1917 года):
Они говорят, что черно-белые карточки соответствуют красному, зеленому и синему компонентам изображения. Американцем надо доверяй-но-проверяй - проверяю в «Фотошопе», подставляя одну карточку на красный канал, другую на зеленый, третью на синий:
Правду говорят. Итак, если белый цвет будет прозрачным, и мы посветим через каждую фотографию фонариком правильного цвета, то, соевместив три изображения на экране, получим нашу цветную фотографию.
Этот принцип используют все проекторы: матрицы из потоков света красного, зеленого и синего цветов создает три изображения, которые накладываются друг на друга и дают нам цветное изображение на экране.
Иногда совмещается более трех, но трех достаточно.
Трехматричные и одноматричные проекторы
Пожалуй, в технологиях проекторов это - главное отличие. Существует два способа наложения упомянутых красного, зеленого, синего изображений друг на друга: одновременное наложение и последовательное наложение.
Одновременное наложение осуществляется у трехматричных проекторов: красный, зеленый и синий потоки проходят через отдельныю матрицы, а потом соединяются, и готовая цветная картинка идет на экран.
Трехматричный подход на примере 3LCD технолонии
На примере 3LCD технологии это выглядит так:
- Белый свет вышел из лампы.
- Пришел на фильтр, разделился на красный и голубой.
- Красный прошел через матрицу №1, получилось красное изображение.
- Голубой разделился на зеленый и синий.
- Зеленый пошел на матрицу №2, синий - на матрицу №3.
- Имеем три изображения, которые наложились друг на друга - получилось одно цветное.
- Цветное изображение ушло на экран.
При наложении «по очереди» проектору достаточно одной матрицы - на нее сперва подают красный, потом зеленый, потом синий, и проектор отрисовывает на экране сначала красное, потом зеленое, потом синее изображение.
Одноматричный подход на примере «1-DLP» технологии
Обратите внимание: DLP матрица… зеркальная (об этом позже)
Это происходит очень быстро и, подобно тому, как мы не видим отдельные спицы крутящегося велосипедного колеса, мы не видим отдельных цветных изображений на экране, а видим результат их соединения - готовое цветное изображение, хотя и сформированное не в проекторе, а «в голове зрителя».
В обоих случаях мы получаем цветное изображение. Теперь касательно плюсов и минусов одноматричного и трехматричного подходов.
- Стоимость. Три матрицы - дороже, чем 1 матрица. 1 матрица дешевле, чем 3.
- Эффективность. Трехматричный проектор в каждый момент времени работает с красным, зеленым и синим, а одноматричный - только с одним цветом (остальное выбрасывается). Трехматричный проектор имеет заметно больший КПД использования света лампы.
- Сведение матриц. Когда есть три матрицы, их сложно идеально подгонять друг к другу, а одноматричные проекторы не имеют такой проблемы - если оптика не подводит, то каждый пиксель на экране будет резким, четко обозначенным.
- Нежелательные визуальные эффекты (артефакты). Как бы часто ни сменялись цветные изображение на экране одноматричного проектора, будут возникать условия, когда глаз распознает, выделит эти отдельные цвета. Особенно часто это происходит на динамичных контрастных темных сценах, когда взгляж бегает по экрану. Таких ситуаций много, например, в «Темном Рыцаре». Глаз дернулся - за ярким объектом на долю секунды виден цветной шлейф. Это называется "эффект радуги " или «эффект разделения цветов».
Обратите внимание - формально это все не имеет никакого отношения к технологиям LCD или DLP. Тем не менее, так уж вышло, что самая массовая, самая бюджетная часть проекторов представлена одноматричными DLP и трехматричными LCD (3LCD) проекторами, которые наследуют все плюсы/минусы одноматричного и трехматричного подходов.
Отдельно стоит коснуться вопроса об эффективности , так как не сразу понятно, что следует из большей эффективности использования света лампы. Предположим вы берете лампу на 190 Вт и ставите ее в бюджетный проектор. Более эфффективный проектор сможет извлечь из этих 190 Вт больше яркости , либо столько же яркости при меньшей нагрузке на лампу, продлевая ее ресурс . Тут преимущество на стороне трехматричной технологии, поэтому у одноматричных проекторов существует традиция иметь яркий режим изображения, в котором максимальная яркость соответствует аналогичному трехматричному проектору, но только по белому цвету , а цвета при этом сильно тусклее, чем должны быть. Чаще всего это делается следующим образом: вместо создания цветного изображения из красного, зеленого, синего, добавляется еще и белый (прозрачный):
 |  |
На изображениях - цветовое колесо одноматричного проектора с прозрачным сегментом
Другими словами, один из компонентов изображения - черно-белый, полученный не смешением цветов, а «тупо» пропусканием света лампы на экран в обход фильтров . Тем не менее, эти методы используются там, где важно сочетание цены и высокой яркости. К примеру, у офисных проекторов это годится для отображения документов, но проектору для домашнего кинотеатра высокая яркость не нужна - в таких проекторах используется цветовое колесо RGBRGB (шестисегментное):
Повторяя полный цикл цветов два раза за поворот, снижается также заметность «эффекта радуги».
LCD и DLP
Если рассматривать непосредственно матрицы, то LCD (ЖК) матрица больше всего напоминает вышеупомянутую пленку диапроектора, поскольку работает она "на просвет ", вставая на пути у светового потока. Задача каждого пикселя - блокировать свет, либо пропустить его дальше.
DLP матрица работает не на просвет, а по отражательному принципу . Каждый его пиксель представляет собой микроскопическое зеркало, которое, поворачиваясь, отражает свет на экран, либо, в отклоненном положении, сбрасывает его на светопоглотитель.
В целом, зеркала превосходно справляются с задачей отсекания ненужного света , поэтому DLP матрица («DMD» чип) способна дать заметно большую контрастность , чем LCD матрица (при прочих равных). Безусловно, контрастность зависит не только от матрицы, а с удорожанием оной получается достигать более высоких уровней контрастности (взять хотя бы такие LCD проекторы, как EH-TW9200/9300 - огромная контрастность!). Тем не менее, в сухом остатке мы говорим о преимуществе DLP проекторов по контрастности и уровню черного.
