从DLP技术之源谈起,聊DLP投影技术的发展之道
抖动或者说是闪烁感。
明基MP724投影机的色轮
当然,色轮实现色彩的分离和过滤需要通过色轮的高速工作运转来实现的。据了解,最早的色轮每秒60转,也叫做叫1倍速转速。1倍速色轮RGB每个颜色每秒钟旋转60次,意味着颜色出现的频率是 60Hz。有关试验表明,色轮转速为150-250Hz时,很少有人能看到"彩虹效应",而超过300Hz时,基本上就没有人能够看到了。
由于转速有限,同时DMD中的微镜的工作原理(DMD工作原理我们会在下一页中进行详细秒速),早期的DLP投影机极易出现彩虹现象。彩虹现象是指观众会看到DLP投影机的画面中物体的边缘有红绿蓝色的拖影。当然,能否看到彩虹现象不仅取决于投影机的性能,还和不同的人眼有关,据调查大部分观众看不到到 DLP投影机的彩虹现象,不过对于能看到彩虹现象的观众来说,如此之差的画面表现效果显然是难以接受的。
为了解决彩虹现象,各大投影机厂商便在色轮上做足了功夫,最简洁有效的方法便是提升色轮的转速。从早期的1倍速提升至目前的6倍速,目前的色轮最高转速已经能达到360转每秒,即 360Hz。6倍速的色轮基本上消灭了彩虹现象,但是由于成本和技术的限制,目前大多数投影机采用的还是4倍速色轮。
除了提升色轮的转速,DLP投影机制造商们还在增加色轮的段数。早期的色轮由红绿蓝三段式组成,不仅容易产生彩虹现象,光的利用率也只有60%左右,这也是为什么早期的 DLP投影机亮度始终在几百流明以下徘徊的原因。后来德州仪器和DLP投影机制造商又先后推出了四段式、五段式、六段式、七段式、八段式色轮……那么,增加的段数都是哪些颜色呢?增加色轮的段数又有什么好处呢?
其中四段式色轮是在传统的三段式色轮增加了一段无色的滤光片,光效率可以提升了 20%左右。但是由于无色滤光片透过的是白光,叠加在三原色光上,使画面比其原始的表现要明亮些。这种通过增加无色滤片(通常说法为白色段)的方法虽然增加了投影机的亮度,但是投影机的色彩饱和度却有了明显下降。因为透明滤片经过时,会冲淡前面的色彩,并且会造成有白点闪过的错觉,因此会让人感觉到画面抖动。这也是DLP投影机所被诟病的另外一个问题了——"色彩亮度"偏低。关于色彩亮度的问题也可以点此查阅。
五段式色轮是在四段式色轮上增加了黄色滤片,有效的利用了灯泡在580nm波长中的能量,明基将这种色轮称为"黄金色轮",东芝将这种色轮称为"旋彩轮"……不同的厂商有不同的称呼。五段式色轮提升了DLP投影机的色彩表现,但是画质提升有限,画面抖动的现象也依然存在。
六段式色轮分为好几种,不同的DLP投影机制造商生产的六段式色轮可能都不相同。在各种六段式色轮中,其中应用最多的便是双重三段式色轮,这种色轮采用的是红绿蓝红绿蓝(RGBRGB)双重色段的排列方式,在RGB三段色轮的基础上,又增加了RGB滤片各一段。这样设计最大的好处便是提升了RGB颜色出现的频率,比如在1倍速色轮中RGB颜色出现的频率由三段式的60Hz提升到了120Hz。当然,由于取消了白色滤光片,采用6段式色轮的投影机亮度也大大下降。
而七段式色轮和八段式色轮由于应用较少,我们便不作讨论。下面我们来了解另外两种色轮,SCR增益色轮和极致色彩所采用的色轮。
SCR(Sequential Color Recapture)也称连续色彩补偿技术,其基本原理与以上色轮技术相似,不同之处在于色轮表面采用阿基米德原理螺旋状光学镀膜,集光柱(光通道)采用特殊的增益技术,可以补偿部分反射光,使系统亮度有较大提高(约40%)。但该色轮的处理技术相对较复杂,目前只有少数投影机厂家在产品中采用。
极致色彩技术(BrilliantColor)是德州仪器在2005年宣布问世的新型色彩处理增强技术。简单来说,极致色彩技术便是采用三原色和三补色结合的色轮,以及适当的色彩调配算法电路,以达到提升单片式DLP投影机色彩显示能力的目的。不过需要注意的是,德州仪器仅仅提出了这一技术理念,各家 DLP投影机制造商根据实际情况的不同设计的极致色彩技术色轮也各不相同,所以成像质量也有很大的差别。但是极致色彩技术引领DLP投影机从传统的三色处理全面进入到多色处理的新时代,注定将会在DLP投影机的发展史中留下浓厚的一笔。
花费了大量精力了解色轮之后,下面我们来了解DLP投影机的另外一大核心——DMD芯片。
如果说在色轮的研发上,投影机制造商们还能根据自己的实际需要生产不同的产品,那么DMD芯片就完全掌握在了德州仪器的手中了。经过十多年的发展,DMD芯片
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