回顧,品味與展望-20周年家庭影院投影機變遷史(下)
原創2017-08-02編輯部影音CN
轉眼間已經二十載,從1998年創刊至今,見證了家用影音 技術與市場的變遷,從本期開始到年底,我們将會從家用影音系統的方方面面和大家一同回顧過去,品味精彩與展望未來。在這個20周年的特别紀念專題策劃之中,首先我們要為大家帶來的是家庭影院發展當中視頻方面的兩個核心環節,一個是影音信号源,另一個是家庭影院投影機。前面已經為大家深入分析了各色各樣的信号源設備在近20年發展曆程中留下的足迹,接下來我們就将焦點放在大畫面顯示系統的核心——家庭影院投影機之上,分别從顯示核心的類别,也就是CRT模拟投影機、DLP投影機、3LCD投影機、SXRD/D-ILA投影機這幾個類型來剖析家庭影院投影機在各個發展階段的技術亮點、畫質發展趨勢、系統組建要求、針對性人群的變遷等衆多方面,讓各位影音愛好者和發燒友與我們一同回顧、感受家庭影院投影機近20年的發展曆程。
值得一提的是,在家用投影機的發展曆程之中,除了顯示芯片技術與解決方案的演變之外,在表現形式上也已非隻有單一的前投方式的家庭影院投影機,如今已經加入了便攜式微型投影解決方案、超短焦投影方案等,尤其是後者更帶領着激光電視這個全新的大畫面解決方案出現在客廳之中,有望讓投影方式真正普及到家庭之中。此外,随着ISF與THX Video專業視頻調校培訓進入到國内,各大投影機品牌對于投影機的後期畫面調校功能越來越重視,使得目前絕大部分主流機型都已經配置了灰階白平衡調整與色彩管理系統,讓用戶能夠盡情發揮投影機的真正潛力。
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覆蓋電視與投影市場的核心技術
3LCD投影機
除了DLP投影機之外,可能更多影音愛好者對于數字投影機的印象是來自于液晶投影機,早在上個世紀90年代就已經有彩色液晶投影機的出現,随着技術的不斷進步,液晶投影機慢慢地在畫質方面取得了突破,如今的3LCD液晶投影機已經能夠在畫面顯示精度、色彩均衡度與飽和度以及動态範圍方面取得了相當不錯的成績,隻可惜依然活躍在家用投影機領域的3LCD液晶投影機品牌就僅僅剩下Epson(愛普生)一家了。不過幸好愛普生旗下擁有非常完整的家用投影機産品線,從入門級機型到采用激光光源的UHD 4K機型都囊括在其中。未來希望3LCD技術能夠繼續突破極限,帶來更多讓人眼前一亮的機型。
什麼是3LCD投影機
所謂3LCD投影機實際上就是指采用RGB光閥式的液晶投影系統,如果以一種直觀的角度來說就屬于透射式液晶的顯示技術。3LCD投影技術來自Epson,整個系統的核心部分由一個棱鏡與3片液晶面闆所組成,通過液晶面闆分别控制紅、綠、藍光輸出,最後形成畫面。每個液晶面闆上都有數以百萬個液态晶體,可被電信号配置為開、閉合或者部分閉合的不同位置以控制光線的通過。每個單獨的液晶體稱之為一個像素,當紅綠藍3色透過不同的液晶面闆時,液晶體能根據電信号的變化判斷出該像素需要的顔色數量,以實現即時開啟和閉合,從而形成投影圖像。
根據液晶面闆所采用的材質類型不同,可以分成有機和無機兩大類液晶面闆,而目前絕大部分的3LCD家用投影機都是采用無機配向型的液晶面闆,優勢在于液晶體在靜止狀态是關閉的,需要用電壓來開啟。這與常規的有機面闆的控制方式恰好相反,能創造出更高的原生對比度。而且無機液晶面闆理論上不會出現有機液晶面闆常見的液晶面闆衰退的問題,也就是液晶面闆中的有機化合物長時間暴露在高強度的紫外線和高溫下會出現衰退的問題,因此耐用性也更強。此外,為了提升光線的利用率,增強投影機的亮度輸出,不少3LCD投影機中所采用的液晶面闆都采用了微透鏡(MLA)技術,将光線集中到開口位置,讓更多的光線通過液晶晶體,因而如今不少3LCD家用投影機的輸出亮度已能達到2500流明以上。