Путь света в DLP проекторе: лампа-цветовое колесо-зеркало-матрица-...
LCD технология встречается практически исключительно в трехматричной конфигурации (Epson 3LCD), подовляющее большинство DLP проекторов одноматричные, в дорогих сегментах (некоторые инсталляционные проекторы, элитные домашние и кинотеатральные проекторы) присутствует трехматричная DLP технология.
«Эффект москитной сетки»
Предположительно, еще одно преимущество технологии DLP - меньшее межпиксельное пространство .
Дело в том, что работающая на просвет LCD матрица требует подведения контуров к каждому пикселю, а эти контуры могут проходить только между пикселями - получается некое неиспользованное пространство между ними. Преимущество DLP матриц в том, что упомянутые контуры идут под зеркалами, хотя сама необходимость в смене положения зеркал также создает некий межпиксельный зазор. В итоге, 3LCD проекторы имеют тенденцию к чуть более заметному межпиксельному интервалу, чем DLP проекторы.
LCoS, в т.ч. D-ILA, SXRD, 3LCD Reflective
Правда, последние отрицают, что являются LCoS-ом...
По мере движения в более дорогие сегменты проекторов, появляется технология LCoS («жидкие присталлы на кремнии»). Многие производители именуют ее по-своему. Sony - «SXRD», JVC - «D-ILA», Epson - «Reflective 3LCD», или «Отражательная 3LCD». Что ж, последнее довольно точно отражает суть.
Эта технология - попытка сочетать преимущества LCD и DLP технологий. Расположенные на зеркальной поверхности жидкокристаллические матрицы дважды пропускают через себя свет, лучше отсекая черный (высокая контрастность), при этом они не имеют подвижных элементов, а управляющие контуры расположены под зеркалами, что позволяет добиться меньшего межпиксельного пространства, чем и у LCD, и у DLP.
Упомянутые технологии встречаются только в трехматричной конфигурации. Схема образования цветов похожа на 3LCD, с той лишь разницей, что LCoS матрицы отражают свет, а не пропускают через себя:
Источник света: лампы и безламповые проекторы
Сравнивая современный цифровой проектор с диапроектором, мы говорили о матрицах, пришедших на смену пленке, а теперь пора поговорить о лампе.
Классический источник света - ртутные лампы . В зависимости от типа лампы и уровня нагрузки, ресурс такой лампы составляет от 3000 до 5000 часов при максимальной яркости. Как считается ресурс? Насколько мне известно, до расчетного момента падения яркости лампы на 50%. Это и есть первый недостаток ламп - постепенное снижение яркости.
Лазеры и светодиоды - другое дело! Ресурс - 20000 или даже 30000 часов! Яркость тоже постепенно снижается, но более линейно и на протяжении такого срока.
А есть еще ксеноновые лампы - у них ресурс даже меньше, чем у ртутных, но есть свои преимущества.
Спектральное излучение ксеноновых и ртутных (mercury) ламп
В итоге существенный недостаток ртутных ламп в итоге в том, что испускаемый ими свет содержит слишком много зеленого. Это значит, что лишний зеленый цвет, несущий значительную часть световой энергии, нужно отсекать и выбрасывать, чтобы зеленый, красный и синий были в правильных пропорциях и при смешении давали правильный белый цвет (нейтральный, без оттенков). Однако, существует договоренность, что в самом ярком режиме проектора заметные потери по цветопередаче являются приемлемыми. Таким образом, в самом ярком режиме изображения картинка приобретает слегка зеленоватый оттенок.
К примеру, по моим наблюдениям наиболее выраженный зеленоватый оттенок в самом ярком режиме - у DLP проекторов с RGBRGB цветовым колесом, далее идут 3LCD проекторы, далее - DLP проекторы с прозрачным сегментом - каким-то образом у них получается добиться довольно нейтрального белого. Но проблема тут еще и в том, что при переходе из самого яркого режима в самый точный мы в любом случае улучшаем цветопередачу и отсекаем лишний зеленый с помощью матриц проектора, и тут внезапно обнаруживается, что, убрав лишний зеленый, мы получили существенное падение яркости, но при этом черный цвет не изменился, он одинаков у яркого и у точного режима! Яркость снизилась, черный остался, - значит контрастность снизилась во столько раз, во сколько снизилась яркость - до двух раз! Такие дела. Перешли в точный режим, предназначенный для темноты и потеряли контрастность… просто отлично!
В этом смысле ксеноновые лампы имеют более ровными характеристики, хотя используются они ну очень редко и на дорогих проекторах.
Еще одна странная проблема с ртутными лампами - почему-то они не позволяют большинству проекторов отобразить 100% правильный sRGB зеленый цвет - обязательно немного уходит в желтизну.
Ну и очевидно то, что лампы греются и требуют мощного активного охлаждения , что не только увеличивает размер проектора, но и увеличивает его шумность. Также, лампам требуется некоторое время для выхода на полную мощность и, в зависимости от проектора, может требоваться то или иное время, прежде чем отключать питание - лампу нужно охладить.
Со светодиодами (LED) ситуация иная: светодиоды могут быть предельно компактными и позволяют создавать исключительно миниатюрные проекторы, но по иронии у них проблема с яркостью как раз зеленого светодиода, поэтому яркость светодиодного проектора обычно довольно сильно ограничена. Существенное преимущество светодиодов - способность обладать очень узким спектром излучения, то есть, очень насыщенным, чистым цветом. В связи с этим из RGB (красный, зеленый, синий) светодиодов можно добиться более широкого охвата цветов, чем стандарт sRGB (используется в Blu-ray, HDTV, для Интернет и пр.).
Да, светодиоды и лазеры - это не лампы, которые пользователь может легко взять и заменить. Эти источники света сильно интегрируются в конструкцию проектора, в его «оптический движок». Давайте посмотрим, почему. Существует множество способов использования светодиодов и лазеров. Итак,
Полупроводниковые источники света в проекторе и их варианты:
1. Белые светодиоды. Это похоже на лампу - у нас есть белые светодиоды, их свечение разделяется на красный, зеленый и синий, как у ламп… В практике встречается редко.
2. RGB светодиоды. У нас изначально три цветных источника света - не нужно ничего разделять - компактность! К тому же можно добиться высокой насыщенности цветов. Часто используется в миниатюрных проекторах в сочетании с одноматричной DLP технологией.
