Технология lcos в проекторах. LCOS-технология наступает. Как образуется цветное изображение

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.

Является третьей по распространенности после технологий DLP и 3LCD (LCD) , но занимает значительно меньшую долю рынка.

Синонимами LCoS являются аббревиатуры D-ILA (англ. Direct Drive Image Light Amplifier ) компании JVC и SXRD (англ. Silicon X-tal Reflective Display ) компании Sony . D-ILA - официально зарегистрированный товарный знак компании JVC, который означает, что в данном продукте применена оригинальная разработка на основе дисплея выполненного по технологии LCoS, сетчатого поляризационного фильтра и ртутной лампы . D-ILA подразумевает трёхчиповое LCoS-решение. Также часто можно встретить аббревиатуру HD-ILA. SXRD - зарегистрированный торговый знак Sony для продукции, сделанной с использованием технологии LCoS.

Принцип технологии

Принцип работы современного LCoS-проектора близок к 3LCD, но в отличие от последней использует не просветные ЖК-матрицы, а отражающие. Так же, как и DLP-технологии, LCoS использует эпипроекцию вместо традиционной диапроекции, свойственной LCD.

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.

Как и в LCD-проекторах, в LCoS-проекторах сегодня используются в основном трёхчиповые схемы на основе монохромных LCoS-матриц. Так же, как и в технологии 3LCD для формирования цветного изображения обычно используются три кристалла LCoS, призма , дихроичные зеркала и светофильтры красного, синего и зелёного цветов.

Тем не менее, существуют одночиповые решения, в которых цветное изображение получается использованием трех мощных цветных быстро переключаемых светодиодов, последовательно дающих свет красного, зеленого и синего цвета, такие решения выпускает фирма Philips . Мощность их света невелика.

В конце 1990-х годов компания JVC предлагала одночиповые решения на основе цветных матриц LCoS. В них световой поток разбивался на составляющие RGB непосредственно в самой матрице при помощи фильтра HCF (англ. Hologram Color Filter - голографический цветовой фильтр ). Эта технология получила название SD-ILA (англ. single D-ILA ). Также одноматричные решения разрабатывал и Philips.

Но одночиповые LCoS-проекторы не получили широкого распространения из-за ряда недостатков: трехкратные потери светового потока при прохождении фильтра, что в том числе накладывало ограничения по причине перегрева матрицы, невысокое качество цветопередачи, более сложная технология производства цветных LCoS-чипов.

История

Предыстория появления технологии

В 1972 в лаборатории Hughes Research Labs авиастроительной корпорации Говарда Хьюза Hughes Aircraft Company, которая в то время являлась центром самых передовых исследований в области оптики и электроники, был изобретен LCLV (англ. Liquid Cristal Light Valve - жидкокристаллический оптический модулятор). Впервые технология LCLV была использована для отображения информации на больших экранах в командных центрах управления ВМФ США. Тогда эти устройства могли отображать только статическую информацию.

Развитие технологии продолжалось и термин LCLV был заменен на англ. Image Light Amplifier (ILA) , как более подходящий.

ILA отличается от D-ILA тем, что управление жидкими кристаллами осуществляется с помощью фоторезиста , на который подается модулирующий луч, создаваемый электронно-лучевой трубкой.

В начале 1990-х компании Hughes и JVC решили объединить усилия по работе над технологией ILA. 1 сентября 1992 стало официальной датой образования совместного предприятия Hughes-JVC Technology Corp. Впервые коммерческий проектор на основе технологии ILA были продемонстрирован компанией JVC в 1993 году. В течение 1990-х годов было продано свыше 3000 таких проекторов.

Использование электронно-лучевой трубки в качестве модулятора изображения в устройствах ILA накладывало ограничения на разрешающую способность, габариты и стоимость устройства и требовала сложной юстировки оптических трактов. Поэтому JVC продолжает исследования для создания принципиально новой отражающей матрицы, которая решила бы эти проблемы, сохранив достоинства технологии. В 1998 году компания продемонстрировала первый проектор, сделанный по технологии D-ILA, в котором модулирующее изображение устройство в виде связки «луч ЭЛТ - фоторезист» заменено на управляющие КМОП -элементы, имплементированные в полупроводниковую структуру подложки - отсюда и название технологии «direct drive ILA» - ILA с прямым управлением. Иногда D-ILA расшифровывают как «digital ILA» (цифровой ILA), это не совсем верно, но так же правильно отражает суть изменений технологии D-ILA от управляемой аналоговым устройством (ЭЛТ) ILA.

Была и промежуточная, тоже уже цифровая, технология между ILA и D-ILA, не получившая распространения - FO-ILA, - где управляющая электронно-лучевая трубка была заменена пучком световодов на основе оптоволокна (Fiber Optic), которые передавали модулирующий сигнал с поверхности монохромного монитора.

Первая волна

Вторая волна

Philips

Sony

Первый SXRD-проектор (на основе чипа собственной разработки) компания Sony продемонстрировала в июне 2003 года. В следующем году Sony анонсировала проекционной телевизор на основе технологии SXRD. К 2008 году компания отказалась от выпуска всех проекционных телевизоров, включая модели на основе технологии SXRD. Но от выпуска проекторов компания не отказалась. Сегодня Sony выпускает проекторы для больших инсталляций и цифрового кино разрешением до 4096×2160 (на основе чипа -SXRD) и светосилой до 21 000

LCOS-технология наступает

Феликс Точанский

В индустрии высоких технологий так случается довольно часто: сначала поднимается шумиха по поводу новой перспективной технологии, потом обнажаются подводные камни, препятствующие ее реализации. Сроки появления новых продуктов откладываются, и чем дольше это продолжается, тем больше сомнений в том, что обещанное когда-нибудь сбудется. Примерно по такому же сценарию, хотя и со своими особенностями, развивались события вокруг технологии LCOS (Liquid Crystal on Silicon - жидкие кристаллы на кремниевой подложке), которая, как казалось сначала, способна была заметно потеснить или даже заменить собой наиболее распространенные в индустрии мультимедиа-проекторов технологии - LCD и DLP. История несколько затянулась, но, похоже, в ней начинается новый интересный этап.

