Sxrd технология. Технологии проекторов: LCD (3LCD), DLP, LCoS

В новой линейке кинотеатральных проекторов Sony модель VPL-HW30ES пришла на смену VPL-HW20 . Внешне модели очень похожи, также практически совпадают и заявленные характеристики, однако у «тридцатки» есть одно очень важное отличие — она поддерживает стереоскопический режим совместно с затворными очками.

Паспортные характеристики, комплект поставки и цена

Внешний вид

Дизайн проектора очень аккуратный и строгий. Корпус черный (но есть и модификация в белом корпусе — VPL-HW30ES/W). Материал корпуса — пластик. Поверхность большей части корпуса матовая и только верхняя панель зеркально-гладкая, по всей видимости с покрытием, относительно устойчивым к появлению царапин. На верхней панели ближе к объективу расположены два индикатора состояния и колесики сдвига объектива. Объектив утоплен в корпус, но все же немного выступает за габариты. Кнопки управления, включая миниатюрный джойстик, помещены на правую боковую поверхность.

Ниже, в неглубокой нише — интерфейсные разъемы. ИК-приемник только один — спереди.

Проектор оснащен двумя передними вывинчивающимися (на 10 мм) из корпуса ножками, позволяющими устранить небольшой перекос и/или немного приподнять переднюю часть проектора при его размещении на горизонтальной поверхности. Для крепления к потолочному кронштейну в днище проектора вделаны 3 металлические втулки с резьбой. Крышки отсека лампы и воздушного фильтра находятся на днище, но они не заходят за треугольник крепежных отверстий, поэтому возможно существуют потолочные кронштейны, конструкция которых позволяет менять лампу и вынимать фильтр для чистки/замены без демонтажа проектора с кронштейна. Воздух для охлаждения внутренностей забирается через многочисленные решетки (но не самом днище) и выдувается через две симметричные решетки в передней части корпуса (в основном через правую).

Пульт

Дизайн выполнен в фирменном стиле, включая ребристость на нижней поверхности. Корпус пульта изготовлен из черного пластика с матовой поверхностью. По бокам — вставки из пластика с серебристым покрытием. Пульт удобно лежит в руке. Кнопок немного, самые нужные, включая группу с навигационной четырехпозиционной кнопкой в центре и три кнопки-качалки для быстрого изменения самых важных настроек изображения, легко находятся на ощупь. Есть равномерная и достаточно яркая синяя светодиодная подсветка всех кнопок, кроме трех в первом ряду, которые фосфоресцируют.

Коммутация

Намеченная тенденция избавляться в Full HD устройствах от композитного и S-Video интерфейсов поддержана — в этом проекторе их нет. Проектор оснащен двумя HDMI-, VGA- и компонентным входами. Разъем mini D-sub 15 pin универсальный — он совместим как с компьютерными VGA-сигналами, так и с компонентными цветоразностными и GBR-видеосигналами. Тип видеосигнала на этом разъеме определяется автоматически, но можно указать его принудительно. Переключение между источниками осуществляется перебором всех с помощью кнопки INPUT на корпусе проектора или на пульте. При этом если включена функция автопоиска, то проектор автоматически пропускает неактивные входы. Гнездо миниджек предназначено для подключения внешнего ИК-приемника. Заявлена ограниченная поддержка управления по HDMI — проектор может автоматически включаться при включении (запуске на воспроизведение) подключенного по HDMI-оборудования, наоборот, выключать подключенное оборудование при выключении. Однако, подключенный проектором не обнаруживался и на команды никак не реагировал. Разъем RJ45 предназначен для подключения внешнего излучателя сигналов синхронизации затворных очков. Смысл в том, что пользователь может использовать доступные сетевые кабели нужной длины и стандартные разъемы для подключения опционального излучателя TMR-PJ1. Интерфейс RS-232C, по всей видимости, предназначен для удаленного управления и, возможно, обновления прошивки.

Меню и локализация

В меню используется читаемый ровный шрифт. Навигация удобная и экономная. При настройке параметров, влияющих на изображение, на экран выводится минимум информации — только список режимов или ползунки, — что облегчает настройку картинки.

В нижней строчке выводится подсказка по функциям кнопок. Есть русская версия меню, перевод адекватный, разве что сокращений многовато.

К проектору прилагается напечатанное подробное руководство пользователя на русском языке. Качество перевода высокое.

Управление проекцией

Фокусировка и изменения фокусного расстояния осуществляются двумя ребристыми кольцами на объективе (кольцо зума имеет выступ-рычажок). Двумя колесиками регулируется положение объектива относительно матрицы (сдвиг до 65% от высоты проекции вверх и вниз по вертикали и до 25% от ширины вправо-влево по горизонтали).

Граница допустимого положения объектива представляет собой ромб, т. е. при сдвиге по горизонтали диапазон сдвига по вертикали уменьшается и наоборот. Есть функция ручной цифровой коррекции вертикальных трапецеидальных искажений. Защита объектива от пыли обеспечивается полупрозрачной крышкой, одевающейся на объектив и никак не прикрепленной к корпусу.

Несколько режимов геометрической трансформации позволят оптимальным образом подогнать картинку под формат экрана:

Нормальный — изображение без искажений увеличивается до границ области проекции, оптимально для просмотра фильмов в формате 4:3, Полный — картинка увеличивается и растягивается до границ области проекции (до соотношения 16:9), идеально для анаморфированных фильмов и фильмов в HD качестве, Увеличение — изотропное увеличение до ширины экрана, подходит для формата LetterBox, Шир. увелич. — то же что и Полный , но с чуть большим растяжением по вертикали, так, что верх и низ немного обрезаются. В случае компьютерных сигналов выбор сокращается до 3: Полный 1 — увеличение до границ проекции с сохранением исходных пропорций, Полный 2 — увеличение на всю область проекции, и Увеличение . В режиме Увеличение картинку можно растягивать/сжимать в вертикальном направлении и перемещать видимую часть вверх-вниз. Есть функция обрезки краев картинки Изобр. вне экр. , при этом для режимов 1080 можно отключить увеличение, чтобы избежать интерполяции. Дополнительно функция Гашение позволяет избирательно подрезать область проекции по четырем сторонам. Функция Вырав. панели практическую значимость почти не имеет, так как позволяет юстировать сведение цветов исключительно программным способом.

В меню выбирается тип проекции (фронтальная / на просвет, обычное / потолочное крепление). Проектор среднефокусный, а при максимальном фокусном расстоянии объектива скорее длиннофокусный, поэтому при фронтальном проецировании его лучше располагать примерно на линии первого ряда зрителей или за ней.

Настройка изображения

Стандартный набор настроек дополнен выбором режима работы диафрагмы (два автоматических с тремя уровнями скорости и ручная регулировка), регулировками функций подавления видеошума и устранения артефактов MPEG-компрессии, выбором режима продвинутого деинтерлейсинга, выбором профиля гамма-коррекции и подстройкой детализации в тенях. Функция RPC (Real Color Processing) позволяет производить селективную подстройку выбранных цветов.

Настройку Цвет. прост-во , влияющую на цветовой охват, можно оставить на Широкий 1 , так как при этом цвета становятся жуть живее, но еще не выглядят попугайскими. (В зависимости от текущего режима и типа подключения некоторые настройки могут быть недоступны.) При включенном x.v.Color поддерживается цветовое пространство xvYCC. Выбрав для параметра Рег. Лампы значение Низкий , можно уменьшить яркость лампы, а заодно и шум от системы вентиляции. Сочетания настроек хранятся в семи предустановленных, но редактируемых профилях и в двух пользовательских профилях. Также настройки изображения сохраняются для каждого типа подключения. Кнопкой RESET на пульте можно вернуть текущий параметр к предустановленному значению.

Дополнительные возможности

Можно включить функцию автоматического перехода в режим с низким потреблением энергии (с выключенной лампой) после 10 минут отсутствия сигнала.

Измерение яркостных характеристик

Измерение светового потока, контрастности и равномерности освещения проводились по методике ANSI .