Иллюстрация работы RGB LED проектора от NEC
3. Синий лазер + желтый люминофор. Популярно у дорогих домашних лазерных проекторов (JVC, Epson, Sony?). Синий лазер дает синий цвет, второй синий луч активирует желтый люминофор, а уже этот желтый цвет потом делится на красный и зеленый. Ниже - пример использования с LCoS технологиями:
 Схема Epson LS10000 |  Схема примерно того же у JVC |
А вот пример использования с одноматричной DLP технологией (BenQ):
4. Светодиодно-лазерные проекторы («гибридные проекторы»). Активно используется Casio. Итак, мы хотим RGB светодиодный проектор, но надо чем-то заменить неяркий зеленый светодиод. Ставим вместо зеленого светодиода синий лазер (зеленый лазер дорого), который активирует зеленый люминофор. Получаем яркость, близкую к ламповым проекторам (и, кстати, аналогичный зеленый оттенок в ярком режиме).
Схема гибридного проектора с сайта Casio.
Колесо с люминофором должно вращаться, чтобы пропускать синий,
либо производить зеленый цвет!
5. RGB лазерный проектор. Все на высшем уровне: превосходные цвета, высокая яркость, высокая цена, большой размер.
Иллюстрация устройства RGB-лазерного проектора от NEC
отмечено, что трубы - из оптоволокна
Среди качеств лазерных проекторов, используемых на практике - гибкое и плавное управление источником света с возможностью полного затемнения на темных сценах фильма, либо ограничения яркости проектора, ведущего к увеличению ресурса лазера. Если в проекторе используется массив лазеров, то даже по истечении их ресурса, лазеры будут выходить из строя по очереди , а не все сразу, что в худшем случае приведет к постепенному снижению яркости.
Тем не менее, говоря о лазерных и светодиодных проекторах, приходится констатировать, что 20000 и 30000 часов - это цифры, относящиеся к самому источнику света, а в конструкции могут иметься и другие элементы, которые могут обладать совершенно другим ресурсом. В итоге полезно смотреть на официальный срок гарантии производителя...
Что касается люминофоров, то они, очевидно, имеют свои характеристики, если говорить о цветопередаче. Как правило, на практике насыщенность цвета у люминофора значительно меньше, чем можно добиться от лазера/светодиода.
Можно ли получить широкий цветовой охват у лампового проектора?
В принципе, да. Для получения более широкого цветового охвата нужно с помощью цветофильтров отсечь лишние участки спектра. Собственно, если мы можем выделить из белого красный, то почему бы не выделить более чистый красный? Правда, потери света увеличатся, но кто их считает, когда речь идет о дорогих проекторах?
Прежде всего, что такое DLP? DLP – это Digital Light Processing, цифровая обработка света.
Технология цифровой обработки света основана на применении специальных микрозеркальных микросхем, по-английски – DMD, Digital Micromirror Device.
DLP-технология родилась в США благодаря перспективным разработкам оборонного агентства DARPA 1 .
DARPA – это очень интересная организация, пожалуй, не имеющая аналогов в мире. Это агентство Министерства обороны США, отвечающее за разработку новых технологий для использования в вооружённых силах. DARPA готово финансировать самые сумасшедшие разработки, понимая, что 90% из них «не выстрелит», но среди оставшихся 10% окажется «золотое яичко», которое позволит Пентагону совершить технологический прорыв.
Сейчас трудно сказать, какую задачу решало агентство DARPA, размещая в конце 1980-х гг. в фирме Texas Instruments крупный государственный заказ. То ли учёные надеялись создать систему точной фокусировки мощного лазерного пучка на боеголовке баллистической ракеты, то ли им была нужна надёжная технология для отображения показаний приборов на стекло кабины истребителя, как у советских самолётов, сейчас это уже неважно. А важно то, что в 1987 г. учёный-оптик Ларри Хорнбек, работавший в Texas Instruments, изобрёл первую в мире DMD микросхему.
Надо отдать должное топ-менеджерам компании: ознакомившись с изобретением, они немедленно запустили проект по исследованию коммерческой применимости DMD и через семь лет, в 1994 г., был продемонстрирован прототип DLP-проектора. Технология быстро получила признание специалистов как перспективная, хотя поколебать позиции ЖК проекторов в те годы было нелегко.
С этого времени и начинается победное шествие DLP проекторов, уверенно оттеснивших все другие технологии и, по некоторым оценкам, ныне занимающим до 70% рынка профессиональных проекторов.
Более того, компания Texas Instruments выкупила и по сей день поддерживает исключительный патент на DMD микросхемы, поэтому все без исключения DLP проекторы в мире и все проекционные DLP видеокубы используют их микросхемы.
Как это работает?
В основе DLP проектора лежит матрица из DMD микросхем.
Рассмотрим её конструкцию более подробно.
Рис. 1 DMD микросхема
DMD-микросхема - это кремниевый кристалл КМОП-памяти, на котором сформирована матрица, состоящая из квадратных алюминиевых микрозеркал (рис. 1), способных поворачиваться на определённый угол в одну или другую сторону. То есть микрозеркало будет либо отражать падающий свет, либо направлять его в специальный поглотитель. Соответственно, на экране возникнет светлая или тёмная точка.
Поскольку угол поворота зеркала определяется геометрическими параметрами структуры, а она формируется с помощью точной кремниевой фотолитографии, все элементы DMD-матрицы оказываются практически идентичными. Первоначально размер зеркала был 16x16 мкм, а угол его поворота 10°, в сегодняшних матрицах размер зеркал зависит от их разрешения, а угол отклонения достиг 12°. Квадратик в центре зеркала от «ножки» в микросхемах последних поколений отсутствует.
Каждое микрозеркало крепится на т.н. торсионном подвесе, благодаря чему DLP-матрица может надёжно работать много лет. Торсионный подвес образуют ленты особой формы из сверхпрочного материала (на рисунке – подвижные пластины). По оценкам компании Texas Instruments, время наработки DMD-микросхемы на отказ в трёхматричном проекторе достигает 76 тыс. ч. Для управления поворотами микрозеркал используется явление электростатического притяжения между адресным электродом и зеркалом.