Что такое LCOS-технология
Оптимистические прогнозы в отношении LCOS-технологии базировались на ее уникальных особенностях. Используя те же свойства жидких кристаллов, что легли в основу LCD-проекторов, LCOS-кристаллы в отличие от LCD-матриц реализуют не просветный, а отражательный принцип формирования изображения, ранее воплощенный в DLP-устройствах. При этом время отклика отражающей жидкокристаллической матрицы на управляющее воздействие примерно в три раза меньше, чем у просветной. Отличия этим не исчерпываются: управляющий прохождением света слой жидких кристаллов в LCOS-панели располагается поверх кремниевой подложки, в которую вынесена вся схема управления пикселами. Поскольку транзисторы не препятствуют прохождению световых лучей через рабочий ЖК-слой (как это происходит в обычной LCD-матрице), эффективность использования поверхности кристалла, или так называемый коэффициент заполнения (отношение суммарной площади пикселов к общей площади матрицы), достигает 93%, заметно превышая этот показатель у DMD и LCD-кристаллов.
DMD содержат механические элементы - микрозеркала, что существенно усложняет их производство. С LCOS таких проблем нет - технология их изготовления легко вписывается в типовой процесс формирования CMOS-структур, а значит, сами панели могут быть относительно недорогими. Кроме того, LCOS

Проектор JVC DLA-G3010Z

позволяет наращивать число пикселов и, следовательно, разрешающую способность формирователя изображения без значительного увеличения его размеров. Сравнительно просто достигается разрешение SXGA (1280ґ1024 пиксела). Таким образом, при более низкой цене матрицы можно рассчитывать на более высокое качество получаемого в итоге изображения.

На острие атаки - JVC
Первой в мире разработала LCOS-технологию и внедрила ее в свои мультимедийные проекторы корпорация JVC. Чтобы отделить свою разработку от других, она использует для выпускаемых ею LCOS-матриц специальное название - D-ILA (Direct Drive Image Light Amplifier). Проекторы JVC с разрешением SXGA, изготовленные на основе этой технологии (DLA-G11, DLA-G15, DLA-G20), выпускаются уже несколько лет. Однако они не приобрели большого распространения, особенно в Росcии. Доля их на мировом рынке составляет несколько десятых процента от общего количества выпускаемых проекторов. Возможно, причиной тому является довольно высокая цена и большая масса.
Важным этапом в развитии D-ILA-проекторов стал 2001 г. Именно в этом году на выставке CeBIT 2001 в Ганновере JVC показала проектор DLA-G3010Z с разрешением SXGA+ (1385ґ1024 пиксела). В этом проекторе, в отличие от предыдущих моделей, где применялись мощные ксеноновые лампы, установлена 200-ваттная UHP-лампа, что позволило уменьшить его массу до 6 кг. Проектор имеет световой поток 1300 ANSI-лм и по своим возможностям достаточно универсален. Его можно использовать для оснащения диспетчерских пультов, ситуационных комнат, тренажеров и других объектов подобного рода, а также для проведения мобильных компьютерных презентаций. Кроме того, уникальные технические характеристики и элегантный дизайн выдвигают DLA-G3010Z в ряд лучших проекторов для домашних кинотеатров. И цену его (на российском рынке - 9,5 тыс. долл.) следует признать вполне приемлемой для устройства такого класса.
Между тем основной упор корпорация JVC делает на разработку и выпуск мощных проекторов высокого разрешения, предназначенных для больших залов и прежде всего - кинотеатров. Для этого сегмента она сегодня предлагает три модели с разрешением SXGA: DLA-M2000L (2000 ANSI-лм, 15,6 кг, 15 тыс. долл.); DLA-M4000L (4000 ANSI-лм, 71 кг, 50 тыс. долл.); DLA-M5000L (5000 ANSI-лм, 71 кг, 71 тыс. долл.).

Проектор JVC с разрешением QXGA

Даже профессионалы, многие годы работающие в сфере кинопроката и ранее весьма скептически относившиеся к видеопроекторам, поражаются качеству изображения, которое обеспечивают эти устройства, хотя разрешение у них меньше, чем у кинопленки.

Ближайшие перспективы
Для того чтобы окончательно закрыть вопрос о преимуществе “целлулоида”, необходимо иметь видеопроектор с разрешением не ниже QXGA (2048ґ1536 пикселов) и соответствующий источник информации. В 2001 г. на выставке CeBIT в Ганновере JVC впервые продемонстрировала мощный D-ILA-проектор с разрешением QXGA, предназначенный для больших кинозалов. Аппарат выполнен в том же корпусе, что и проекторы DLA-M4000L/ M5000L, и имеет ту же массу - 71 кг. Величина светового потока этого уникального прибора составляет около 8500 ANSI-лм, декларируемая контрастность - 1000:1. Качество изображения ставит его существенно выше собратьев - мощных проекторов, основанных на DLP-технологии. Этот проектор, несомненно, будет одним из наиболее вероятных претендентов на место в цифровых кинотеатрах XXI века и в престижных конференц-залах.
В ближайших планах JVC - разработка проектора с разрешением 4096ґ2048 пикселов, т. е. вдвое большим, чем у кинопленки. Прототип панели с таким разрешением был показан на выставке InfoComm-2001. Впервые возникнет ситуация, когда возможности технических средств превысят запросы пользователей, - обычно бывает как раз