Для корректного сравнения данного проектора с другими, имеющими фиксированное положение объектива, измерения проводились при сдвиге объектива вверх примерно на 50% (низ изображения находился примерно на оси объектива). Результаты измерений для проектора Sony VPL-HW30ES (если не указано обратное, то диафрагма максимально открыта, выбран профиль Динамический и включен режим высокой яркости):

Максимальный световой поток чуть выше паспортного значения (заявлено 1300 лм). Равномерность хорошая. Контрастность высокая. Также мы измерили контрастность, измеряя освещенность в центре экрана для белого и черного поля, т. н. контрастность full on/full off.

Нативная контрастность высокая. Она немного увеличивается при увеличении фокусного расстояния. Даже при включенной динамической регулировке диафрагмы (Усоверш.диафр ) контрастность ниже заявляемого значения в 70 000:1, но в данном случае это несоответствие не имеет принципиального значения.

При переключении с черного поля (после 5 с выдержки) на белое поле в быстром режиме диафрагма срабатывает примерно за 0,7 с, а в самом медленном — даже за 5 с не открывается полностью:

Для оценки характера роста яркости на шкале серого мы измерили яркость 256 оттенков серого (от 0, 0, 0 до 255, 255, 255) при отключенной гамма-коррекции (только настройками Контраст и Яркость мы подогнали уровни черного и белого к расширенному диапазону). График ниже показывает прирост (не абсолютное значение!) яркости между соседними полутонами:

Тенденция роста прироста яркости сохраняется во всем диапазоне и каждый следующий оттенок значимо ярче предыдущего, начиная от ближайшего к черному оттенка:

Аппроксимация полученной гамма-кривой дала значение показателя 2,13 , что немного ниже стандартного значения 2,2. При этом реальная гамма-кривая практически совпала с показательной функцией:

В режиме высокой яркости потребление электроэнергии составило 266 Вт, в режиме пониженной яркости — 209 Вт, в режиме ожидания — 0,6 Вт.

Звуковые характеристики

Внимание! Приведенные значения уровня звукового давления от системы охлаждения получены по нашей методике и их нельзя напрямую сравнивать с паспортными данными проектора.

Проектор тихий, а в режиме пониженной яркости его с практической точки зрения можно считать бесшумным. Динамическая диафрагма работает очень тихо, фактически ее слышно, только если прижаться ухом к корпусу проектора.

Тестирование видеотракта

VGA-подключение

При VGA-подключении разрешение 1920 на 1080 пикселей не поддерживается. В режиме 1280 на 720 все нормально, его-то и можно использовать для просмотра фильмов и для игр при VGA-подключении. Оттенки на шкале серого различаются от 0 до 255 с шагом через 1.

DVI-подключение

При подключении к DVI-выходу видеокарты компьютера (с помощью кабеля-переходника с HDMI на DVI) поддерживаются режимы вплоть до 1920 на 1080 пикселей включительно при 60 Гц кадровой частоты. Белое поле выглядит равномерно освещенным и не имеет цветовых разводов. Черное поле равномерное, бликов и цветных разводов нет. Геометрия близка к идеальной — прогиб по верхнему краю вниз при сдвиге вверх на 50% составляет всего порядка 1-2 мм на 1,5 м ширины. Четкость высокая. Тонкие цветные линии толщиной в один пиксель выводятся без потери цветовой четкости. Хроматические аберрации объектива небольшие — в центре минимальные, а к углам ширина цветной каймы не превышает 1/3 пикселя. Темная граница между пикселями практически отсутствует. Равномерность фокусировки местами чуть-чуть нарушается, но не настолько, чтобы это сказывалось на качестве изображения. При сдвиге объектива и изменении фокусного расстояния качество изображения существенно не меняется.

HDMI-подключение

HDMI-подключение тестировалось при подключении к . Поддерживаются режимы 480i, 480p, 576i, 576p, 720p, 1080i и 1080p@24/50/60 Гц. Картинка четкая, цвета правильные, оверскан отключается. Есть реальная поддержка режима 1080p при 24 кадр/с (в этом режиме кадры имеют равную длительность), кроме того проектор умеет выполнять обратное преобразование — из чередования кадров 2-3 при 60 кадр/с восстанавливать исходные 24 кадр/с с равной длительностью кадров. Тонкие градации оттенков различаются как в тенях, так и в светах. Яркостная и цветовая четкости всегда очень высокие.

Работа с источником компонентного аналогового видеосигнала

Качество компонентного интерфейса высокое. Четкость изображения соответствует возможностям интерфейса и типу сигнала. Тестовые таблицы с градиентами цветов и со шкалой серого не выявили каких-либо артефактов изображения. Слабые градации оттенков в тенях и на светлых участках изображения хорошо различаются. Цветовой баланс правильный.

Функции обработки видеосигнала

В случае чересстрочных сигналов и если параметр Режим фильма установлен в Авто 1 или Авто 2 , проектор пытается полностью восстановить исходный кадр, используя смежные поля. В случае сигналов 576i/480i и 1080i проектор обычно правильно склеивал кадры как в случае чередования полей 2-2, так и 3-2 (срывы случались, но редко), и только в очень сложных случаях иногда проскакивала характерная «расческа». Для видеосигналов обычного разрешения выполняется сглаживание зубчатых границ объектов, для 1080i — нет. Функции шумоподавления работают неагрессивно, не доводя процесс улучшения картинки до появления артефактов.

В данном проекторе есть функция вставки промежуточных кадров (предыдущая модель ее не имела). Заметим, что эта функция может быть включена и в стереоскопическом режиме при сигнале 24 кадр/с. Функция вставки промежуточных кадров в русском варианте меню не переводится и называется Motionflow . При ее включении плавность движения и четкость объектов в движении возрастают, картинка становится приятнее для глаз. При изменении уровня от Низкий до Высокий возрастает скорость движения в кадре, для которого выполняется интерполяции. Качество работы этой функции высокое и в подавляющем большинстве случаев к ее работе не будет никаких претензий. Однако фильмы типа «Аватар» (вернее некоторые фрагменты из этого фильма) задают новую планку: на уровне Высокий при очень быстром и сложном движении заднего фона расчет промежуточных изображений периодически на пару секунд прекращается и картинка выводится в режиме 24 кадр/с, кроме того, некоторые объекты переднего плана часто имеют своих двойников из фаз движения вперед и назад во времени. В таких случаях лучше выбрать режим Низкий , в котором четкость и плавность ниже, но и артефакты менее заметны.

По всей видимости, при 60 кадр/с рассчитывается один промежуточный кадр, при 24 кадр/с — два промежуточных кадра. Для иллюстрации приведем снимки, сделанные при выводе на экран стрелки, перемещающейся на одно деление за кадр при включенной функции вставки промежуточного кадра для 60 кадр/с и 24 кадр/с:

60 кадр/с.

24 кадр/с.

Отрезки между делениями — это рассчитанные промежуточные положения стрелки.

Определение времени отклика и задержки вывода

Пики узкие и не очень интенсивные, поэтому никакого мерцания не видно, но расчетам они мешают. Примерно можно оценить, что время отклика при переходе черный-белый-черный равно 6,5 мс (5 мс вкл. + 1,5 мс выкл.). Для полутоновых переходов среднее суммарное время отклика составило примерно 7,5 мс. Такой скорости матриц вполне достаточно как для просмотра фильмов, так и для игр в динамические игры.

Задержка вывода изображения относительно ЭЛТ-монитора составила около 15 мс при VGA-, и 22 мс при HDMI(DVI)-подключении (проектор как первичный монитор в систем). Это небольшое значение задержки, не мешающее играть в динамичные игр. При включении функции вставки промежуточных кадров задержка увеличивается до 51 мс, что уже может быть заметно, но в играх вставку кадров все равно лучше отключать.

Оценка качества цветопередачи

Для оценки качества цветопередачи использовали спектрофотометр и .