Информация о состоянии каждого пикселя картинки записывается в соответствующую ему ячейку памяти – обычный триггер. Его противофазные выходы подключены к адресным электродам микроструктуры, а потому содержимое ячейки памяти влияет на положение зеркала.
Работа DMD-матрицы предусматривает шесть различных состояний. В состоянии готовности памяти все триггеры матрицы загружены нужной информацией (загрузка осуществляется последовательно, по строкам). В состоянии сброса все микрозеркала притягиваются к адресным электродам импульсом повышенного напряжения, подаваемым на шину смещения, т. е. на сами зеркала. Состояние освобождения достигается, когда все зеркала освобождаются, выстраиваясь в нейтральном положении, т. е. в одной плоскости. Состояние дифференциации предусматривает подачу на шину смещения промежуточного (между логическим нулём и единицей) напряжения, при котором электростатические поля между адресными электродами и зеркалом подталкивают освобождённое зеркало в нужную сторону, определяемую содержимым ячейки памяти. В состоянии приземления на шину смещения подаётся такое напряжение, при котором зеркала ускоренно притягиваются к адресным электродам, поворачиваясь на максимальный угол. В процессе загрузки памяти зеркала остаются неподвижными в одном из двух наклонных положений, а содержимое ячеек памяти обновляется по строкам.
В процессе работы DMD-матрица попеременно проходит шесть фаз: сброс, освобождение, дифференциация, приземление, загрузка памяти, готовность памяти. Фаза сброса помогает преодолеть силы прилипания. Оказывается, что при малых размерах механической структуры они настолько велики, что одной упругости ленточного подвеса для высвобождения зеркала не достаточно.
Управление зеркалами на DMD-матрице достигается изменением напряжения на шине смещения, которое формируется специальными электронными схемами, размещёнными вне DMD-кристалла. Все зеркала в структуре поворачиваются синхронно, что благоприятно сказывается на динамических свойствах матрицы, т. е. она хорошо передаёт движение.
В ранних образцах DMD-матриц случались залипания микрозеркал, но сейчас эта «детская болезнь» преодолена.
Готовый кристалл помещают в металлокерамический корпус с кварцевым стеклом на месте верхней крышки. Контактные площадки по периметру кристалла соединяют с выводами корпуса тонкими золотыми проводниками. С обратной стороны корпуса в центре располагается прямоугольное металлизированное поле для отвода тепла от DMD-матрицы, а по периметру размещены позолоченные контактные площадки наподобие тех, что можно видеть на процессорах Intel для гнезда LGA 775.
Рис. 2. DMD микросхема
В процессе совершенствования DLP-технологии компания Texas Instruments сменила несколько поколений DMD-матриц, постоянно улучшая их характеристики.
Как устроен DLP проектор
Устройства проецирования изображений известны очень давно – это и слайд-проекторы, эпидиаскопы и другие тому подобные устройства. Главной их особенностью являлось обязательное наличие физического объекта проецирования – слайда, диапозитива, рисунка на плёнке и т.п.
Рис. 3. Принцип действия мультимедийного проектора
Современному мультимедийному проектору физический объект для проецирования не требуется – для этого он использует электронный сигнал. Поэтому проблема создания качественных статических и динамических изображений в значительной степени потеряла актуальность. Сейчас любой человек, овладевший тем или иным компьютерным пакетом, может создавать весьма сложные и красивые рисунки и анимации.
Как же устроен современный DLP проектор?
Он обязательно имеет набор следующих основных и вспомогательных устройств (систем).
Источник света. Для мощных проекторов обычно используют одну или несколько специальных ртутных или ксеноновых ламп (ламп сверхвысокого давления или маталлогалоидных).
Металлогалоидные лампы получили название из-за добавок солей йода и брома. Полезный световой поток таких ламп примерно в два раза больше, чем у обычных и достигает 3 ANSI лм/Вт. Цветопередача у металлогалоидной лампы значительно лучше, чем у галогенной, благодаря непрерывному, а не линейчатому, спектру излучения. Свет этих ламп белый и больше похож на дневной, тогда как у галогенных он жёлтый.
Срок службы ламп определяется временем, по истечении которого световой поток уменьшается вдвое. Средний ресурс ламп составляет от 1000 до 2000 часов.
Лампы сверхвысокого давления – развитие компанией PHILIPS идеи металлогалоидных источников света. Эти лампы стоят дороже. Давление в их колбе превышает 100 атмосфер. Светотехническая эффективность составляет 5 ANSI лм/Вт, а ресурс 4000 часов. Лампы сверхвысокого давления применяют в своих моделях фирмы SONY, SANYO и другие производители проекторов. У этого вида ламп к концу срока службы световой поток снижается лишь на 25%.
До настоящего времени подавляющее большинство ламп для проекторов производится всего тремя компаниями – Philips, Osram и Ushio.
В последние годы в ЖК проекторах стали использовать сверхъяркие светодиоды, цвет свечения которых может меняться в зависимости от напряжения питания.
Для мощных кинотеатральных DLP проекторов часто используют блок ламп, содержащий 2-4 излучателя. Это позволяет, во-первых, не прерывать трансляцию в случае отказа одной лампы и, во-вторых, увеличить срок службы ламп за счёт их поочерёдного использования или использования в т.н. «эко-режиме» при пониженном напряжении питания.
Ртутные и ксеноновые лампы имеют невысокие КПД, и поэтому выделяют много тепла, которое приходится отводить. До недавних пор единственным возможным вариантом теплообменника была система принудительного воздушного охлаждения, однако в последнее время фирмы всё чаще обращаются к системам жидкостного охлаждения. Причинами этого является то, что, во-первых, система жидкостного охлаждения гораздо эффективнее воздушного, поскольку выше удельная теплоёмкость носителя, а, во-вторых, снижается шум проектора. Получить шум системы воздушного охлаждения в 30 дБ не так-то просто, а в тихом помещении он будет ощутимо заметен.