Проектор Everest RX-1300

наоборот.
JVC не единственная компания, работающая в сфере LCOS-технологии. В конце 2000 г. тайваньская фирма Everest, производитель поляризационных фильтров для LCD-матриц, начала выпускать проектор RX-1300 (XGA, 1300 ANSI-лм, 4,9 кг). Отражательные матрицы для него поставляет американская компания S-Vision, разработавшая собственную технологию изготовления LCOS-панелей. Проектор RX-1300 привлекает невысокой ценой - 4,5 тыс. долл., что гораздо меньше стоимости большинства LCD- и DLP-проекторов с аналогичными характеристиками.
До конца года на рынке, вероятно, появится и проектор CP-SX5500W, продемонстрированный на InfoComm-2001 компанией Hitachi America. Он выполнен на базе 0,9-дюймовой LCOS-панели (собственная разработка Hitachi) и, обладая разрешением SXGA+, выдает световой поток в 1500 ANSI-лм. Еще более высокий световой поток (1800 ANSI-лм) при том же разрешении имеет портативный проектор Vivid Red, показанный на выставке в Лас-Вегасе компанией Christie, которая заимствовала D-ILA-матрицы у JVC.
Подготовку к выпуску линейки LCOS-проекторов в содружестве с фирмой Three-Five Systеms ведет крупнейший производитель мультимедийных проекторов корпорация InFocus. Об аналогичных планах объявили Sanyo и 3M. По данным Insight Media, не дремлют и тайваньские производители. Acer, Primax, Imaging Quality Technologies, Delta Electronics, Prokia Technology, Optoma, K Laser, WellSome - все эти компании работают над LCOS-продуктами. Одновременно разрабатывается более дюжины платформных архитектур для создания проекторов, и это имеет принципиальное значение, так как все LCD- и DLP-аппараты основываются всего на двух-трех архитектурах.
Stanford Resourses, ведущая исследовательская фирма в сфере маркетинга дисплейных технологий, прогнозирует на ближайшие пять лет средний ежегодный рост выпуска LCOS-проекторов на уровне 55% при общих темпах развития рынка проекционных устройств 31%. И хотя по разным причинам вопрос цены таких проекторов остается открытым, потребители, если технология начнет широко внедряться (а для этого прикладываются очень серьезные усилия), могут рассчитывать на то, что в один прекрасный день им удастся приобрести SXGA-проектор по цене XGA.
С автором, заместителем директора компании “Викинг”, можно связаться по адресу: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript .

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.

1. Пленка пытается блокировать черный цвет, но у нее это плохо получается - проблема с контрастностью и уровнем черного .
2. Яркость ограничена лампой и способностью всей системы, включая пленку, переносить жару. Изображение тусклое.
3. Изображение имеет нежелательный оттенок из-за особенностей пленки и лампы, ее «цветовой температуры».
4. 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:

1. Белый свет вышел из лампы.
2. Пришел на фильтр, разделился на красный и голубой.
3. Красный прошел через матрицу №1, получилось красное изображение.
4. Голубой разделился на зеленый и синий.
5. Зеленый пошел на матрицу №2, синий - на матрицу №3.
6. Имеем три изображения, которые наложились друг на друга - получилось одно цветное.
7. 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.

1. Стоимость. Три матрицы - дороже, чем 1 матрица. 1 матрица дешевле, чем 3.
2. 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.
3. 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.
4. 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?

Проекторы

Современные видео технологии отражают достижения технического прогресса весьма наглядно: смотришь и не можешь наглядеться на экран плазменного или ЖК-телевизора нового поколения. И все же, если всерьез говорить о домашнем кинотеатре с большим экраном, без проекционной системы тут никак. А еще точнее, - без системы прямой (так и хочется добавить «и откровенной») проекции. Все же обратная так и не прижилась в такой степени, как прямая, несмотря на определенные преимущества, которые, однако, нивелируются целым набором недостатков.

Пожалуй, единственное обстоятельство, которое может удержать начинающего домоседа-синемана от установки проекционной системы в пользу плазмы - это необходимость тушить свет и задергивать шторы во время сеанса. Ведь белый (и даже серый) экран только в темноте способен дать черный фон, в противном же случае картинка будет выбеливаться и потеряет выразительность. Но и это не очень вразумительный аргумент. Да, плазму можно смотреть при дневном свете, но наряду с фильмом вы будете видеть все яркие предметы интерьера комнаты, отражающиеся на экране почти как в зеркале (несмотря на антибликовое покрытие). К тому же, размеры экрана будут ограничены 65 дюймами диагонали (либо 103", но при этом еще и бюджетом, который редко бывает «резиновым»). ЖК-панели не бликуют, но по качеству изображения они во многом значительно уступает плазме, да и с размеры экрана тут дело обстоит не лучше, если не хуже. Значит, все-таки проектор.

Типы проекторов

Какие бывают проекторы? На современном рынке в основном присутствуют два типа: на жидко-кристаллических матрицах (LCD, или 3-LCD, или Liquid Crystal Device) и одноматричные микрозеркальные (DLP, или Digital Light Processing). Основная доля рынка проекционной техники приходится именно на эти два типа, причем продажи LCD- и DLP-проекторов соотносятся примерно как 3:1 в пользу первых. Третий тип, представленный весьма узко, это проекторы D-ILA, или LCoS. Расшифровываются эти аббревиатуры как Digital Image Light Amplification и Liquid Crystal on Silicon. Это своеобразный «гибрид» технологий LCD и DLP. Все три технологии на сегодня представлены достаточно большим количеством моделей Full HD (формат 1080p), а проекторы DLP и D-ILA бывают и более высокого разрешения - их используют в коммерческих кинотеатрах.

Ничтожную долю рынка (по количеству продаж) представляют трехматричные DLP-проекторы, которые в силу своей дороговизны занимают лишь наиболее элитарный сектор. Наконец, CRT-проекторы на сегодня практически полностью сняты с производства.