Цветовой охват зависит от значения настройки Цвет. прост-во. При Широкий 3 охват максимальный, при Нормальный охват в точности равен sRGB:

Ниже приведены спектры для белого поля (белая линия), наложенные на спектры красного, зеленого и синего полей (линии соответствующих цветов) при Цвет. прост-во. = Широкий 3 и при Нормальный :

Широкий 3 .

Нормальный .

Видно, что компоненты хорошо разделены, и это позволяет получить широкий цветовой охват, а для его приведения к стандарту sRGB выполняет перекрестное подмешивание компонент. Цветопередача ближе всего к стандартной в случае профиля Кинофильм 1 , взяв его за основу, мы попытались регулировкой усиления трех основных цветов приблизить цветопередачу к стандартным 6500 К на белом и темно-сером участках. Графики ниже показывают цветовую температуру на различных участках шкалы серого и отклонение от спектра абсолютно черного тела (параметр ΔE):

Близкий к черному диапазон можно не учитывать, так как в нем цветопередача не так важна, а погрешность измерения цветовых характеристик высокая. Видно, что ручная коррекция приблизила цветопередачу на белом поле к целевой, но для коррекции в тенях необходимо использовать и регулировки смещения. Впрочем, даже без коррекции особых нареканий к качеству цветопередачи нет, так как изменения ΔE и цветовой температуры монотонные при переходе в темную область, что визуально мало сказывается на изображении.

Тестирование в стереоскопическом режиме

Для создания стереоскопического изображения применяется метод чередования полных кадров. Проектор последовательно выводит кадры для правого и левого глаза, а активные очки синхронно с кадрами перекрывают глаза, оставляя открытым тот, для которого предназначен выводимый в данный момент кадр.

В комплект поставки этого проектора очки не входят, их придется покупать дополнительно (впрочем, заявлено наличие модификации VPL-HW30AES с очками и синхронизатором в комплекте). Компания Sony для использования совместно с этим проектором предлагает очки TDG-PJ1. Очки имеют элегантный дизайн, их комфортно носить даже с корректирующими очками, угол обзора в них достаточно большой, очки охватывают голову гибкими дужками и подходят для небольших и больших голов. Правда, по современным мерками очки немного тяжеловаты — 59 г. К очкам прилагается мягкий двухслойный чехол, предназначенный для хранения очков. Работают очки от встроенного аккумулятора. На полную зарядку нужно 30 мин, а одной зарядки очки работают 30 часов. 3 минуты подзарядки обеспечивают 3 часа работы (данные производителя). Для зарядки используется кабель (1,2 м) с разъемами micro USB и USB типа A. Первый разъем подключается к разъему на очках под заглушкой, второй — к БП или порту на компьютере. При работе очки не заряжаются. Как это ни странно, в комплект поставки проектора входит небольшой БП с розеткой USB, предназначенный для зарядки очков. Синхронизируются очки по ИК-сигналу от проектора. Приемник расположен по центру между стеклами. Включаются очки кнопочкой сверху. Выключаются — через несколько минут отсутствия приема синхросигнала.

Излучатель синхросигнала также придется покупать дополнительно. К проектору он подключается посредством витой пары. Производитель указывает, что длина кабеля может доходить до 15 м, а излучатель обеспечивает работу очков на дистанциях от 1 до 9 м.

Проектор поддерживает три способа приема стереопары упакованные кадры, когда передаются два полных кадра (разрешением до 1920 на 1080 пикселей каждый) для обоих глаз, и два совмещенных формата: по горизонтали (Рядом , в правой половине кадра ужатый в два раза по горизонтали кадр для одного глаза, в левой половине — для второго), и по вертикали (Одна над другой , похоже на предыдущий, только кадры для глаз размещаются в нижней и верхней половине кадра). В режиме Авто способ передачи определяется автоматически по признакам, передаваемым по HDMI.

Разумеется, независимо от того, как проектор принимает стереопару, изображение в 3D-режиме выводится всегда в последовательном режиме — кадр для одного глаза, затем кадр для другого глаза. Также есть режим автоматического преобразования обычной «плоской» картинки в стереоскопическую, этот режим мы не тестировали. Заметим, что в стереоскопических режимах 1080p при 24 кадр/с можно включить функцию вставки промежуточных кадров. В настройках стереоскопического режима есть параметр Яркость 3D-очков , который управляет длительностью периода, когда стекла пропускают свет. При изменении от Макс до Мин (всего 5 ступеней) период прозрачности уменьшается, соответственно уменьшается и яркость видимого изображения.

Тестирование стереоскопического режима упакованные кадры мы проводили с помощью компьютера, оснащенного Blu-ray-приводом, при этом за вывод изображения отвечала видеокарта AMD Radeon HD 6850 . Плеер — CyberLink PowerDVD 10 Ultra. Тестирование показало, что приемлемое качество стереоизображения достигается уже на второй ступени в сторону понижения яркости, при этом яркость изображения остается на достаточно высоком уровне для комфортного просмотра на экране с диагональю 2-2,5 м, а может и чуть больше. При уменьшении периода прозрачности яркость падает, но существенного прироста в качестве разделения стереопар уже не наблюдается. Для тестирования эффективности разделения для глаз мы вывели три тестовых изображения с черным прямоугольником на белом фоне, с белым прямоугольником на черном фоне и со светло серым прямоугольником на темно-сером фоне. В стереопарах прямоугольники были смещены относительно друг друга, поэтому при просмотре через очки при 100% разделении можно было бы видеть только один прямоугольник. Фотографии ниже сделаны через очки при сигнале 24 кад/с, при этом экспозиция подбиралась так, чтобы белое поле на фотографиях было максимально ярким, но еще не пересвеченным. Яркость 3D-очков установлена на Макс (яркость изображения и период прозрачности очков максимальные):

Качество разделения значимо не меняется при изменении частоты кадров входного сигнала от 24 до 50 и 60 кадр/с.

Измерения яркости через очки позволили определить, насколько уменьшается яркость в стереоскопическом режиме.

Данные, приведенные последней колонке, нуждаются в комментариях. Нужно учесть, что воспринимаемая яркость изображения не уменьшается при закрытии одного глаза, а измерения проводились только через одно стекло. В итоге, для оценки максимально возможной воспринимаемой яркости в стереоскопическом режиме нужно данные средней колонки умножить 2. Результат этого действия и приведен в последней колонке.

Выводы

В обычном «двумерном» режиме новый проектор Sony VPL-HW30ES мало чем отличается от предыдущей модели Sony VPL-HW20 , разве что вставка кадров появилась. Вот поддержка стереоскопического режима — совсем другое дело. Да, придется дополнительно покупать очки и синхронизатор, но оно того стоит, так как в режиме 3D проектор показывает очень хорошо — с минимальным уровнем перекрестных помех при довольно высокой яркости. По качеству стереоскопического режима этот проектор обгоняет даже топовую модель прошлой линейки Sony — проектор VPL-VW90ES .

Достоинства:

• Высокое качество изображения
• Низкий уровень перекрестных помех и достаточно высокая яркость в стереоскопическом режиме
• Очень тихая работа
• Вертикальный и горизонтальный сдвиг объектива
• Есть функция вставки промежуточных кадров
• Строгий дизайн корпуса
• Удобный пульт ДУ с подсветкой
• Русифицированное меню

Недостатки:

• Не поддерживается разрешение 1920 на 1080 при VGA-подключении

LCoS (Жидкие Кристаллы на Кремнии) – своеобразный гибрид 3LCD и DLP. Многие компании имеют собственные обозначения для своих вариантов этой технологии проекторов: у Sony - SXRD, у JVC"s - D-ILA, у Epson – «reflective 3LCD» (отражающий 3LCD). Понятие «Отражающий 3LCD» отлично иллюстрирует принцип работы LCoS: представьте себе 3LCD проектор, в котором жидкокристаллические матрицы расположены на зеркальных поверхностях, в результате отражая часть света, формируя таким образом изображение для каждого из основных цветов: красного, зелёного и синего. Как и в 3LCD, свет лампы разделяется дихроичными зеркалами на три основных цвета, после чего изображение формируется, частично отражаясь от LCoS чипа благодаря расположенной на его поверхности ЖК матрице. На полупроводниковой подложке LCoS-кристалла расположен отражающий слой, поверх которого находится жидкокристаллическая матрица и поляризатор. Под воздействием электрических сигналов жидкие кристаллы либо закрывают отражающую поверхность, либо открываются, позволяя свету от внешнего направленного источника отражаться от зеркальной подложки кристалла.

