Лучшие проекционные технологии начала 21 века
Промышленность планеты сегодня выпускает лишь четыре маркетингово значимые технологии для проекторов и проекционных телевизоров: это относительно старая электронно-лучевая, которая, впрочем, имеет своих приверженцев, более новая жидкокристаллическая, которая полностью перешла на трехматричные системы, микрозеркальная технология DLP и самая последняя — технология D-ILA.
Топовый 3LCD проектор Panasonic PT-AX1000E
Однако, сегодня проекторы сами по себе технологии проецирования, это только часть сложного хай-тек–хозяйства, из которого состоит современный проектор, а потому мы расскажем и о технологиях улучшения изображения, и технологиях снижающих уровень шума вентилятора и других. Итак, знакомьтесь – технологии.
Кинотеатральный DLP-проектор IN78 от компании InFocus
Крупнейшие производители проекционной техники сегодня разбиты на два лагеря твердых приверженцев либо одной-единственной технологии и тех компаний, которые работают одновременно с обоими. Те, кто производит проекторы, выполненные на одной технологии, как правило, являются и их создателями. Например, среди таких монотехнологических компаний, в данном случае патриотов жидкокристаллической технологии, такие крупнейшие корпорации как, например, Sanyo и Epson, а компании InFocus, BenQ и Acer, поставили на DLP.
Full HD DLP-проектор BenQ-W10000
При этом разработкой новых технологий порой настолько выгодно заниматься, что сами проекторы потом можно и не выпускать. Например, разработчик технологии DLP и отдельных ее компонентов — компания Texas Instruments — выбрала для себя нишу лишь генерального поставщика электронных компонентов для данной технологии, а сами проекторы производить не стала. По крайней мере до сего момента. С другой стороны, компания JVC, создав матрицы по технологии D-ILA, моментально обошла конкурентов по качеству картинки кинотеатральных проекторов.
Проектор Sony VPL-VW100 на базе фирменной технологии SXRD, родственной технологии D-ILA
Итак, для начала мы проведем краткий экскурс по используемым сегодня цифровым технологиям проецирования видеоизображения.
Электронно-лучевые трубки
Самая старая из известных технологий получения видеоизображения методом проецирования картинки на экране. Принцип действия максимально прост. В одном корпусе установили три кинескопа повышенной яркости, каждый из которых передает один из цветов триады RGB — красный, зеленый, синий. Перед каждым кинескопом установлен объектив, который бросает картинку на экран. Проекторы такого типа, как правило, стационарны, так как очень массивны, требуют мощного охлаждения. К тому же инсталляция таких устройств требует сведения всех трех лучей в одну точку, что с учетом сложностей геометрии лучей, соосности экрана с осью проецирования и рядом других факторов является вовсе не простым процессом, исключающим какое-либо перемещение аппарата после настройки. В 90-х годах теперь уже прошлого XX века продавалось множество телевизоров, созданных по данной технологии, так как это решало проблемы юстировки проектора к экрану, да и себестоимость таких систем была довольно невысока.
Проекторы компании Barco одни из самых дорогих на планете
Технологии ЭЛТ или CRT в английской транскрипции и сейчас популярны для создания особо дорогих по исполнению и качеству картинки проекторов, однако их создают очень малое количество производителей. Самыми популярными из них — компании SIM2 и Barco, которые выпускают «трехпушечные» Full HD-проекторы Hi-End класса со средней стоимостью аппарата в полмиллиона долларов США. Сам я, увы, ни одного подобного аппарата не тестировал, но, как говорят, качество изображения предельно естественное. Средние параметры таких проекторов — это 1000 люмен ANSI яркости и коэффициент контраста около 1000:1.
3LCD
Сначала создали жидкий кристалл, потом из него сделали дисплей для электронных часов, которые имели «бешеную» популярность в 80-х годах XX века, потом жидкокристаллические матрицы стали цветными и их начали ставить на все — калькуляторы, мониторы, телевизоры и, конечно, проекторы. Первые из них имели одну матрицу, и они демонстрировали не самую лучшую по качеству картинку, зато после электронно-лучевых проекторов скачок в портативности был сделан колоссальный. Первый проектор на LCD-матрицах смотрелся рядом с CRT-проекторами, как мышка рядом с уссурийским тигром.