История вопроса

Еще каких-нибудь пять лет назад классификацию проекторов принято было начинать с кинескопных (CRT, или Cathode Ray Tube) проекторов, которым сегодня отводится почетное место в историческом очерке. На момент, когда большинство фирм-производителей прекратило производство CRT-проекторов, это технология была на пике своего развития. Никакой другой проектор не мог соревноваться с CRT по качеству изображения, по тому ощущению приобщения к настоящему кино, которое они создавали у зрителя. Но уж очень громоздкими, сложными в настройке и дорогими были это агрегаты, к тому же они имели жесткие ограничения по яркости. Современные проекторы, пережившие CRT, конечно, во многом превосходят последние по качеству, и им еще есть, куда развиваться дальше, но все же у технологии CRT и сейчас осталось немало убежденных приверженцев. Здесь примерно та же, ситуация, что с виниловыми пластинками и ламповой техникой. Поэтому CRT-технология все же заслуживает внимания. Тем более что это единственная технология, не использующая светоклапанов: световой поток создается и модулируется одновременно в электронно-лучевых трубках. Точнее, модулируется электронный луч, который, попадая на люминофоры трех трубок, вызывает их свечение. Все остальные технологии относятся к светоклапанному типу. То есть лампа (источник света) горит с постоянной интенсивностью, а модуляция светового потока осуществляется различными «заградительными» устройствами с внешним управлением. Следует, однако, оговориться, что в современной проекционной технике обычно предусмотрено несколько статических режимов свечения лампы, а также динамической управление диафрагмой, регулирующей количество света от лампы (подробнее об этом будет сказано ниже).

Кинескопные прокторы прочерчивали изображение строка за строкой, как в обычных телевизорах, только без маски. Поэтому создаваемый ими растр был непрерывным по горизонтали, отсюда - высокое разрешение, ограниченное лишь спектром входного сигнала (следует, однако, оговориться, что также и инерционностью свечения люминофора). Межстрочные же промежутки, обнажавшиеся на больших экранах, удавалось заполнить благодаря интерполяционным технологиям (удвоители, учетверители строк, или скейлеры, которые попутно преобразовывали чересстрочную развертку в прогрессивную). Большие проблемы возникали со сведением трех лучей: требовались усилия специально подготовленного персонала, исключалась возможность перестановки проектора, поскольку при этом его приходилось сводить заново. Но даже когда проектор никто и не собирался трогать, точность сведения со временем уходила, поэтому была необходима ее корректировка с определенной периодичностью.

А что было раньше помимо CRT? Ведь виду ограниченного светового потока эта технология не могла обеспечить проекцию на большие экраны. Между тем, известно, что во второй половине прошлого века некоторые праздники с уличными шествиями сопровождались «небесными шоу», когда изображение проецировалось на огромные щиты, стены домов и даже... на облака! Еще в 1973 году компания Hughes Aircraft изобрела нечто такое, что с трудом поддается осмыслению, и назвала свое изобретение тремя буквами - ILA (Image Light Amplifier). Специальная пленка покрывалась тонким слоем масла, на котором электронный луч «рисовал» изображение, формируя потенциальный рельеф (имеется в виду электрический потенциал). В зависимости от величины полученного заряда слой масла на разных участках менял толщину: электрическое поле и сила поверхностного натяжения работали друг против друга. С обратной стороны прозрачной пленки подавался мощный световой поток от лампы - на просвет. В зависимости от толщины слоя масла менялось количество пропускаемого света. Трудно поверить, но эта система работала! Затем компании Toshiba и JVC начали обкатку идеи уже на другом, более технологичном уровне - с применением жидких кристаллов, которые еще в 1970-м были получены Джеймсом Фергюсоном. Появились технологии D-ILA (Direct-Drive Image Light Amplification) и LCoS (Liquid Crystal on Silicon). Еще один технологический синоним добавила Sony - SXRD (Silicon X-tal Reflective Display).

А что говорит история о двух других? Автором LCD-технологии был, очевидно, наш соотечественник, живший в Нью-Йорке - Джин Долгофф. Начиная с 1968 года, когда он еще учился в колледже, будущий изобретатель озадачился идеей более яркого, нежели CRT, проекционного устройства, и пошел по пути мощного источника света в виде лампы и светоклапана, который предстояло разработать самому. В 1984 году после долгих опытов он остановился на матрице из органических жидких кристаллов, которые под действием электрического поля изменяли свою ориентацию в пространстве, пропуская при этом больше или меньше света. В 1988 году Долгофф создал первую в мире компанию, начавшую выпуск LCD-проекторов, под названием Projectavision. Затем довольно быстро получил миллионный контракт, а затем начал продавать лицензии таким крупным компаниям, как Panasonic и Samsung. Что было дальше, хорошо известно.

Цифровые многозеркальные устройства (DMD, или Digital Mirror Device) появились всего на год раньше, чем LCD-матрицы - в 1987 году. Увы, имя автора - Лэри Хорнбек - едва ли дает основания полагать, что он, как и г-н Долгофф, также был нашим соотечественником. Да и работал он не сам по себе, а под эгидой крупной американской компании Texas Instruments, которая в течение десятка лет вкладывало большие ресурсы в разработку гибких микрозеркал (Deformable Mirror Device), пока Хорнбек не доказал, что букву «D» в аббревиатуре DMD следует понимать по-иному. Матрица из твердых микроскопических зеркал, имеющих всего два рабочих положения - открыто и закрыто - и вот вам готовый светоклапан, цифровой по самой сути (в отличие от LCD). Затем наряду с еще тремя компаниями Texas Instruments была привлечена к разработке дисплеев высокого разрешения, и первый результат появился в 1992 году. А массовое производство DMD-матриц началось в 1995-м.