Отражённые от LCoS панели, три цветовых компонента вновь объединяются в призме и проецируются на экран.
Преимущества LCoS:

Одним из преимуществ LCoS технологии является как раз то, что управляющие элементы расположены за светоотражающим слоем, уменьшая расстояние между элементами матрицы, таким образом уменьшая и сетчатость изображения по сравнению с DLP и 3LCD.

Технология LCoS создана, чтобы вобрать в себя всё лучшее из конкурирующих технологий LCD и DLP. В целом, она превосходит DLP и LCD по таким параметрам, как цветовоспроизведение, яркость, формат изображения, оптическая эффективность проекторов LCoS выше, чем у конкурирующих технологий.

Ограничения LCoS:

На данный момент технология LCoS используется, в основном, в топовых проекторах для домашнего кинотеатра и не может конкурировать по цене в таких областях, как образование и бизнес. Однако, с расширением рынка проекторов для дома и постоянным снижением стоимости LCoS можно предположить, что постепенно этот недостаток сойдёт на нет.

Led проекторы

UHP (сверхвысокого давления) лампы – стандартный источник света в проекторах. Они работают на высоких температурах (до 900 ○ С) и их основным преимуществом является яркость: лампа в 150 Ватт может давать световой поток около 9000 Люмен. Яркость позволяет пробиться через дневной свет в помещении и получить чёткое изображение. У UHP ламп следующие недостатки:

Сравнительно небольшой срок службы – обычно до 6000 часов

Высокая стоимость лампы

Высокое (неэффективное) энергопотребление из-за выделения тепла

Необходимость в охлаждении увеличивает габариты проектора

Ухудшение изображения со временем, со временем требующее дополнительную регулировку

Чувствительность к шокам и ударам

Светодиоды не имеют этих недостатков:

В десятки раз больший срок жизни лампы, что упрощает уход за проектором.

Низкое энергопотребление

Как следствие, возможность работы на аккумуляторах

Мгновенное включение/выключение, не нужно ждать, пока лампа остынет

В десятки раз больший срок службы, пониженные расходы на обслуживание

Низкое энергопотребление

Изображение не меняется со временем, не нужно перенастраивать проектор

Большая надёжность

Но при этом – значительно меньший световой поток (яркость).

Вышеперечисленные достоинства сделали LED лампы предпочитаемым решением для миниатюрных проекторов. Используя 3-LED, можно получить более широкий цветовой диапазон и более качественную цветопередачу, чем с UHP лампами, что, наряду с ограничением по яркости, делает LED лампы всё более популярным решением в LCD, DLP, а теперь – и LCoS проекторах для домашнего кинотеатра, рассчитанных на эксплуатацию в затемнённых помещениях.

Существуют несколько способов применения светодиодов в проекторах:

LED в качестве источника белого света, как и UHP лампы, требует разделение светового потока дихроичными зеркалами-фильтрами на базовые цвета.

Использование трёх светодиодов позволяет отказаться от использования цветового колеса и дихроичных фильтров в DLP, 3LCD и LCoS проекторах (см. рисунок). Использование цветового колеса из светодиодов в DLP проекторах.

Пример использования LED вместо цветового колеса DLP проектора.

Судя по статистике, эта тема интересна очень многим читателям и я с радостью ее продолжу.

Сегодня, как я и обещал, речь пойдет о технологии LCD, а точнее 3LCD (почему так расскажу ниже).

Если обратиться к великой и ужасной Wiki, то история возникновения LCD-проекторов уходит в 70-80е годы прошлого века, когда некий американский изобретатель Gene (Eugene) Dolgoff (судя по имени и фамилии коренной американец ) начал разработку и воплотил в жизнь конструкцию LCD-проектора, способного побороться с тогдашним “Богом” проекторов — устройством на базе ЭЛТ(электоронно-лучевая трубка).

Соответственно, первые LCD-проекторы содержали одну ЖК-матрицу, схожую с теми, что используются в телевизорах. Плюсом такой схемы была простота. Но фактически сразу выявился недостаток — с увеличением мощности источника света, которая была необходима для увеличения светового потока, и как следствие яркости изображения, LCD-панель начинала перегреваться. Результатом “работы над ошибками” стало появление в 1988 году технологии под названием 3LCD, а в 1989 году сразу 3 компании Epson, InFocus и Sharp выпустили первые проекторы на ее основе.

Что же придумали инженеры, и откуда взялось название 3LCD?

Принцип работы 3LCD-проектора. Для формирования изображения в 3LCD-проекторе установлена система линз, дихроичных зеркал и три ЖК-матрицы. Работает это всё так. Свет от источника (в случае с LCD-проектором это всегда лампа, т.к. единственный представленный компанией Epson прототип LCD LED-проектора так и не пошел в массы) падает на установленные в оптическом блоке, так называемые, дихроичные зеркала. Эти зеркала (фильтры) пропускают свет одного из цветов (свет в определенном спектре) и отражает оставшуюся часть света. Проходя через систему зеркал, свет делиться на 3 основные составляющие R, G, B (красный, зеленый и синий), каждый из цветов попадает на предназначенную для него ЖК-матрицу.

Сами по себе матрицы, установленные в ЖК-проекторе — монохромные (т.е. формируют черно-белое изображение). Работают они так же как и в ЖК ТВ, т.е., в отличие от DLP-чипа, не отражают, а пропускают свет, и при большом увеличении, образно, представляют из себя решетку, где прутья несут на себе управляющие каналы, а пустоты между прутьями — пиксели — точки изображения.

Вот эти самые пиксели могут закрываться и открываться, тем самым пропуская либо не пропуская свет (либо пропуская его частично). При попадании на матрицу света одного из цветов, ЖК-панель формирует изображение этого цвета и посылает его в призму, где изображения трех цветов складываются в полноцветное изображение, далее посылемое через объектив на экран. Отсюда и название 3LCD. Надеюсь, что описание понятно, а если нет — смотрите видео, описывающее мою тираду наглядно.

Такая схема, как обычно, имеет свои преимущества и недостатки.

Благодаря тому, что изображение формируется внутри проектора, и на экран попадает уже “слепленным”, а не выводится по цветам, есть мнение, что изображение от ЖК-проекторов меньше напрягает зрение. В Японии даже проводились исследования на эту тему, и они, вроде как, доказали этот факт, но каких-либо подтверждений тому у меня нет, равно как и доказательств обратного. Но факт остается фактом, в LCD и LCOS-проекторах картинка проецируется на экран полноцветной, в одноматричных DLP-проекторах она представляет из себя последовательность цветных изображений, складываемых в мозгу.

Одним из преимуществ, вытекающих из абзаца выше, является отсутствие “эффекта радуги”, о котором я рассказывал в посте про DLP-проекторы. Здесь его не может быть как такового.

Следующий положительный момент в трех-матричной системе является постоянство и высокая яркость цветного изображения. Я уже рассказывал, что когда речь идет об офисных DLP-проекторах, производители, для увеличения яркости используют белый сегмент в цветовом колесе, который портит цветопередачу. В случае с LCD-проектором свет также поглощается компонентами системы, но в итоге, по эффективности при выводе цветного изображения LCD-проекторы оказываются выгоднее, а качество их цветопередачи не зависит от яркости проектора.

Недостатками LCD-проекторов называют несведение, низкий уровень черного и низкую контрастность, так называемый Screen door effect и «выгорание матриц».