談一下3LCD投影機的技術優勢與可提升之處
3LCD投影機的核心環節在于使用了三片式的顯示面闆結構,這種結構相比單片式機型毫無疑問在色彩均衡性方面的表現更佳,簡單來說就是3LCD投影機展示白色亮度與展示彩色亮度是一樣的,保持了整個畫面的色彩鮮豔與活潑。在萬元級别的主流級别,甚至萬元以内的入門級别,隻有3LCD投影機是采用三片式顯示結構,因此在色彩表現力方面有着先天的優勢。除了色彩方面的優勢之外,3LCD投影機目前在家用領域的普遍輸出亮度都已經突破了2000流明,甚至部分機型還能達到3000流明的水準,當搭配抗光幕,即便想要在客廳中構建大畫面投影系統也并沒有太大的問題。值得一提的是,盡管顯示核心為三片式顯示結構,但是整體機身體積卻能夠控制得較為靈巧,即使是高端的能夠支持4K HDR顯示的機型,也維持在家用機的水準。提到畫面所能顯示的畫面分辨率,現階段3LCD投影機已能透過4K增強技術實現UHD級别的超高清畫面,這也是以往三槍機無法達到的水準。此外,在光源部分,盡管3LCD投影機采用被動式投影技術,一般的高壓水銀燈炮僅僅隻有數千小時的工作壽命,但是随着激光光源的引入,3LCD投影機的工作壽命也達到20000小時的水平,完全能夠滿足影音愛好者的正常觀影要求,因此無需經常更換燈泡光源。而3LCD投影機目前具備了完整的HDR高動态範圍的顯示能力,也屬于最早能夠完整支持HDR10這種廣泛應用在UHD 4K超高清藍光與流媒體播放的HDR格式。另外,部分中高端機型還加入無線傳輸技術,大大降低了投影機在室内環境下的布線要求。
至于3LCD投影機一些可提升之處,其中一個較為突出的地方就是黑位下潛無法達到采用主動式投影技術的三槍機那麼紮實,特别是對于一般采用普通高壓水銀燈炮的機型來說,畢竟屬于被動式光源,無法在表現黑色場景時随意關掉光源,隻能夠透過液晶體進行光閥式的控制。不過在最近幾年的發展之中,為了提升3LCD投影機在高動态範圍的表現,尤其是暗部方面,引入了自動光圈技術,透過對鏡頭光圈的控制使得暗部下潛更加深沉,另外激光光源的引入也大大提升了3LCD投影機在黑位下潛方面的表現力。
下面我們一起來看看20年來經典的3LCD家用投影機
在這20年裡,3LCD家用投影機也取得了相當不錯的進展。下面,我們回顧一下當年有哪些經典機型,當中包括目前頂級的激光4K機型以及一部分已經退出曆史舞台的機型。
Epson(愛普生) CH-LS10500
代表着目前3LCD家庭影院投影機的頂級水準,配備了雙藍光激光光源且具備UHD 4K與HDR顯示能力的CH-LS10500可以說是當之無愧,而出衆的色彩展現能力相信會讓不少同級别的機型汗顔。
Epson(愛普生) CH-TW8300W
在愛普生曆年來所帶來的衆多家庭影院投影機之中,CH-TW8300W是其中一款頗具誠意的機型,不僅具備了UHD 4K與HDR顯示能力、2500流明的高亮度輸出,更融入了Wireless HD無線高清傳輸技術,大大簡化了投影布線要求。
Panasonic(松下) PT-AE8000
除了愛普生之外,松下所帶來的一系列以3LCD顯示技術為核心的家庭影院投影機也擁有不少經典之作,其中PT-AE8000就是一款在輸出亮度方面達到2400流明的機型,并且具備完整的3D顯示能力。
Sanyo(三洋) PLV-Z4000
Sanyo是其中一家曾經推出過3LCD家用投影機的品牌,在2014年所推出的PLV-Z4000是最為經典的一款,突出之處在于采用了120Hz高速驅動的全高清液晶面闆,動态影像的表現力更強。
Mitsubishi(三菱) HC6800