Принципы работы проекционных технологий: 3-LCD

Свет от мощной галоидной лампы расщепляется с помощью призмы на три потока, каждый из которых проходит через свой светофильтр и свою LCD-матрицу. Таким образом получаются потоки R, G, B (красный, зеленый, голубой), которые затем снова складываются в оптической системе проектора и через объектив проецируются на экран. Матрицы имеют пиксельную структуру: каждым пикселем управляет поверхностный твердотельный транзистор. Жидкие кристаллы реагируют на напряжение, не потребляя при этом тока, что делает управление матрицами весьма экономичным. Сигнал управления - аналоговый.

Принципы работы проекционных технологий: одноматричная DLP

Пиксели DMD-матрицы образованы микроскопическими зеркалами, расстояние между которыми меньше микрона. Каждое такое зеркальце шарнирно закреплено на ножке и может принимать всего два положения. Управление осуществляется с помощью электрического потенциала, который также может принимать лишь два значения и формируется поверхностными транзисторами. Сигнал управления - цифровой (только нули и единицы), но при этом кодированный в виде дискретной широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Степень свечения каждого пиксела определяется не величиной отражаемого им светового потока (она всегда одинакова), а временем пребывания соответствующего зеркальца в открытом состоянии. Более короткие вспышки соответствуют более темным точкам, более длинные, вплоть до периода частоты обновления полей, соответственно более светлым. Интеграция яркости свечения осуществляется не в самом проекторе и даже не на экране, а в психо-физическом аппарате зрителя. То есть, где-то в наших извилинах и сетчатке глаза.

Открытое состояние пиксела соответствует направлению отраженного света в объектив, закрытое - в специальный поглотитель.

Однако это только часть конструкции DLP-проектора с одной матрицей. Чтобы получить цветное изображение, нужны три модулируемых световых потока. Они в данном случае формируются с помощью одной и той же матрицы последовательно. Для этого в проекторе присутствует механический блок (как тут не вспомнить первые телевизоры с дырчатым диском Нипкова!): цветовое колесо с прозрачными красным, зеленым и голубым секторами. Частота вращения колеса жестко синхронизирована с сигналом. Таким образом, цветосинтез, как и интеграция значений яркости, происходи «в организме» зрителя. Если бы наше зрение не обладало некоторой инертностью, мы видели бы на экране, на который светит DLP-проектор, лишь вереницу слепящих цветных точек, и никакого кино...

Принципы работы проекционных технологий: трехматричная DLP

Здесь никакого колеса нет, зато матриц не одна, а три, плюс призма, расщепляющая световой поток на три составляющие. Работают матрицы синхронно, а не по очереди. Каждая обрабатывает свою часть светового потока (R, G, B). Это переносит процесс цветосинтеза из наших с вами мозгов на экран. Правда, за очень большие деньги, если сравнивать одно- и трехматричные DLP-проекторы по стоимости.

Принципы работы проекционных технологий: D-ILA (LCoS, SXRD)

В определенном смысле это «гибридная» технология, использующая жидкие кристаллы на просвет (как в LCD) и вместе с тем на отражение, как в DLP. Но все же по своей сути она ближе к LCD. Матриц здесь тоже три, но свет проходит через слой жидких кристаллов дважды, отражаясь от зеркальной подложки. Соответственно он дважды подвергается модулирующему воздействию светоклапанов, что делает модуляцию светового потока более эффективной.

Преимущества и недостатки проекционных технологий

Как известно, мяса без костей не бывает. Не бывает и технологий, полностью свободных от недостатков. И недостатки эти как правило врожденные, они заложены в самой конструкции матриц. Как, впрочем, и преимущества.

Начнем с 3-LCD. Это, как известно, матрицы просветного типа, степень прозрачности пикселей определяет количество света, прошедшего насквозь. Остальная часть светового потока вязнет в жидких кристаллах. Следовательно, сама матрица выполняет еще и роль поглотителя (балласта), который, естественно, нагревается. А вот у DLP-технологии зеркальца, обладающие высоким коэффициентом отражения, практически не греются, а греется поглотитель, который находится вне матрицы. Отсюда - гораздо более высокая стабильность во времени у DLP-технологии по сравнению с LCD. К тому же, оптический тракт у DLP полностью закрытый, исключено попадание пыли, отсутствуют оптические артефакты, вызываемые потоками теплого воздуха, через которые проходит свет (в DLP это имеет место только если выходные отверстия системы охлаждения балласта выведены прямо под объектив, чего производители, естественно, избегают). А в LCD-проекторе оптический тракт не опечатаешь, ведь воздушный поток должен обдувать сами матрицы, которые ощутимо греются. Поэтому время от времени приходится не только менять фильтры системы охлаждения, но и полностью очищать внутреннее пространство проектора.

Но это не самый значительный фактор. Важнее - то, что токоведущие дорожки, подводящие к пикселям матриц управляющие сигналы, в LCD-матрицах находятся на пути светового потока. В DLP же (как и в LCoS, D-ILA и SXRD) они расположены на подложке и не преграждают путь световому потоку. Поэтому пиксельная «сеточка» традиционно гораздо заметнее у LCD-проекторов, чем у DLP. Последние, правда, изначально грешили темными пятнышками в серединах пикселей (там, где находится крепежный шарнир зеркальца). Но это было заметно, только если смотреть на экран вплотную. Еще один небольшой недостаток DLP - ореол, вызываемый дифракцией на боковых гранях зеркал. Он поднимает уровень черного (очень незначительно) и создает вокруг изображения чуть заметную засветку, которая легко побеждается с помощью черного обрамления экрана. Но это - сущий пустяк по сравнению с т. н. «эффектом радуги», свойственным одноматричным DLP-моделям. Эффект этот имеет место из-за сдвига во времени проецировании на экран красного, зеленого и голубого полей. При быстром движении глаз целостность восприятия их нарушается. Особенно заметна радуга на наиболее контрастных сценах (скажем, белые тиры на черном фоне). Понятно, что у трехматричных проекторов, как и у моделей LCD или D-ILA, никакой радуги нет и в помине.