Для оптической системы источник света является точкой. Чтобы собрать его и направить на матрицу используют систему линз, называемую конденсором. Конструкция конденсора тем сложнее, чем больше его апертура. При числовой апертуре до 0,1 применяют одиночные линзы, при 0,2-0,3 - двухлинзовые системы, свыше 0,3 - трёхлинзовые. Наиболее распространены конденсоры из двух плоско-выпуклых линз, обращённых сферическими поверхностями друг к другу. Эта схема позволяет уменьшить сферические аберрации.
Свет от источника, собранный конденсором, поступает на самую главную часть проектора, устройство, управляющее световым потоком. Оно может быть просветным или отражающим. В DLP проекторе используется отражающая матрица.
Отразившись от матрицы DMD микросхем, световой поток через объектив проецируется на экран.
К другим устройством проектора, не упомянутым ранее, относят блок электроники с процессором, блок управления, блок коррекции трапецеидальных искажений и блок питания.
Основные характеристики DLP проекторов
Основными характеристиками мультимедийных, и, в том числе, DLP проекторов обычно считаются:
- разрешающая способность (разрешение),
- световой поток (яркость),
Дополнительными характеристиками, влияющими на выбор проектора, являются:
- контрастность,
- равномерность освещения,
- наличие ZOOM-объектива,
- количество и типы входных и выходных разъёмов.
Кроме того, необходимо учитывать возможность обслуживания приобретённого аппарата (сервис).
Разрешающая способность
Этот параметр характеризует дробность видео картинки, создаваемой проектором, и определяется разрешением, т.е. физическим числом пикселей матрицы проектора.
Для формата изображения 4:3 наиболее распространёнными являются следующие форматы: VGA (640х480), SVGA (800х600), XGA (1024х780), SXGA (1280х1024), SXGA+ (1400х1050), UXGA (1600x1200), QXGA (2048x1536).
Для формата изображения 16:9, 16:10, 15:9 или близкого к ним: W XGA (1280х768 либо 1280х780), HD720 (1280х720), W VGA (864х480), W SVGA (1024х576), Full HD (1920x1080), WUXGA (1920x1200), HD 4K (4096x2400).
В каждой паре чисел первое показывает число пикселей по горизонтали, а второе – по вертикали изображения.
Надо отметить, что проекторы с разрешением VGA уже не выпускаются, и в список включены для полноты картины. Существуют и другие, менее распространённые разрешения.
Чем выше разрешение, тем меньше размеры элементов изображения и тем более качественным, фотореалистичным оно смотрится на экране. Однако, с увеличением разрешения стоимость проекторов быстро растёт. С другой стороны, относительная стоимость проекторов от поколения к поколению быстро падает, поэтому какие либо конкретные рекомендации давать сложно. Однако ясно, что если проектор планируется для домашнего кинотеатра, его разрешение должно быть Full HD. С другой стороны, разрешение 4К для этой цели является явно избыточным хотя бы потому, что на год написания этой брошюры (2014) не существовало серийных источников контента с таким разрешением. Это проекторы, рассчитанные на большие панели, и предназначены для работы от специальных мультимедийных плееров.
Напомним, что процессор проектора способен выполнять как повышающую, так и понижающую конверсию входного сигнала. Здесь стоить обратить внимание на одну тонкость. Дело в том, что не все проекторы обладают мощными и совершенными процессорами, особенно из бюджетной части модельного ряда. Поэтому иногда очень хорошие результаты может дать приобретение внешнего скейлера, чей мощный, специализированный процессор справится с задачей конверсии гораздо лучше.
Примером такого прибора является цифровой масштабатор-коммутатор VP-740 израильской фирмы Kramer Electronics (рис. 4).
Рис.4 Цифровой масштабатор-коммутатор Kramer Electronics VP-740
Световой поток
Световой поток – это величина, характеризующая количество световой мощности в потоке излучения. Световой поток – величина субъективная в том смысле, что оценивается в соответствии с относительной спектральной чувствительностью среднего человеческого глаза.
Световой поток мультимедийных проекторов измеряют в ANSI 2 люменах Этот параметр был введён в 1982 г. в качестве единицы, характеризующей среднюю величину светового потока проектора по девяти равномерно распределённым по площади экрана зонам.
Световой поток проекторов может находиться в диапазоне до 10 тыс. ANSI лм, но для домашнего кинотеатра или небольшого офиса вполне достаточно будет и 3 тыс. ANSI лм, а если в проекторе в качестве источника света используется светодиод, то световой поток составит всего несколько сотен и даже десятков ANSI лм.
На практике проекторы используют в условиях подтемнения или обычного освещения.
«Подтемнение» означает, что засветка экрана от посторонних источников не должна превышать 20 люкс. То есть окна вблизи экрана должны быть занавешены, яркий свет вблизи экрана отключён, но в помещении достаточно светло для чтения документов, иначе работать будет просто некомфортно.
Термин «обычное освещение» означает, что помещение перед включением проектора не затемняется, однако всё-таки нужно избегать попадания на экран прямого солнечного света яркое потолочное освещение перед экраном лучше выключить.
Чем больше яркость проектора, тем лучше картинка. Краски более контрастны, больше возможностей для регулировок параметров изображения.
Приведённая ниже эмпирическая формула позволяет сделать приблизительную оценку требуемой мощности светового потока проектора:
Ф = S x к
Где: Ф
– световой поток в ANSI лм;
S
– площадь экрана в кв. м;
к
– коэффициент, на величину которого влияет уровень освещённости помещения.
Значение к для незатемнённых помещений составляет 500-800, а для затемнённых – 200-350.
Контрастность проектора
Контрастность может быть представлена в спецификации проектора одним из двух способов. Если указана просто Контрастность, то этот параметр обычно измерен на основе метода On/Off, то есть измерение отношений «самого белого» и «самого чёрного» элементов изображения, которые способен воспроизводить данный проектор. Если же указана ANSI Контрастность, то соотношение было определено при отображении на экране шахматного поля (белых и черных квадратов) и измерения и сравнения относительной яркости каждого из них. Вариант On/Off даёт более высокие значения, тогда как вариант ANSI – несколько более точные.
Некоторые проекторы имеют т.н. динамическую или ирисовую диафрагму, установленную между источником света и объективом. Проектор несколько раз в секунду оценивает общую яркость изображения и по результатам измерений регулирует световой поток за счёт приоткрывания или закрывания отверстия динамической диафрагмы.