Несведение . На самом деле этот недостаток проявляется достаточно редко. Заключается в появлении на изображении цветных контуров объектов. Дело в том, что, как вы уже знаете, в проекторе используется три матрицы, каждая из которых отвечает за свой цвет. Если установить эти матрицы недостаточно точно по отношению друг к другу, то картинка одного цвета будет чуть «съезжать» по отношению к изображениям других цветов, тогда, например, можно справа от объекта увидеть синий контур, а слева — красный. К счастью, производители LCD-проекторов очень точно настраивают положение панелей, несмотря на их крохотный размер (а представьте какого размера пиксели в них!), поэтому такое несведение обычно не превышает полпикселя (такой контур можно увидеть только вплотную подойдя к экрану, и это абсолютно никак не сказывается на изображении). Но конечно бывают случаи, когда несведение может составлять и 2, и 3, и более пикселей. В таком случае пользователю прямая дорога в сервис или к продавцу.

Контрастность и уровень черного. DLP-проекторы, появившись в 1996 году произвели фурор в плане черного цвета и контрастности, и с первых дней, со стороны поклонников этой технологии и производителей DLP-проекторов пошла активная пропаганда данного преимущества над “старичками” в лице LCD-устройств. И вправду, увидеть разницу в черном цвете между DLP и LCD-проекторами можно было невооруженным глазом. Там где “Черный квадрат” Малевича на DLP-проекторе выглядел действительно приближенным к чёрному, LCD-проекторы выдавали откровенную серятину. Производители LCD-матриц начали модификацию своих панелей, и на сегодня, сменилось порядка десяти поколений этих устройств (DMD-чипы сменили 4 поколения). И один из пунктов, который улучшался от поколения к поколению был уровень черного и контрастность. На сегодня можно констатировать, что в проекторах для домашнего кинотеатра, лучшие представители LCD-лагеря не уступают, а иногда и превосходят своих “DLP-друзей” в плане контрастности и уровня черного. В офисной сфере и в образовании разрыв в цифрах и просмотре в темноте остается, но во-первых он уже не так заметен, а во-вторых — черный цвет и контрастность во время презентаций в условиях внешней засветки не так важны, ведь черного цвета на белом экране при свете в принципе нет и быть не может.

Screen door effect. Этот излюбленный пункт ярых “DLPишников” меня “радовал даже во времена, когда мониторы были квадратными, а о 720р проекторе можно было только мечтать. Screen door effect — это так называемый “эффект решетки”. Всё дело в том, что расстояние между пикселями у DMD-чипа, LCD-чипа и LCOS-чипа разное. Это связано с управлением чипами: в LCOS и DMD управление работой отдельных пикселей осуществляется “сзади” чипа, в то время как у “просветной” LCD -технологии такое невозможно, и для управления ячейками чипа необходима прокладка управляющих каналов между ними. Таким образом расстояние между пикселями в LCOS-панели минимально, а полезная площадь чипа максимальна. В LCD — наоборот, минимальная из трех технологий полезная площадь чипа и максимальное расстояние между точками изображения. DLP находится между ними.

Несмотря на то, что разрешение проекторов растет, некоторые производители DLP-проекторов продолжают упирать на то, что при просмотре изображения от LCD-проектора на экране можно увидеть решетку. Если сидеть в упор к экрану — я с этим соглашусь. Но если смотреть изображение с адекватного расстояния... При разрешении SVGA на экране в 2 метра шириной мы имеем пиксель размером 2,5 мм, а расстояние между ними составляет чуть меньше миллиметра, и при желании и расстоянии до 3 метров от экрана решетку увидеть можно. При XGA разрешении размер пикселя становится менее 2 мм, при WXGA — 1,5мм, при FullHD — 1 мм. О каких пикселях и решетках можно говорить? Безусловно, можно увидеть пиксели и на Retina дисплее iPhone... С лупой! Но зритель смотрит не на пиксели, а на картинку, а тут уже, при нормальном качестве контента, никаких пикселей не замечаешь.

«Выгорание матриц». Вы когда-нибудь наблюдали на проекторе желтое изображение? Нет, не в смысле желтый лимон на картинке, а всё изображение, отдающее жёлтым! Для такого казуса может быть три причины.

Сигаретный дым. Зачастую в барах, висят проекторы. Если в зале, где висит проектор, разрешено курить, через некоторое время после установки проектор начинает желтить.

Всё дело в сигаретном дыме и смолах, в нем содержащихся. Оседая на оптические компоненты проектора они превращаются в желтый налёт, который делает изображение желтым и снижает яркость. И не важно какая используется технология (отдельные производители DLP-проекторов заявляют, что у них герметичный оптический блок, поэтому Эта проблема их не касается, смола оседает повсюду, в том числе и на объективе) — рано или поздно изображение потускнеет и пожелтеет. А очистить оптику от этой гадости еще та проблема, поэтому в баре лучше изолировать проектор от курильщиков по максимуму.

Неправильная настройка. Тут всё банально — например выставлена слишком низкая цветовая температура и вуаля, изображение слишком теплое.

Ну и наконец, «выгорание матриц» у LCD-проектора. А конкретно, деградация поляризатора ЖК-панели, отвечающей за формирование синей составляющей изображения, в результате чего изображение недополучает синего цвета и, как следствие, появляется желтизна.

В своё время компания TI (Texas Instruments) — производитель DMD-чипов и главный оппонент LCD-производителей на рынке, провела исследование, которое показало, что деградация происходит уже через 3000 часов. Вот только условия, в которых эти исследования проводились представляются очень спорными. Они взяли самые компактные, а значит, предназначенные для выездных мобильных презентаций, проекторы и запустили их в круглосуточном режиме. Производители подобной техники никогда не заявляют, что она рассчитана на круглосуточную работу, а мобильные проекторы вообще, обычно, используют не более 3-4 часов в сутки.

В обычных условиях работы, деградация происходит гораздо позже — это раз. 3000 часов — это 3 года ежедневных (по будням) четырехчасовых презентаций — это два. С момента проведения опыта, а проводился он, если мне не изменяет память, году в 2004—2005, много воды утекло и 5 поколений LCD-панелей сменилось — это три. Сегодня, на подобные высказывания, я бы внимания уже не обращал.

Для справки: дома, уже 5 лет использую LCD-проектор — у меня не то чтобы желтизна появилась, даже лампу еще не менял (это к слову о боязни пользователей. что лампу нужно часто менять)!

Ну и напоследок, давайте вернемся к хорошему. Еще одно существенное преимущество LCD-проекторов — сдвиг линз. Конечно, система сдвига объектива может быть установлена фактически в любом проекторе (обычных размеров), но только в LCD-проекторах “начального” уровня она присутствует, в то время как в DLP и LCOS-стане, это будут устройства другого ценового диапазона. Почему я употребил ковычки? Потому, что на сегодняшний день самый доступный из FullHD-проекторов со сдвигом линз стоит порядка 50 тысяч рублей.

Я уже не раз говорил про “Сдвиг линз”, в том числе в предыдущей статье цикла про DLP-проекторы, но еще раз напомню, что это такое. Если в проекторе есть сдвиг линз (Lens Shift) или, как его еще называют “Сдвиг объектива” это означает, что в проекторе присутствует система линз, которая позволяет перемещать изображение, не перемещая сам проектор. Сдвиг бывает вертикальным и горизонтальным. Вертикальный сдвиг линз имеет больший диапазон, чем горизонтальный и встречается гораздо чаще (до недавнего времени, в DLP-проекторах среднего уровня встречался только он, а горизонтальный добавлялся в моделях верхнего уровня). В чем его функция? В упрощении установки проектора. Представьте себе ситуацию, что нет возможности установить проектор по центру экрана, но есть сдвиг линз. В этом случае проектор устанавливается, например, слева от экрана, а картинка сдвигается вправо колесиком, рычажком или кнопкой на корпусе или пульте ДУ (в зависимости от модели проектора). Соответственно, сдвиг линз может быть ручным (колесико) или моторизованным (кнопка). В отличие от простого поворота или наклона проектора, в случае со сдвигом линз не возникает трапецеидальных искажений, требующих электронной коррекции, вносящей искажения в оригинальное изображение. Пример работы ручного сдвига линз приведен в видеоролике.