Традиционно LCD лидировало по яркости (благодаря более высокому коэффициенту использования света лампы) по сравнению с DLP, тогда как DLP опережало LCD по контрастности и глубине черного. Отсюда родилось мнение, что LCD - это проекторы скорее для презентаций, проходящий при свете, а DLP - для домашнего кинотеатра, где света нет и где гораздо важнее не яркость, а достоверная передача деталей в темных сценах фильма. Понятно, что это весьма условная классификация. Действительно, множество моделей LCD-проекторов и предназначались для презентаций, но такие есть и в категории одноматричных DLP. И, действительно, остаточная засветка у жидких кристаллов гораздо выше, чем у микрозеркал, особо микрозеркал последних поколений: полностью запереть ЖК-светоклапан невозможно, к тому же, имеет место засветка яркими пикселями более темных соседних. Вместе с тем, цвета у LCD всегда казались заметно более насыщенными, а у DLP изображение было боле строгим и менее красочным. Хотя это дело вкуса. Часто приходится наталкиваться на мнение, что и четкость LCD лучше, чем у DLP, однако с этим хочется поспорить: субъективные впечатления говорят об обратном. К тому же, DLP-изображение всегда было более стабильным, фотографически тщательно прорисованным, а на LCD, казалось, отдельные пиксели «копошатся» даже на неподвижной картинке, контуры слегка размыты, а объекты несколько раздуты. В целом картинка часто казалась какой-то переслащенной, слегка неуклюжей. Возможно, дело тут еще и в высокой инерционности жидких кристаллов - еще одно очко в пользу DLP. Зато LCD-проекторы примерно одних ценовых категорий с DLP-моделями чаще всего обладают более широкими пределами масштабирования.

А вот D-ILA, обладая всеми добродетелями LCD, оказалась свободной от такого серьезного недостатка, как пониженное разрешение в темных сценах: ведь свет проходит через клапан дважды, и поэтому уровень черного по логике вещей получаются глубже, улучшается и контрастность.
Из артефактов, пожалуй, остается упомянуть такие эффекты, как пиксельные, MPEG- и фликер-шумы, «пересыпание пикселей» при «наезде» камеры на медленно движущийся или неподвижный объект, зубчатые диагональные линии и «эффект расчески» при быстром движении (расслоение полукадров при чересстрочной развертке), неравномерность движений и размывание контуров движущихся объектов, а также потеря четкости внутри этих контуров. Однако все эти недостатки так или иначе свойственны любой пиксельной технологии, а все, что связано с зубчатостью, дергаными движениями и размыванием контуров, относится в первую очередь к несовершенству алгоритмов цифровой обработки: деинтерлейсинга (преобразование чересстрочного сигнала в прогрессивный), адаптивной технологии компенсации движений, интерполяционных алгоритмов вычисления промежуточных пикселей.

Развитие и достижения проекционной технологии

Так и подмывает в начале этой главы написать: забудьте все, о чем говорилось в предыдущей! Потому что, взглянув на великолепие, которое откроется на экране при наличии проектора Full HD любой технологии, подключенном к проигрывателю Blu-Ray по DVI или HDMI, можно прийти в недоумение по поводу недостатков, о которых говорилось выше. Где пиксельная сеточка, считавшаяся неизлечимым дефектом LCD-технологии? Где посредственная контрастность и темно-серый цвет вместо радикально-черного? Похоже, сбывается мечта достичь в домашнем кинотеатре уровня качества, характерного для настоящего кино. И даже превзойти его - это уже не кажется утопией. Правда, один недочет все же полностью победить не удалось: это эффект радуги. Но и он стал настолько эфемерным, что подчас о нем забываешь, а, вспомнив, начинаешь крутить головой, пытаясь обнаружить - куда делся?

Эффект радуги

С радуги, пожалуй, и начнем рассказ о том, как современные проекционные технологии дошли до такой роскоши. Путь был долгим, поколение сменялось за поколением, но по-настоящему радикальные изменения произошли с освоением формата 1080p, когда надписи HD Ready на корпусах проекторов стали сменяться на Full HD.

Итак, с радугой начали бороться с помощью ускорения вращения цветового колеса. Естественно: чем чаще сменяются цветовые поля, тем меньше проявляется эффект. И, действительно, когда появились проекторы с удвоенной скоростью колеса, на котором было уже не три, а шесть секторов (два комплекта стандартных R, G, B), радуга стала менее заметной. Правда, попутно стремились поднять яркость, которая у DLP-проекторов поначалу сильно отставала от их LCD-конкурентов, для чего ввели в колесо дополнительный прозрачный сектор, который просто добавил яркости, но уровень черного при этом поднялся, а краски выцвели. Это был не более чем реверанс в сторону рынка презентационной техники. Но сегодня, когда скорости вращения колеса еще больше выросли (в современных моделях используются вращающиеся светофильтры с количеством сегментов до 8), как-то даже неловко об этом вспоминать, хотя радуга и осталась (в сильно урезанном виде).

На заметность радуги, а также на разрешение (что естественно) очень сильно повлияла тенденция увеличения количества пикселей в матрице. Но основный вехи развития DLP-технологии, пожалуй, приходятся на два события: выпуск DMD-матриц 2-го поколения с углом отклонения зеркал в 12° вместо 10° (HD 2) и переход на формат 16:9 (HD2+ Mustang). Лишние 2° позволили радикально улучшить воспроизведение черного и контрастность, а важность перехода на широкий формат и подавно не требует дополнительного обоснования. А потом уже пошло по накатанной: Matterhorn, DarkChip, DarkChip 2, HD3, xHD3. Все больше пикселей и меньше артефактов. На Full HD вы уже не увидите ни «пересыпания пикселей», ни MPEG-шумов (последнее, однако, скорее заслуга HD-источника), лишь легкий москитный шум, да и то не на всех сценах.