Динамическая диафрагма увеличивает On/Off контрастность. Темные области будут представляться темнее, а яркие будут выглядеть ярче. Динамическая диафрагма не влияет на показатель ANSI контрастность.
Вес проектора
DLP проекторы обычно тяжелее своих жидкокристаллических собратьев и могут весить несколько десятков кг. Например, вес проектора Barco HDX-W12 составляет 50 кг.
Характеристики объектива
Современные мультимедийные проекторы обычно комплектуются варио объективами, обладающими изменяемым фокусным расстоянием: объективы с трансфокаторами, или ZOOM-объективы. Благодаря наличию ZOOM-объектива заметно упрощается подготовка к видео показам, поскольку, не передвигая проектор, можно менять размер изображения.
Самые совершенные модели оснащены объективами с электроприводами. Это очень удобно при потолочном креплении проектора, однако повышает стоимость проектора.
Анализ конструкции DLP проектора показывает его достоинства и недостатки.
К достоинствам можно отнести возможность работы с очень большими световыми потоками. Конечно, и возможности микрозеркал не беспредельны, но всё-таки они гораздо больше, чем у ЖК, поэтому мощные кинотеатральные проекторы выполнены по технологии DLP. Исключений нет.
Другим существенным достоинством является меньшая пикселизация изображения по сравнению с ЖК.
Рис. 5. Сравнение пикселизации изображения у ЖК и DLP проекторов
Наконец, у DLP проекторов отсутствует проблема чёрного цвета, поскольку у них чёрный цвет – это просто отсутствие цвета.
Есть и недостатки, и они весьма серьёзны.
Прежде всего, это неприятный эффект радуги у одноматричных проекторов. «Лечится» переходом на трёхматричную схему, что, естественно, влечёт за собой ухудшение массогабаритных характеристик и рост цены.
Во-вторых, и это тоже характерно для одноматричных проекторов, существенны проблемы с цветопередачей, особенно жёлтых и голубых тонов.
В-третьих, для управления огромным количеством микрозеркальных микросхем требуется мощный и весьма дорогой микропроцессор.
Управление яркостью изображения в DLP проекторах
До сих пор мы говорили об основных принципах формирования изображения в DLP проекторах, но не рассматривали принципы управления яркостью и формирования цветной картинки. Сначала поговорим об управлении яркостью.
Поскольку источник света равномерно освещает всю матрицу DMD микросхем, управление яркостью каждого пикселя, очевидно, должно осуществляться на уровне отдельной микросхемы. Это реализовано за счёт управления временем, которое микрозеркало отражает свет от источника. Короткие импульсы света интегрируются в мозгу зрителя и создают ощущение более или менее яркого пикселя (рис. 6). Такой способ управления в радиотехнике называется широтно-импульсной модуляцией (ШИМ).
Чем больше длительность жёлтых импульсов на осциллограмме, тем меньше скважность сигнала и тем больше величина напряжения Uвых (на рисунке зелёного), соответствующего яркости пикселя.
Скважностью S в радиотехнике принято называть отношение:
S = T/τ
Где: S
– скважность;
Т
– период повторения;
τ
– длительность импульса.
Рис. 6. К пояснению принципа ШИМ
На практике это выглядит следующим образом:
Рис. 7. К пояснению принципа ШИМ
На фото 7 отчётливо видно, что левое изображение пересветлено.
Как получается цвет в DLP проекторах
Первые DLP проекторы имели одну матрицу DMD микросхем, поэтому для получения цветного изображения приходилось использовать схему (рис. 8) с цветовым колесом (рис. 9). Колесо состояло из нескольких цветовых сегментных фильтров и вращалось с большой скоростью (до 10 тыс. об/мин). Такое техническое решение обеспечивало приемлемую цветопередачу, однако создавало много проблем. Во-первых, возникал т.н. эффект радуги, в результате которого изображение на экране «разваливалось» (рис. 10). Правда, наблюдали этот эффект не все люди. В «железе» одноматричный DLP проектор выглядит, как показано на рис. 11.
Вторая проблема заключалась в том, что не все цвета воспроизводились одинаково хорошо, особенно большие проблемы возникали с голубыми и жёлтыми оттенками. Производители по-разному боролись с этой проблемой, например, увеличивая количество цветных секторов в колесе, меняя их ширину и алгоритм работы процессора. Всё это позволяло, как правило, улучшить воспроизведение одних цветов за счёт других. Кроме того, увеличение сегментов цветового колеса влекло за собой увеличение количества границ между сегментами, т.н. «спиц». При большой скорости вращения колеса спицы загораживали источник от объектива заметное время, и изображение получалось тусклым.
Некоторые производители предоставляли пользователям возможность выбрать тип цветового колеса в зависимости от изображений, которые должен был воспроизводить проектор.
Рис. 8. Оптическая схема одноматричного DLP проектора с цветовым колесом
Рис. 9. Цветовое колесо
Рис. 10. Эффект радуги у одноматричного DLP проектора
Рис. 11. Одноматричный DLP проектор со снятым кожухом
Но всё это были полумеры, не решавшие органичные проблемы одноматричных DLP проекторов. И только переход к трёхматричной оптической схеме (рис. 12) позволил преодолеть эти проблемы. Как видно, эта оптическая схема не требует цветового колеса, а вместе с ним исчезают и все органические недостатки одноматричной схемы проекторов. Вместе с тем, за качество изображения приходится платить высокой сложностью оптического блока (рис. 13) и высокой ценой проектора.
Рис. 12. Трёхматричная оптическая схема DLP проектора
Рис. 13. Оптический блок трёхматричного DLP проектора
Для примера рассмотрим DLP проектор HDX-W14 компании Barco, построенный на трёх 0,96 дюймовых DMD матрицах (рис. 14).
Рис. 14. Проектор HDX-W14 компании Barco
Проектор обладает следующими основными техническими характеристиками:
- Разрешение 1920 x 1200 (WUXGA);
- Светоотдача 13000 ANSI-люмен;
- Контрастность 1850:1 (стандартный режим) и 2400:1 (режим высокой контрастности).
Сдвиг оптической линзы:
- По вертикали: от -10% до +110%;
- По горизонтали: от -30% до +30% на трансфокаторе (с памятью).