Штука мегаудобная!

Ну вот вроде бы и всё, что я хотел рассказать о 3LCD-проекторах. Если что-то забыл — комментарии приветствуются.

Следующая статья из данного цикла будет посвящена LCOS. Не переключайтесь

Все проекторы, а также экраны, лампы, крепления и другие аксессуары — в моём .

Хочешь получать другие статьи и новости на почту? .

SXRD – новая технология формирования изображения в проекционных устройствах от Sony

Sony Corporation объявила о разработке устройства SXRD (Silicon X-tal1) Reflective Display – «Отражающий микро-дисплей на кремниевых кристаллах»). Оно представляет собой жидкокристаллическую панель, предназначенную для использования в мультимедиа проекторах, которая обеспечивает контрастность более 3000:1 при высокой четкости изображения, соответствующей полному стандарту ТВЧ (1920 H x 1080 V).

Великолепное качество изображения, формируемого панелью SXRD, достигается благодаря большому числу пикселов в пределах площади изображения. Размер каждого отдельного элемента изображения и межэлементный зазор были доведены до минимально возможных значений. Комбинация совершенно новой технологии Silicon Driving Circuit и нового технологического процесса Silicon Wafer Process Technology (технологический процесс на кремниевой решетке), объединенная с еще одной новой технологией Liquid Crystal Device (устройство на жидких кристаллах), позволила довести число элементов изображения до 2 000 000, размещенных с шагом 9 мкм и зазором всего 0,35 мкм. По сравнению с высокотемпературными жидкими кристаллами поликристаллического кремния выигрыш по плотности элементов составил 2,4 раза, а межэлементный зазор уменьшен в 10 раз. На основе этих достижений было получено изображение очень высокого качества, с четкостью, которая прежде была просто недостижимой в проекционных устройствах с фиксированным числом элементов. В результате было достигнуто прекрасное кинематографическое качество и обеспечена весьма хорошая равномерность изображения, на котором полностью отсутствует эффект «зернистой сетки», до сих пор замечавшийся в ЖК-проекторах.

Также, в устройстве Sony SXRD вместо скрученных нематических жидких кристаллов, Sony применила материалы, названные Vertically Aligned Liquid Crystal (вертикально выровненные жидкие кристаллы). Эти новые технические решения реально обеспечили малое время отклика, составляющее всего 5 миллисекунд и чрезвычайно высокий уровень контрастности панели, достигающий 3000:1 - примерно в три раза выше по сравнению с традиционными ЖК-проекторами.

В данной статье я попробую рассказать о технологиях проекторов в три шага. С моей точки зрения, понять достоинства и недостатки каждой технологии проще, если разделить для себя с самого начала три компонента, три пункта, из которых состоит «технология проектора»:

1. Технология формирования изображения - каким образом свет лампы проектора превращается в цветную картинку?
1.1. Используется ли в проекторе одна или три матрицы?
1.2. Технология матрицы (DLP, LCD, LCoS)

2. Технология источника света - источник света должен быть ярким, долговечным, излучать подходящий спектр, легко заменяться, что еще?.. Быстро включаться и выходить на нужую яркость, быть экономичным, не греться… Стоить недорого… Но так не бывает, чтобы все сразу. Так что выбрать - лампы? Светодиоды (LED)? Лазер? Каждый вариант обладает своими плюсами и минусами и хорош для определенных задач.

Одноматричные и Трехматричные проекторы

Есть два основных подхода к созданию проектора: трехматричный и одноматричный :

Но для начала давайте уточним, в чем смысл матрицы. Собственно, функция матрицы состоит в том, что каждая ее точка либо пропускает, либо блокирует свет, поэтому матрица способна формировать только одноцветное изображение, например черно-белое или черно-зеленое, если светить на нее зеленым фонариком.

В этом состоит небольшое отличие матриц проекторов от матриц телевизоров и мониторов, у которых одна матрица дает цветное изображение. Посмотрите на фотки и спросите себя, что будет смотреться лучше на большом экране?

На большом экране изображение справа будет выглядеть очень… сомнительно. Это - одна из причин, по которой в серьезных проекторах не используются цветные матрицы.

Увеличив фотографию справа, мы увидим, что каждая точка состоит из трех светящихся полосок, красной, синей и зеленой. Издалека эти полоски сливаются друг с другом, образуя тот или иной цвет по принципу RGB смешения:

Но по эстетическим соображениям трехцветные матрицы не применимы в проекторах, поскольку нам нужна картинка, как на изображении слева, с монолитными квадратными пикселями. Правда, есть еще одно соображение - это исключительно высокие температуры, воздействию которых подвергается матрица проектора при прохождении через нее светового потока лампы. Обычная LCD матрица этого не выдержит...

Итак, возвращаемся к основной теме. Мы поняли, что нужна матрица с монолитными квадратными точками, а такая матрица заведомо является одноцветной. Но мы можем создать три отдельных изображения и, наложив их друг на друга, получить желаемый результат:

Совместить три изображения мы можем внутри проектора, если у нас одновременно используется три матрицы. Либо мы можем схитрить и совместить три изображения уже на экране . Точнее, мы можем проецировать их по очереди на экран, а в голове у зрителя они объединятся в цветное:

Здесь лежит корень различий между технологиями проекторов. Давайте перечислим очевидные особенности одноматричного и трехматричного подходов:

1.Одноматричный проектор использует одну матрицу вместо трех. Значит, эта матрица может быть более сложной или дорогой, либо же проектор будет дешевле.

2. Также, компактный проектор проще делать на базе одноматричной технологии.

3.Трехматричный проектор использует три цвета из спектра белого, одноматричный в каждый момент времени - только один, а остальное отсекается. Это означает низкую эффективность использования светового потока лампы. Другими словами, это означает недостаточную яркость.

4. В зависимости от скорости смены кадров, в определенных условиях зритель может заметить цветные компоненты изображения у одноматричного проектора. Это называется «эффектом разделения цветов» или "эффектом радуги ". Изображение трехматричного проектора в этом смысле будет безупречным.

Ниже - «эффект радуги» в его худшем виде:

5. У трехматричного проектора матрицы надо точно подогнать друг к другу. Если этого не происходит, то уменьшается точность границ отдельных пикселей. У одноматричного проектора пиксель будет иметь идеально точную форму и зависеть только от оптики проектора.

Я не утверждаю, что все перечисленные выше пункты обязательно присущи каждому проектору, построенному на базе одноматричного или трехматричного подхода, однако они обозначают те проблемы и возможности, с которыми имеют дело создатели проекторов.

В более дорогих ценовых сегментах и особенно - у High End проекторов, многие недостатки преодолены и все зависит скорее не от технологии, а от «прямых рук».

Однако, в бюджетном сегменте, - в бизнес-проекторах, проекторах для образования и недорогих домашних проекторах, особенности технологий проявляются более остро. Основные две технологии, воюющие за бюджетный сегмент - это одноматричные DLP проекторы и трехматричные LCD (3LCD) проекторы. В более дорогих сегментах добавляются трехматричные LCoS (они же SXRD, они же D-ILA и пр.) и трехматричные DLP.

Поняв отличие между одноматричным и трехматричным проектором, перейдем к типам матриц. В конце концов, технологии именуются в честь матриц (DLP, 3LCD и пр.).

DLP проекторы

Когда говорят о DLP проекторах, имеют в виду одноматричные DLP проекторы, если иное не оговорено. Это - большинство проекторов различных производителей, которые мы можем встретить в продаже. Сама матрица DLP проектора именуется DMD чипом (англ. «Цифровое Микрозеркальное Устройство»), производится американской компанией Texas Instruments. Как следует из названия, DMD матрица состоит из миллионов зеркал , способных поворачиваться, занимая одно из двух фиксированных положений.

Таким образом, каждое зеркало либо отражает свет лампы на экран, либо на светопоглотитель (радиатор) проектора, давая белую или черную точку на экране:

Многократно переключаясь с черного на белое, мы получаем оттенки серого на экране:

Full HD DMD чип содержит 1920 * 1080 = 2 073 600 микрозеркал.