Пиксельная сетка и уровень черного

LCD-технология сделала еще более значительный рывок за последние годы. Пиксельная сеточка полностью исчезла благодаря технологии MicroLens (микроскопические линзочки за пикселями слегка увеличивают пятно, компенсируя тени от токоведущих дорожек). А уровень черного опустился настолько, что теперь не всегда можно отличить LCD от DLP путем прямого сравнения. Хотя считается, что в этом плане DLP по-прежнему лидирует, хотя и не с таким отрывом, как раньше.

Плавность движений

Конечно, оптическая (и тем более механическая, где она есть) части проекционных агрегатов не могут развиваться слишком быстро. Зато электроника - может. С появлением мощных сверхскоростных процессоров стало возможным использовать сложные алгоритмы цифрового обработки видеосигнала в реальном времени, повысить разрядность представления сигнала (вплоть до 16 бит), что исключило возникновение видимых глазом «ступенек» на плавных цветовых и яркостных переходах, как это часто наблюдалось несколько лет назад. Все более плавными становятся движения: интерполяционные технологии успевают синтезировать нужное количество промежуточной видео информации. И все это удается на фоне и без того заоблачных требований к быстродействию процессоров, предъявляемых новыми форматами телевидения высокой четкости (1080i, 1080p).

Управление световым потоком

Особо следует отметить ту огромную пользу, которую принесли режимы статического и динамического управления световым потоком. Мало того, что в процессе электронной обработки видео в зависимости от того, насколько светлая или темная сцена воспроизводится, параметры сигнала оптимально подстраиваются так, чтобы зритель увидел как можно больше деталей и чтобы цветовой баланс оставался как можно более натуральным. Задействуется еще и моторизованная диафрагма, регулирующая количество света, что позволяет значительно улучшить глубину черного и разборчивость оттенков темных сценах и исключить выбеливание наиболее ярких фрагментов на светлых. Кроме этого, во многих моделях проекторов предусмотрено пониженный режим мощности лампы для просмотра фильмов в темноте. Это не только продлевает ресурс лампы, но и, наряду с динамической диафрагмой, работает на улучшение восприятия картинки, а также снижает шум вентиляторов системы охлаждения.

Режимы просмотра

В любом современном проекторе, предназначенном для домашнего кинотеатра, бывают запрограммированы несколько режимов просмотра, что позволяет для различных условий внешней освещенности и сюжета выбрать оптимальные параметры изображения простым перебором режимов с пульта ДУ. В большинстве случаев более серьезных настроек не требуется, хотя при желании пользователю предоставляется весьма широкий набор регулировок, некоторые из которых требуют определенного навыка и наличия специальных тестовых сигналов, а также светфильтра. Некоторые наиболее простые тестовые шаблоны часто встраиваются в память проектора и могут быть выведены на экран одним нажатием кнопки пульта ДУ. Это очень удобно при установке проектора, когда нужно настроить фокус. Объективы могут быть механические и (у боле дорогих моделей) моторизованные, тогда и фокусировка, и размеры экрана могут настраиваться с пульта. Полезны также такие функции, как смещение объектива по вертикали (иногда и по горизонтали), особенно если проектор вывешивается на потолке выше уровня экрана. Следует, однако, помнить, что электронными средствами компенсации трапецеидальных искажений, которые возникают при значительном смещении (если проектор установлен слишком высоко или не по центру относительно экрана) следует пользоваться с большой осторожностью, поскольку в жертву правильной геометрии изображения приносится разрешение.

В последнее время общепринятой тенденцией стало программирование не только готовых режимов просмотра (например, спорт, кино, динамичное или мягкое изображение), но и калибровок ISF (Image Science Foundation). Это компания, которая на протяжении многих лет разрабатывает и внедряет стандарты качественного воспроизведения видео в домашнем кинотеатре. Настройки ISF Day и ISF Night (соответственно для просмотра в условиях умеренной засветки и в темноте) включают тщательно оптимизированные по многим показателям параметры (яркость, контрастность, гамма, цветность, оттенок и т. д.) и, будучи взятыми за точку отсчета, допускают дополнительные корректировки - чтобы подстроить изображение под индивидуальные предпочтения конкретного зрителя.

Анаморфные линзы 2,35:1

Все более популярными становятся широкоформатные экраны с пропорциями 2,35:1. Поскольку не все фильмы записаны именно в этом формате, да и сами матрицы проекторов имеют иные пропорции (16:9 или 4:3), часто возникает ситуация, при которой изображение не вписывается в матрицу по ширине или высоте. В результате либо отсекается его часть по краям, либо задействуются не все пиксели матрицы. Выходом из положения может быть анаморфная насадка на объектив. Например, чтобы воспроизвести фильма формата 2,35:1 на соответствующем экране с учетом того, что матрица имеет пропорции 16:9, изображение сперва сжимается по горизонтали электронным методом в процессоре до 16:9, после чего с помощью анаморфной линзы его боковые части растягиваются до 2,35:1. Таким образом, матрица полностью задействуется, разрешение по вертикали получается максимально возможным, а некоторая потеря горизонтального разрешения из-за сжатия по бокам оказывается незаметной, поскольку взгляд в основном «оценивает» то, что происходит в центре экрана. Как пример подобной опции, реализованной на самом высоком уровне (дорогая профессиональная оптика, выносной процессор) можно привести технологию компании Runco - CineWide & AutoScope. Анаморфная линза смонтирована на подвижной моторизованной каретке, которая надвигается на объектив автоматически при воспроизведении фильма 2,35:1.

Проектор и «умный дом»

Современные проекторы оснащаются также портами RS-232 и триггерными входами и выходами, что позволяет автоматизировать систему домашнего кинотеатра и даже интегрировать ее в общую систему «умного дома», а также, если экран снабжен моторизованными шторками, избавить владельца системы от необходимости вручную сдвигать и раздвигать их при смене форматов изображения (2,35:1, 16:9 или 4:3).