另外一個已經退出了曆史舞台的家庭影院投影機品牌,Mitsubishi也曾經為我們帶來衆多值得懷念的作品,擁有跑車般外形的HC6800是其中一款經典機型,配備了高性能的電動鏡頭以及擁有超低的運行噪聲都是值得回味的突出之處。
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融合各家所長,占據4K先機
SXRD/D-ILA投影機
在前面談完了三槍機、DLP投影機、3LCD投影機之後,接下來要講的這類投影機可以說在4K超高清年代大出風采,目前占據着整個中高端4K家庭影院投影機市場很大的份額,那就是SXRD/D-ILA投影機。兩者在技術上實際上都屬于LCoS投影機,這類投影機充分吸收了3LCD投影機與DLP投影機的優勢,并且在近期透過運用激光熒光新光源,使得本身處于劣勢的畫面能量感獲得了顯著的提升。
什麼是SXRD/D-ILA投影機
在家庭影院投影機領域,LCoS的核心技術主要掌握在日本JVC和Sony的手中,并且各自将其稱為D-ILA(Direct-drive Image Light Amplifier直接驅動影像光學成像技術)與SXRD(Silicon X-tal Reflective Display光矽晶反射式顯示技術)。LCoS全稱為Liquid Crystal on Silicon光矽晶顯示技術,采用鋁電極作為光反射層,并以CMOS有源顯示驅動矩陣作為控制,是一種典型的反射式液晶顯示技術。LCoS投影機的工作原理是利用液晶面闆進行光反射,通過控制面闆上液晶分子的狀态來改變每個像素的反射光線強度從而實現成像。正如前面所說到的,這種技術在畫質成像方面分别吸收了DLP與3LCD兩種投影方式的主要優勢,但同時由于機身當中複雜的光學結構也導緻機身體積并不能做到非常輕巧,在安裝方式上更加适合吊裝。
談一下SXRD/D-ILA投影機的技術優勢與可提升之處
SXRD/D-ILA投影機一直以來都深受影音發燒友的喜愛,特别是老一輩玩家,主要原因莫過于其本身屬于反射式的光路結構,能夠形成更為深沉的黑色表現,畫面在暗部細節的過渡方面非常出色,能夠充分展現各種容易忽略的暗部細節影像,整體畫面風格更加接近早期的模拟三槍投影機,再加上可以實現96%以上的開口率,因此圖像畫面并不存在“窗格”問題,相比早期的液晶投影機畫面細膩度更高,同時光線的利用率也更高。因此,在SXRD/D-ILA投影機誕生之初就已經被譽為三槍機有力的接班人。另外,在色彩再現方面,SXRD/D-ILA投影機是基于RGB紅綠藍三片式顯示芯片結構,所呈現出來的色彩細膩度與鮮豔度要優勝于單片式的解決方案,特别是搭配了色域空間更廣的激光光源之後,在色彩還原方面已經達到甚至超越了模拟三槍機。
在技術上的另外一個主要優勢就是畫面分辨率方面,目前在家用投影機領域真正采用了原生4K物理分辨率的投影機類型主要就是SXRD/D-ILA投影機,有力地推動着家庭影院投影機從1080p全高清向4K超高清普及。此外,大部分的中高端機型都配置了功能完善的電動鏡頭,除了具備電動對焦與變焦功能之外,更擁有幅度較大的鏡頭位移功能,可以讓用戶實現更加精準的幾何校正。
當然,SXRD/D-ILA投影機也有技術方面的提升空間,例如,SXRD/D-ILA投影機是采用三片式的顯示結構,加上光路結構相對複雜,容易出現紅綠藍三色聚焦問題,不過進入到4K超高清的年代之後,由于在相同顯示面積上畫面的像素晶格較小,這種三色面闆聚焦的問題在正常觀看的距離并不會十分明顯。此外,我們發現有些時候當使用機身内置的面闆校正功能進行微調的時候,往往會影響到灰階白平衡,因此,還是希望SXRD/D-ILA投影機能夠在這方面進一步獲得技術改進。另外,相比其他兩種數字投影技術,SXRD/D-ILA投影機本身的光線利用率并不算十分高,也導緻了采用高壓水銀燈炮的主流機型輸出亮度方面仍在2000流明以下,隻有中高端機型能夠突破2000流明。當然,對于旗艦的采用激光光源的SXRD/D-ILA投影機,輸出亮度已經達到3000-5000流明的高水平,要塑造150英寸色彩豐富、細節飽滿的4K大畫面已經不成問題。此外,正如前面所提及,SXRD/D-ILA投影機絕大部分機型都配備了标準焦段的鏡頭,除了超短焦機型之外,很少會配置短焦鏡頭,因而并不适合在小空間的環境下使用,對投影機的應用空間有着較高的使用要求。