Как ранее говорилось, одноматричный проектор в каждый момент времени выводит на экран только один цветной компонент изображения:

Для выделения отдельных цветов из белого света лампы используется вращающееся колесо с цветофильтрами («цветовое колесо»):

Цветовое колесо может иметь различную скорость вращения, чем она выше - тем менее заметен будет характерный для одноматричных проекторов «эффект радуги». Цветовое колесо может состоять из сегментов-фильтров различного цвета, помимо красного, зеленого и синего могут использоваться дополнительные цвета. К примеру, RGBRGB колесо будет состоять из красного, зеленого и синего компонентов. На фотографии ниже - колесо RGBCMY (Красный, Зеленый, Синий, Циан, Маджента, Желтый):

Вот так в реальности выглядит оптический блок DLP проектора:

На последней фотографии можно увидеть небольшой прозрачный сегмент цветового колеса. Прозрачный сегмент (если он есть) позволяет пропускать белый свет лампы, усиливая черно-белую яркость изображения.

Это позволяет решить проблему неэффективности одноматричного подхода, не устанавливая более мощную лампу. Это особенно полезно для ярких офисных проекторов, однако при этом яркость черно-белого компонента изображения оказывается существенно выше яркости цветного компонента изображения , - на максимальной яркости цвета могут оказаться более темными, блеклыми. Хотя этот метод является популярным и используется в большинстве DLP проекторов, он не является непременным свойством каждого DLP проектора или DLP технологии.

Сравнительные преимущества и недостатки одноматричных DLP проекторов рассматриваются в сравнении с аналогичными 3LCD проекторами, поэтому я перечислю их в разделе .

Однако, сразу имеет смысл обозначить, что DMD чип, благодаря зеркальному, отражательному принципу работы, позволяет лучше отсекасть свет, что дает высокую контрастность , или «глубокий черный». У некоторых DLP проекторов работа DMD чипа с его постоянным переключением зеркал сопряжена с возникновением небольших шумов на экране или уменьшением числа градаций цветов (плавности цветовых переходов).

Трехматричныее DLP проекторы используются, как правило, в дорогих инсталляционных или домашних моделях и полностью лишены большинства недостатков, с которыми связывают DLP технологию («эффект радуги», низкая энергоэффективность/низкая яркость цветов), при этом обладая свойственной DMD чипу высокой контрастностью.

3LCD Проекторы

3LCD технология создана компанией Epson, хотя используется в проекторах некоторых других известных производителей, включая Sony.

Название подсказывает нам, что в проекторах на базе технологии 3LCD используются три жидкокристаллические матрицы , которые одновременно работают с красным, зеленым и синим потоками света, выводя на экран «честное» цветное изображение.

Схема работы 3LCD проектора:

В 3LCD проекторах в качестве источника света используется лампа, свет которой изначально разделяется специальными фильтрами на три компонента. Но сердце проектора - это три матрицы, примыкающие к призме, в которой три потока света снова объединяются, другими словами, три цветных компонента изображения совмещаются в мтоговое цветное, которое и выводится на экран.

Белый цвет также формируется смешением красного, зеленого и синего, что исключает дисбаланс по яркости между черно-белым и цветным компонентами изображения, что позволяет производителям заявляеть о более высокой «цветовой яркости».

При прочих равных, работающая на просвет LCD матрица отсекает лишний свет несколько хуже, чем зеркальный DMD чип, что дает несколько меньшую контрастность по сравнению с DLP проекторами. Также стоит отметить, что, в отличие от DMD зеркального чипа, LCD матрицы могут быть в полузакрытом положении, пропуская больше или меньше света. Им не надо переключаться туда-сюда.

В более дорогих проекторах для домашнего кинотеатра используется модификация 3LCD матриц под обозначением C2Fine, дающая контрастность, достаточную для High-End сегмента домашнего кинотеатра.

3LCD против DLP

Здесь речь пойдет о сравнении технологий, одноматричной DLP и 3LCD, с точки зрения их применения в «ламповых» проекторах бюджетной и средней ценовых категорий. У более дорогих проекторов многие недостатки технологий могут оказаться в достаточной мере сведенными на нет, поэтому сравнивать лучше конкретные модели.

При этом, я предлагаю выделять две области применения проекторов: в затемненном помещении, либо при свете. Дело в том, что в затемненном помещении от проектора не требуется высокой яркости - может быть достаточно менее 1000 Люмен. Однако, в темноте очень важную роль играет контрастность изображения, «глубина черного». В освещенном помещении от проектора требуется высокая яркость, высокая контрастность не дает никаких преимуществ. Почему - написано в .

Яркость vs Цветопередача. Как было показано ранее, одноматричные DLP проекторы в каждый момент времени используют только один цвет, «выкидывая» остальное.

Это в меньшей степени создает проблему для проекторов, предназначенных для затемненных помещений, где не требуется слишком высокой яркости. Однако, для офисных проекторов, образования и пр., это создает проблему. Так как проектор обязан обладать высокой яркостью, а использование более мощной лампы приведет к удорожанию проектора, увеличению его шумности и пр., то обычно недостаточная яркость компенсируется установкой прозрачного сегмента цветового колеса. В результате этого создается дисбаланс: яркое черно-белое изображение и при этом темные цвета . У 3LCD проекторов этой проблемы нет, в связи с чем производители заявляют о высокой «цветовой яркости» 3LCD проекторов. А яркость является одной из трех базовых характеристик цвета (наряду с оттенком и насыщенностью) и важна для правильной цветопередачи.

Контрастность. Микрозеркала DLP проектора позволяют эффективнее отсекать ненужный свет, создавая глубокий уровень черного. У DLP проекторов обычно бывает более глубокий чёрный, чем у 3LCD проекторов (кроме более дорогих моделей для домашнего кинотеатра). Это играет существенную роль в затемненном помещении и не играет никакой роли при свете.

«Эффект радуги». Данный эффект может возникать на одноматричных DLP проекторах (см. описание DLP технологии), на контрастных сценах. Его заметность напрямую зависит от скорости вращения цветового колеса. «Эффект радуги» обычно обнаруживается при быстром перемещении взгляда с одного объекта на экране на другой.

Имитация «эффекта радуги»

Второстепенные Особенности

«Москитная сетка» (screen door effect). У DLP матриц управляющие элементы располагаются под зеркалами , тогда как у 3LCD матриц они занимают некоторое пространство вокруг пикселя, формируя небольшой зазор между пикселями. Фанаты DLP технологии заявляют, что в результате 3LCD проекторы демонстрируют оконтовку отдельных точек, создающую эффект смотрения через москитную сетку. На мой взгляд, значение этого эффекта преувеличено. Прежде всего, как 3LCD, так и DLP проекторы могут обладать данным эффектом, зачастую прямое сравнение бок о бок не обнаруживает никакой разницы. У дорогих проекторов для домашнего кинотеатра могут использоваться специальные методы для ликвидации видимой границы между пикселями.

Прямое сравнение случайных офисных проекторов

Плавность цветовых переходов. Данная особенность имеет отношение к управлению DMD чипом DLP проектора. Некоторые недорогие DLP проекторы могут отображать резкие переходы цветов («эффект постеризации»), при отображении одноцветного поля может быть заметен цифровой шум. Тем не менее, это - особенность отдельных проекторов, а не технологии в целом.

Несведениие пикселей. У всех трехматричных проекторов, включая 3LCD, может проявляться не идеальное совмещение точек трех матриц. В этом случае точки на экране окажутся слегка размытыми, менее четкими. При прочих равных, использование единственной матрицы дает DLP проекторам более четкие пиксели. Однако, зачастую это преимущество остается не реализованным из-за использования недорогой оптики.