Схема прохождения светового потока через матрицы 3LCD-проектора
Для улучшения качества ЖК-проекторов, свет от лампы пустили через три различные матрицы, все той же цветовой триады RGB, собирая их специальной призмой прямо перед объективом. Таким образом, получили резкий прирост качества изображения: возросла яркость, цветовой контраст, четкость картинки. Впрочем, по поводу четкости, у технологии LCD можно найти и проблемы: так, например, у многих проекторов этой технологии на экране четко видна межпиксельная решетка. Это происходит оттого, что в жидкокристаллической матрице достаточно сложно поставить пиксели предельно близко друг к другу. С другой стороны, LCD-проекторы отличает мягкость картинки и естественность цветовой гаммы.
Компания Epson один из ведущих проекционных брендов сделала ставку на 3LCD-технологию. На фото Full HD проектор Epson EMP-TW1000.
Технология не предполагает движущихся оптических элементов, как, например, в DLP-технологии, а это, как считается, работает на долговечность устройства. Недостатками же являются все та же увеличенная межпиксельная решетка и довольно слабый уровень контраста. Впрочем, на кинотеатральных проекторах с матрицами высокой четкости межпиксельная решетка практически не заметна, а с относительно низким контрастом в последнее время довольно успешно борются, улучшая свойства матриц или применяя ирисовую диафрагму. За последние три-четыре года средняя контрастность LCD-проекторов увеличилась почти втрое и составляет в среднем 1000:1. Основными «двигателями» этой технологии являются компания Sony, Panasonic и один из самых крупных производителей ЖК-матриц в мире компания Seiko Epson.
3LCD-проектор от Toshiba
Не стоят на месте и другие производители — например, компания Toshiba разработала специально для применения в LCD-проекторах чип оптимизации цветопередачи NCE3 (Natural Color Enhancer 3), который работает над видеорядом, как хороший цветокорректор над фотографией в Photoshop, превращая ее в произведение искусства.
DLP
«Цифровое зеркальное устройство» — примерно так с английского переводится Digital Mirror Device (DLP). Хотя правильнее назвать его микрозеркальным, так как на DMD-чипе полной высокой четкости размером 1,5 на 2 см размещается около 2 миллионов качающихся зеркалец. Трудно себе представить, что можно вообще создать какой-то механизм размером в 14 микрон, способный при этом двигаться с частотой почти 30 000 раз в секунду под воздействием управляющего им электрического тока. Зеркало отбрасывает в сторону на 12 градусов световой поток в том случае, если необходимо показать на экране черный цвет, и свет попадает в специальную ловушку. Разница интенсивности светового потока от полностью отраженного потока и полностью отброшенного составляет в среднем 2000:1, и это является средним уровнем контраста для подобных проекторов.
На этом DMD-чипе, основе DLP-технологии расположено 2 073 600 микрозеркалец
Зеркала неспроста колеблются с такой частотой, дело в том, что они синхронизованы с вращающимся полупрозрачным диском, на котором располагаются секторами светофильтры с цветами триады RGB. В тот момент, когда на чипе зеркала отклонились в соответствии с яркостью картинки в зеленом цвете, над ними пролетает сектор диска, а затем то же самое происходит с синим и красным цветом. Теперь представьте следующие цифры: в современных DLP-проекторах диск вращается со скоростью 7200 оборотов в минуту, и за каждый оборот над чипом пролетает как минимум 4 цвета.
От количества цветовых секторов-светофильтров на вращающемся диске зависит реализм передачи изображения
Почему четыре, ведь цветов только три?» — спросите вы. А потому, что четвертый сектор — прозрачный, для увеличения яркости, а в кинотеатральных проекторах нередко для особой мягкости картинки на диске размещают еще 3 промежуточных сектора-фильтра — розовый, зеленоватый и голубой. Итак, 7200 умножаем на 4 (по минимуму секторов на круге) — и получаем 28800 колебаний зеркальца в минуту (или 480 в секунду), а это значит, что каждый кадр кино — 24 кадра в секунду — нам проектор демонстрирует 5 раз подряд, или по аналогии с телевизионной частотой смены кадров — 120 Гц. Конечно же, изображение при такой обработке и демонстрации получается гораздо качественнее, чем в электронно-лучевых трубках и даже чем в некоторых моделях одноматричных LCD-проекторов.