- Ксеноновая лампа мощностью 2,5 кВт;
- Срок эксплуатации лампы 1750 часов;
- Ориентация: Стол - потолок - сторона (книжная) - вертикальная;
- Входы DVI-I (HDCP, включая аналоговый сигнал RGB YUV), SDI/HDSDI/двойной HDSDI/3G/BarcoLink;
- Контроль – проводной XLR, ИК, RS-232, вход/выход DMX512, встроенный веб-обозреватель, Projection Toolset;
- Дополнительное управление по Wi-Fi и GSM/мобильному телефону;
- Соединение сети 10/100 Мбит/с Ethernet (на RJ45), Wi-Fi;
- Энергопотребление 2600 Вт;
- Уровень шума (при 25 °C) 50 дБ(A);
- Габариты (WxLxH) 475 x 725 x 382 мм;
- Вес 50 кг.
Поскольку компания Barco de facto является одним из лидеров рынка профессиональных DLP проекторов большой мощности, а серия проекторов HDX удостоена награды InAVation за самый инновационный коммерческий проектор, то на эти характеристики следует ориентироваться интеграторам при выборе проектора для решения своих задач.
1 DARPA –Defense Advanced Research Projects Agency (англ) – Агентство передовых оборонных исследовательских проектов.2 ANSI (American National Standards Institute, англ.) – Американский национальный институт стандартов.
Для вывода с различных источников графической и видеоинформации на большой экран помогают мультимедийные проекторы. Они широко применяются не только в образовательных учреждениях, но и в сфере бизнеса. Рынок интерактивных мультимедиа-устройств огромный. Каждые технологии, которые применяют производители, имеют свои преимущества и особенности. Рассмотрим, какое цифровое оборудование предпочтительней для разных сфер применения – LCD или DLP проектор, их достоинства и недостатки.
В зависимости от выбранного проектора, качество изображения бывает различное. Полученную картинку можно оценить по основным параметрам:
- яркость,
- точность цветопередачи,
- контрастность,
- глубина цвета,
- частота обновления,
- равномерность освещения,
- оптическая эффективность,
- разрешение.
Чтобы мультимедийные изображения выглядели качественными, технологии проекторов должны обеспечивать высокий уровень основных параметров. Однако не все проекционные системы в равной степени могут обеспечить оптимальный технический уровень.
Особенности DLP технологии
Технология DLP (с английского переводится как «цифровая обработка света») – самое перспективное техническое решение, основу которого составляет изобретение американского ученого Л. Хорнбека, цифровое микрозеркальное устройство .
Матрица устройства состоит из нескольких тысяч зеркал, имеющих размеры не более 16 микрон. Одна деталь соответствует 1 пикселю и изготавливается из сплава алюминия. Благодаря особенности зеркальной поверхности, материал обладает высокой отражающей способностью. Элементы микрозеркал с помощью оси крепятся к скобе. Она присоединяется к основанию матрицы специальной системой высокоподвижных пластин. Таким образом, зеркала располагаются поверх интегральной схемы .
Под микрозеркалами в 2-х противоположных углах находятся электроды, которые соединяются со статической памятью Sram. За счет действия электрического поля микроскопические зеркала принимают две позиции, при этом отклоняясь четко от центральной оси вправо или влево на 10 градусов. В итоге, отражаясь от lcd-матрицы, свет фокусируется с помощью оптической системы микрозеркал и позиционируется на дисплей.
Принцип действия DLP проектора
ДЛП технология позволяет создавать цифровой DLP проектор с высокой степенью яркости. В таких цифровых приборах применяется сложная конструкция, состоящая из трех микросхем.
Принцип действия технологии:
- белый пучок света расщепляется призмой на 3 составляющие — красного, синего и зеленого цвета;
- световые потоки перенаправляются четко на свою отдельную поверхность чипа;
- отраженные от зеркал, цветные лучи фокусируются на экран при помощи проекционной линзы.
Для трансляции в кинотеатрах широкоформатного изображения чаще всего применяют эти устройства.
DLP проектор использует цифровую технологию, где пиксели – это двоичные элементы, которые находятся в двух положениях: включенном или выключенном. Благодаря этому отсутствует чувствительность серого цвета к различным окружающим факторам и обеспечивается высокая степень повторяемости . За счет этой особенности градация яркости, цветовые оттенки проецируются стабильно и равномерно по всей площади.
Особенности LCD технологии
При использовании LCD-технологии, мультимедиа-проекторы оснащаются 3-мя полисиликоновыми ЖК-экранами . Каждая из панелей отвечает за свой цвет. Матрицы состоят из совокупности отдельных пикселей. Между ними размещены управляющие компоненты, регулирующие их прозрачность. Далее пучки цвета сквозь призму объединяются, и благодаря соединяющим линзам проецируются на экран монитора.
Новые 3LCD цифровые проекторы имеют улучшенные технические характеристики. Трехматричные продукты используют чипы марки Texas Instruments. Отличительные характеристики изделий 3LCD Group – за счет проецирования на дисплей трех цветов спектра, получается яркое цветовое пространство, отсутствует «эффект радуги», передача серых оттенков максимально приближена к реальности.
Проекторы, использующие цифровую LCD технологию, работают по такому принципу:
- белый свет лампы за счет 2-х дихроичных микрозеркал расщепляется на основные цвета: зеленый, красный и синий;
- далее каждый цвет пропускается сквозь LCD-матрицу;
- формируется полноцветное изображение.
Сравнительная характеристика DLP или LCD проекторов
За последнее время обе технологии развивались и улучшались, поэтому различия между ними становятся все менее заметными. В таблице собраны основные плюсы и минусы двух систем.
| DLP -проекторы | LCD -проекторы | |
| Преимущества | высокая степень взаимозаменяемости оборудования;
оптимальная оптическая эффективность; точность цветопередачи; градация яркости равномерна по всей плоскости поверхности; надежность оборудования; возможность осуществлять 3Д-проецирование на широкоформатные экраны; высокий коэффициент контрастности; легкий вес оборудования; подходят для применения в помещениях с пыльными и задымленными условиями |
насыщенные цвета картинки;
незначительное потребление энергии; высокая степень яркости |
| Недостатки | «эффект радуги», который возникает на проецируемом дисплее | необходимо периодически чистить и заменять фильтр;
меньший контраст; видимость пикселей; снижение качества изображения после эксплуатации; оборудование массивнее и тяжелее |
Несмотря на существование небольших недостатков, обе технологии постоянно улучшаются, а модельный ряд периодически обновляется. Производители цифровых проекторов видоизменяют устройства для улучшения качества изображений.