激光光源的特點與優勢
既然目前高端家用投影機都采用了激光光源,接下來就先談談激光光源的特點與優勢吧。激光光源主要分為三原色激光光源與激光熒光光源這兩種主流技術。目前在家用領域之中,應用得最廣的屬于激光熒光粉系統,基本上大部分的家用激光投影機、激光電視都是采用這種技術。在原理上,激光熒光光源基本上是以單色激光發光再打到熒光粉色輪上來構成畫面,具體來說是以藍色激光二極管作為光源,打到一個熒光粉色輪上,産生黃光,也就是紅和綠的混色光,而藍色激光還會透過色輪上的擴散段産生藍光,從而再分别傳送到顯示芯片上最終構成各種色彩的畫面。正是由于整個激光熒光光源系統之中僅僅使用單色激光光源,相比傳統意義上的RGB紅綠藍三色激光光源的成本要更為低廉,同時這種光源可以适應更高的溫度下工作,具有更長的使用壽命,但是不足之處在于輸出亮度還不能達到太高的水平,同時色域的表現也要依賴熒光色輪的素質。現階段采用激光光源的家用投影機輸出亮度已超過了普通高壓水銀燈炮,但仍然有進一步提升的空間,而色域方面則達到了BT.2020超高清标準60%-80%的水平。
下面我們一起來看看20年來經典的SXRD/D-ILA投影機
在這20年裡,SXRD/D-ILA投影機占據着中高端家庭影院投影機的市場。下面,我們回顧一下當年有哪些經典機型,其中包括目前頂級的激光4K機型以及一部分已經退出曆史舞台的機型。
Sony(索尼) VPL-VW5000
毫無疑問,來自索尼的VPL-VW5000是目前家用投影機市場中備受矚目的旗艦級别4K HDR激光投影機,核心部分為索尼獨家的SXRD 4K超高清投影系統(0.74英寸×3),并且搭配索尼Z-Phosphor激光熒光光源,輸出亮度達到5000流明,并有着接近BT.2020的色彩表現。
JVC DLA-Z1C
DLA-Z1C是JVC所帶來的裡程碑式4K HDR家庭影院投影機,采用了目前最小的0.69英寸原生4K D-ILA芯片,搭配了專屬的以藍色激光為基礎的“Blu-Escent”激光光源,輸出亮度相比JVC以往燈泡機型提升到3000流明的級别,而色域覆蓋範圍更達到了80%以上的BT.2020标準以及100%的DCI-P3标準。
JVC DLA-HD1
如果DLA-Z1C是JVC在4K領域的突破性家用投影機的話,回到1080p全高清剛剛誕生的年代,DLA-HD1就是JVC所帶來的一款極具沖擊力的1080p全高清機型,其優秀的黑位下潛能力與鮮豔的色彩刻畫力奠定了JVC投影機在影音發燒友心目中不可動搖的地位。
Sony(索尼) VPL-VW558
索尼是家用投影機領域最早推出基于原生4K顯示芯片投影機的品牌,而VPL-VW558則是一款基于常規高壓水銀燈炮的4K中端機型,其最大的特點在于擁有完善的HDR高動态範圍兼容能力。
往期回顧
【聚焦】一切以“大”方向發展-20周年影音系統變遷史之信号源篇(上)
【聚焦】一切以“大”方向發展-20周年影音系統變遷史之信号源篇(下)
【聚焦】回顧,品味與展望-20周年家庭影院投影機變遷史(上)
備注
因《家庭影院技術》雜志創辦20周年,本刊編輯部特别策劃20周年影音系統與市場變遷史重要專題。請留意《家庭影院技術》及影音CN連續報道。
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