А вот так микрозеркала выглядят вблизи
Фотография микрозеркал через электронный микроскоп
Однако у DLP-технологии, как и у всех прочих, есть свои «больные места». Например, эффект «радуги», который появляется при пролете одиночного точечного яркого объекта через темный экран. Здесь срабатывает следующий эффект: если принять, что объект движется по HD Ready-матрице формата 1280 на 720 точек со скоростью 100 пикселей в секунду по диагонали экрана, то за 0,1 секунды зеркало матрицы успевает «сработать» лишь 48 раз или показать все цвета 12 раз. За это время край объекта успевает отработаться лишь отдельными цветами, так как объект по мере показа всех цветов успевает отлететь с этого места на другое, и появляется что-то похожее на радугу из основных цветов.
Схема прохождения светового потока отраженного от DMD-матрицы DLP-проектора
В Hi-End моделях вращающийся диск уже меняют три очень ярких светодиода, которые включаются и выключаются многократно с большей скоростью, чем меняются сектора на диске, а увеличение скорости позволяет свести на нет пресловутую «DLP-радугу». Для резкого увеличения «естественности» изображения, как известно, требуется большие значения контраста, и тут компания Texas Instruments оставила у себя в рукаве еще одну карту, так как с самого момента создания DLP-технологии имела возможность отклонять зеркальца еще на большую величину, чем сегодня, а это, скорее всего, даст возможность резкого прироста контраста. Поговаривают и о достижении порога «человеческих» 40000:1, больше которых глаз уже не видит.
D-ILA
Самая многообещающая на сегодня технология, которая сделала попытку избавиться от недостатков всех своих предшественников. Изображение в этой технологии формируется жидкими кристаллами, однако работает она не на просвет, как привычные ЖК-матрицы, а на отражение, и иногда, для упрощения понимания ее сути, технология называется «отражающими жидкокристаллическими панелями». По сути, отражающее зеркало находится в слое отражающих электродов, которые лежат сразу за слоем жидких кристаллов. Однако падающий на матрицу световой поток не идет сразу на экран, а усиливается специальной лампой, отчего и происходит название технологии Amplifier.
Принцип действия D-ILA-матрицы
Схема прохождения светового потока внутри D-ILA-проектора
Картинка аппаратов, созданных по этой технологии, действительно отличается высоким реализмом, и, несмотря на то, что предельных значений контраста или яркости никто не демонстрирует, смотреть кино с такого проектора доставляет настоящее удовольствие. Много усилий над улучшением данной технологии предпринимают компании JVC, Sony и Hitachi, при этом у компании Sony технология получила фирменное обозначение SXRD.
О другом
Немало усилий предпринимается производителями проекторов и для улучшения их функциональных качеств. Например, компания NEC в новой линейке портативных и ультрапортативных проекторов ввела функцию быстрого включения Quick Start, которая позволяет произвести моментальный запуск проектора в работу, а функция быстрого выключения Quick Power off позволяет отключить аппарат сразу же после его использования, не охлаждая лампу. И очень удобной функцией в том же проекторе является корректировка цвета стены, позволяющая сохранить правильную цветопередачу при проецировании на любую поверхность.
Портативный презентационный проектор NEC LT20
Нередко проекторостроители, создавая свои шедевры, поступают по аналоги и с миром Hi-Fi аудиотехники. Так, например, один из крупнейших мировых производителей проекционного оборудования компании Optoma в своей топовой кинотеатральной модели Optoma HD81 применила разделение полномочий между проектором и видеопроцессором, подобно тому, как работают по отдельности предусилители и усилители мощности в аудиосистемах высокого класса.
Toshiba ET20 проектор-бумбокс. В нем имеется DVD-плеер и акустика 5.1.
Идя навстречу покупателю, все больше производителей проекционной техники начинают производить кинотеатральные модели формата «все в одном», в которые устанавливают DVD-проигрыватель и даже многоканальную акустику. Работают над такими системами в компаниях Optoma, Toshiba, Epson и другие.