Заключение
Выбирая, какие цифровые устройства подойдут больше для бизнеса и удовлетворят ожидания зрителей — DLP или LCD цифровые проекторы, учитывают эксплуатационные параметры, надежность и функциональность системы.
Для воспроизведения изображения на широкоформатном экране в кинотеатре, трансляции видео и презентаций подойдет проектор с ДЛП технологией. Для домашнего просмотра также больше подойдет DLP проектор. Он отличается высокими характеристиками цветности, контраста, стабильностью изображения. Цифровые портативные DLP устройства зарекомендовали себя надежными и качественными современными проекционными приборами. Для трансляции с точной цветопередачей и для экономного использования электроэнергии выбирают LCD проекторы.
Проекторы LCD – это простые в использование оптические устройства, транслирующие изображение на специальную поверхность (экран). В отличие от телевизора, с помощью проектора можно получить картинку очень большого размера. Это делает их востребованными в учебных заведениях, коммерческих компаниях и, конечно, в качестве устройств для оборудования домашних кинотеатров. Как выбрать мультимедийный LCD -проектор и на что обратить особое внимание?
Современный рынок предлагает богатый ассортимент проекторов от разных производителей в широком ценовом диапазоне. Одна из самых существенных характеристик, на которую стоит обратить внимание, это технология формирования проецируемого изображения. Таких методов несколько, но наиболее распространены LCD и DLP .
Особенности LCD -проекторов
LCD проекторы – это оптические приборы на жидких кристаллах. Конструкция такого устройства сходна с работой обычного фильмоскопа, с помощью которого просматривают слайды, или пленочного кинопроектора. В современных LCD -приборах вместо пленки используется прозрачная твердотельная жидкокристаллическая панель. Картинка на ней формируется с помощью цифровой электронной схемы. В конструкции проекторов LCD технология подразумевает использование несколько панелей, в каждой из которых зафиксировано одно цветное стекло. Всего таких панелей три – красного, синего и зеленого цвета. Световой луч исходит из лампы, проходит сквозь цветные панели, а потом через объектив. В результате на экране появляется изображение, причем оно увеличено в несколько раз по сравнению с исходной картинкой.
Среди производителей большую часть рынка занимают LCD проекторы Epson . Этаже компания разработала фирменную . В 3LCD -проекторах вместо одной жидкокристаллической матрицы установлено три. Каждая из них одномоментно работает с синим, красным и зеленым цветовым лучом.
Одним из главных преимуществ LCD проекторов является возможность формирования очень мощного светового потока. Картинка получается чрезвычайно насыщенной. В отличие от DLP -устройств, в приборах, использующих технологию LCD отсутствует эффект радуги – разноцветных цветовых вспышек. Эти, так называемые, артефакты, у некоторых людей способны вызывать приступы головокружения, головной боли и чувство тошноты.
Как выбрать LCD проектор
Перед тем как сделать окончательный выбор, следует обратить внимание на наиболее значимые показатели проецирующих устройств.
Как правило, это:
- стоимость, причем не только самого устройства, но и послепродажного обслуживания
- удобство подключения и использования
- яркость, четкость, цветопередача и уровень контрастности, проецируемого изображения
Где будет использоваться, и что будет проецироваться
Первое с чем нужно определиться перед покупкой, это местом, где планируется использование устройства. К моделям, которые будут эксплуатироваться в офисе или учебном заведении, и проекторов для домашнего кинотеатра предъявляются разные требования. В офисах и учебных аудиториях с помощью проекторов чаще всего демонстрируют презентации. То есть статичные изображения, требующие высокой контрастности и четкости. А LCD проектор для домашнего кинотеатра предполагает, что основным контентом будет видео, для которого очень важна естественная цветопередача.
Проекторы различаются по типу конструкции и могут быть:
Стационарные версии можно закрепить на стене или на потолке. А портативный LCD проектор легко транспортируется и перемещается по помещению.
Яркость
Вторым по важности критерием при выборе проектора является яркость. Этот показатель говорит о том, при каком внешнем освещении зритель сможет увидеть качественную картинку. Для офисных стандартной яркостью считается 3000 Люменов и выше. А для домашних кинотеатров подойдут с яркостью 2000-2500 Люменов.
К сожалению, высоких показателей яркости и контрастности с моделями нижнего ценового сегмента добиться не получится. Такие проекторы чувствительны к уровню освещенности в помещении. Изображение получится достаточно ярким, а отдельные статичные элементы хорошо читаемыми, только при условии качественного затемнения. Качество картинки при ярком внешнем освещении обеспечит . Здесь все просто – чем больше люмен, тем разборчивее будет изображение без затемнения.
Разрешение
Это совершенно бесполезный показатель, если рассматривать его в отрыве от разрешения источника информации, с которого будет передаваться изображение. Проектор с самым высоким разрешением не сможет спроецировать качественную картинку от старенького компьютера или DVD -плеера. Но и модель проектора с низким разрешением не сможет адекватно вывести на экран фильм с Blu —ray плеера. Для использования в офисе или учебной аудитории вполне достаточно с разрешением 1200 на 768 и более. С выводом на большой экран и просмотром телевизионных программ вполне справятся с разрешением 1024 на 768, но для просмотра видео в HD -формате понадобится чуть большее разрешение – не менее 1280 на 720. Для видео-контента в качестве Blu —ray выбирайте USB -источника.
LCD проекторы несколько компактнее и чуть дешевле, чем модели, работающие по других технологиям формирования изображения. В сравнении с DLP -проекторами, версии LCD -устройств при аналогичной мощности используемой лампы, проецируют изображение большей яркости.
Главный недостаток LCD -проекторов – меньшая, чем в DLP -приборах, насыщенность черного цвета. Особенности структуры матрицы могут приводить к эффекту пикселизации (точечности) при большом увеличении.