Отсутствие противопылевых фильтров. У DLP проекторов запечатан оптический блок, что предотвращает попадание в него пыли. В результате, большинство производителей DLP проекторов не используют воздушные фильтры, заявляя это, как преимущество. Данный вопрос является неоднозначным. С одной стороны, производители DLP проекторов заявляют, что для очистки фильтра нужен кто-то, кто будет этим заниматься в вашей организации. С другой стороны, существуют DLP проекторы популярных марок с фильтрами, а в руководстве пользователя некоторых DLP проекторов рекомендуется периодически пылесосить вентиляционные отверстия и пр. В любом случае, герметичность оптического блока не означает, что от пыли защищены остальные узлы проектора, такие как лампа и платы.

Компактность. Использование всего одного чипа позволяет производить мини-проекторы и пико-проекторы на базе DLP технологии. Особенно - в сочетании со светодиодным источником света.

Технология LCoS

Еще одна технология, используемая преимущественно в более дорогих проекторах.

LCoS («Жидкие Кристаллы на Кремнии») – своеобразный гибрид 3LCD и DLP технологий. Многие компании имеют собственные обозначения для своих вариантов этой технологии проекторов: у Sony - SXRD, у JVC - D-ILA, у Epson – «reflective 3LCD» (отражающий 3LCD).

«Отражающий 3LCD», пожалуй, отлично иллюстрирует принцип работы LCoS. Представьте себе 3LCD проектор, в котором слой жидких кристаллов расположен поверх отражающего слоя:

Условно говоря, LCoS матрица - это LCD матрица, приклеенная к зеркалу. Одно из преимущест такого подхода в том, что свет вынужден проходить через LCD матрицу два раза, что позволяет лучше отсекать лишний свет, увеличивая контрастность. Как и у DLP матрицы, управляющие элементы расположены под матрицей, но при этом у LCoS матрицы нет движущихся элементов, что позволяет практически полностью избавиться от зазора между пикселями - никакого «эффекта москитной сетки».

Если с точки зрения расположения матриц и пути света 3LCD проектор выглядел следующим образом:

то LCoS будет устроен чуть сложнее из-за отражающего характера матриц:

LCoS против Всех

Технология LCoS изначально задумана, как сочетание преимуществ 3LCD и DLP технологий, но без их недостатков.

Однако, так как LCoS проекторы обычно относятся к довольно дорогим, например - к High-End домашним проекторам, то на этом уровне цен и DLP и 3LCD проекторы будут совершенно другого уровня, в них будет реализован ряд решений, позволяющих в значительной мере избавиться от изначальных недостатков технологий. К примеру, 3LCD матрицы C2fine дают контрастность high-end уровня, а массив микролинз позволяет в значительной степени убрать промежутки между пикселями. А DLP проектор может просто оказаться трехматричным.

В итоге, сложно говорить о конкретных преимуществах той или иной технологии в дорогом сегменте, где важна каждая мелочь.

Источники Света: Лампы

UHP ртутные ламы являются традиционным источником света для проекторов. Они сочетают низкую стоимость и простоту замены с высокой яркостью, а их приблизительный ресурс работы составляет в среднем от 3000 до 5000 часов в режиме максимальной мощности. Как правило, мощность устанавливаемых в проектор ламп составляет 200 Вт и более. В приведенном выше описании технологий предполагалось, что в качестве источника света используются UHP лампы.

Лампа дает поток белого цвета , который необходимо разделить на красный, зеленый, синий и пр. потоки с помощью специальных цветофильтров, которые используются как в 3LCD проекторах, так и в цветовом колесе DLP проекторов. При этом, UHP лампы изначально дают не идеально белый цветовой оттенок. Как правило, он зеленоват. Чтобы компенсировать этот оттенок и сделать свет лампы идеально белым, используются как оптические фильтры, так и корректировка с помощью матриц проектора, путем ограничения яркости зеленого.

В этом и заключается причина, по которой у классических проекторов имеется «Яркий» («Динамический») и «Точный» («Кино») режимы изображения: в ярком оттенок изображения зеленоват, но в нем достигается максимальная яркость, а в точном зеленый оттенок убран ценой существенного снижения яркости. Все это, конечно, не имеет никакого отношения к особенностям LCD или DLP технологий.

Одним из недостатков UHP ламп является высокая температура работы, требующая интенсивного охлаждения. Лампе требуется некоторое время, чтобы выйти на оптимальную яркость. Еще один момент - яркость лампы может снижаться с течением времени.

Тем не менее, лампы представляют собой проверенный, прогнозируемый, качественный, яркий, недорогой источник света, который в ближайшее время нас не покинет.

Отдельно следует упомянуть ксеноновые лампы . Они мощнее, дороже и менее эффективны, зато обладают изначально более правильным балансом белого и исключительно ровным спектром излучения, позволяющим добиться более качественной цветопередачи. Такие лампы хорошо подходят для High-End проекторов.

Сравнение спектров излучений ртутной и ксеноновой ламп

Источники Света: LED и Лазер

Мы переходим к полупроводниковым источникам света (светодиоды и лазеры). Характерная их особенность в том, что что они могут обладать исключительно узким спектром излучения, что дает чистые, насыщенные цвета, которые не нужно выделять из белого спектра специальными фильтрами. Эта особенность будет особенно важна в эпоху новых стандартов видео, таких как Ultra HD, требующих отображения предельно чистых цветов.

Упрощенно говоря, разница между лазерными и светодиодными источниками света состоит в их мощности и стоимости. Лазерные проекторы мощнее, но стоимость изготовления самих лазеров довольно высока, особенно - зеленого. Светодиодный источник света не так дорог, хотя его яркость обычно ограничена 500-700 Лм, причем слабым звеном с точки зрения яркости является зеленый светодиод.

В итоге, лазерные проекторы используются, в основном, в более дорогих домашних проекторах, тогда как светодиодные проекторы - это, в основном, миниатюрные модели, причем поголовно на базе одноматричной DLP технологии.

При использовании цветных светодиодов в таких проекторах, отпадает нужда в движущихся элементах наподобие цветовго колеса (светодиоды обладают мгновенным откликом):

Правда, существуют проекторы, в которых используются белые светодиоды. Такие проекторы своим устройством мало чем отличаются от ламповых.

Важным преимуществом полупроводниковых источников света является средний ресурс в 20 000 часов. Помимо этого, энергопотребление и температура такого источника света гораздо ниже, чем у ламп.

При всем вышесказанном, наличие светодиодного источника света не гарантирует ни бесшумности, ни реальных экономий на электроэнергии по сравнению с классическими UHP лампами - все зависит от конкретного проектора. Также следует помнить, что 5000 часов «обычной лампы» - это просмотр двухчасового фильма каждый день на протяжении почти 7 лет! Тоже немало.

В отличие от ламп, которые легко достать из проектора и заменить, полупроводниковые источники света вряд ли удастся заменить, не обращаясь в сервис-центр.

Гибридный Источники Света: LED/Лазер

Как было ранее сказано, LED источник света ограничен яркостью зеленого светодиода, а лазерный источник света ограничен дороговизной зеленого лазера. Одним из решений (используемых в проекторах Casio) является замена зеленого светодиода LED проектора синим лазером, светящим на зеленый люминофор . При этом, для излучения синего света используется синий светодиод, либо тот же синий лазер .

Если синий лазер используется и для синего и для зеленого, то без вращающегося цветового колеса никак не обойтись:

В случае с синим светодиодом все значительно проще:

Ресурс гибридных источников света обычно оценивается производителем в 20000 часов, как у лазеров и светодиодов, однако существуют сомнения, продержится ли этот срок сам зеленый люминофор и теряет ли он со временем яркость? Все-таки, старые-добрые лампы давно понятны и изучены, а здесь мы имеем дело с довольно новой технологией.

Еще один момент связан с тем, что чистота зеленого цвета, его насыщенность, будет определяться у гибридного проектора не лазером, а люминофором. Таким образом, такой проектор может отображать чистые красный и синий и при этом довольно слабонасыщенный зеленый.

Поэтому основным преимуществом гибридных проекторов считается именно долгий срок службы, который дает долгосрочную экономию по сравнению с ламповыми проекторами.