Как выбирать проектор

LCD или DLP?

Однозначного ответа на этот вопрос не существует. Среди консультантов салонов аппаратуры есть приверженцы каждой технологии, и у них всегда найдется куча аргументов в пользу именно того, что им выгоднее всего продать. Поэтому доверять нужно только лишь собственным впечатлениям от демонстрации, причем желательно, чтобы она охватывала не одну модель и даже не одну технологию. Только так можно понять, например, что больше подходит именно вам - LCD- или DLP-проектор. Или - D-ILA. Следует, однако, иметь в виду определенные подробности, которые позволят обратить внимание на наиболее существенные моменты в процессе выбора.

Итак, проектор LCD (мы говорим сейчас о современны моделях, лишенных многих недостатков, о которых шла речь выше) за те же деньги, что и DLP, скорее всего будет несколько ярче и «цветастее». Возможно, он будет слегка менее шумным (за счет отсутствия механических блоков, не считая вентилятора). Одно и то же разрешение в случае LCD-проектора в среднем стоит несколько дешевле, чем с DLP. При этом пределы зуммирования будут шире (обычно 2:1 и более), чем у DLP. И уж точно не будет никакой радуги.

Зато DLP будет давать более четкое, глубокое изображение, хотя и слегка менее насыщенное по цветам. Хотя и не сильно, но темные сцены будут более разборчивыми, а черный цвет - более глубоким. Как и в случае с LCD-проектором, практически никакой пиксельной структуры с места зрителя вы не заметите: минули те времена, когда в целях уменьшения ее заметности знатоки советовали чуть размыть фокусировку. Итак, если вам ближе буйство красок на экране при некоторой «фривольности» общей подачи, то, скорее всего, LCD, если же вы предпочитаете документальную четкость и почти голографическую достоверность глубины изображения, лучше DLP.

Но это еще не все, что нужно иметь в виду. Существует мнение, что одноматричная DLP-проекция не лучшим образом сказывается на зрении и, по крайней мере, гораздо быстрее утомляет, вызывая дискомфорт и головную боль. Учитывая довольно сложный механизм формирования изображения, трудно с этим спорить, однако есть основания полагать, что негативное воздействие микрозеркальной технологии на глаза и мозг зрителя существенно преувеличены. Известны случаи, когда действительно работники ситуационных центров, оснащенных DLP-проекторами, жаловались на усталость, головные боли недомогание, и резь в глазах. Но ведь они вынуждены были «смотреть кино» в течение всей смены, а не неполных два часа. К тому же, не исключено, что работали они с теми моделями одноматричных DLP-проекторов, которые предназначены не для домашнего кинотеатра, а выбирались в расчете на высокую яркость. Но, так или иначе, прежде, чем решиться на DLP, полезно на себе проверить, будет ли проявляться вышеописанный эффект, для чего полезно просмотреть не один-два фрагмента фильма на пять минут, а посвятить этому занятью хотя бы полчаса, тщательно прислушиваясь к собственным ощущениям. При этом обязательно нужно попытаться оценить, насколько вас раздражает и отвлекает от просмотра эффект радуги. Стоит даже специально время от времени его создавать, тряся растопыренными пальцами перед глазами или делая резкие движения головой.

Естественно, конкурирующие друг с другом производители проекторов различных технологий используют все средства для информационной борьбы. Приверженцы LCD кивают на ненадежность DLP, аргументируя свой скепсис тем, что если что-то крутится, то рано или поздно сломается: износится подшипник или сгорит мотор. Говорят и о «залипании» микрозеркал, что, в принципе, вполне вероятно. Однако массовых или даже ощутимо частых отказов, мертвых пикселей и разлетевшихся на куски цветовых колес за более, чем десятилетний срок существования DLP-технологии не наблюдается. Хотя единичные случаи, конечно, имеют место.

С другой стороны, DLP-апологеты ссылаются на поставленный компанией Texas Instruments эксперимент, в ходе которого несколько моделей DLP- и LCD-проекторов работали непрерывно, и при этом параметры проецируемых изображений периодически оценивались. Примерно через 1300 часов непрерывной работы LCD-модели показали явную деградацию цветового баланса: уровень голубого существенно упал. Это объяснили тем, что жидкие кристаллы чувствительны к перегреву и особенно к ультрафиолетовому излучению, которое присутствует в спектре лампы и которое значительно в меньшей степени подавляется голубым светофильтром, нежели зеленым и красным. Несомненно, все так и есть, но данный эксперимент не вполне корректен, поскольку условия испытания проекторов были слишком жесткие. Ведь в реальной жизни никому и в голову не придет смотреть кино без перерыва сутки напролет в течение нескольких месяцев! Вот в различных инсталляциях, использующих проекторы в холлах гостиниц и других общественных помещений для декорации, возможно, действительно лучше отдать предпочтение DLP-моделям, чтобы снизить эксплутационные расходы.

«Гибридные» проекторы D-ILA, LCoS и SXRD

По поводу «гибридных» технологий (D-ILA, LCoS и SXRD) можно сказать то же самое: только собственное впечатление должно быть решающим при приобретении проектора. Пожалуй, по качеству современные LCD-модели вряд ли уступают этим «неформалам», которые в целом стоят значительно дороже при сходных показателях. Правда, компания Sony утверждает, что технология SXRD гарантирует значительно меньшую инерционность матриц по сравнению с двумя другими схожими технологиями. Так или иначе, все равно DLP впереди, и с большим отрывом. Хотя у жидких кристаллов в общем-то хватает быстродействия, чтобы картинка не казалась смазанной, может быть, в их повышенной инерционности причина того, что изображение с DLP-проектора почти всегда кажется более «быстрым», менее громоздким?

Трехмартичные DLP-проекторы

Наконец, о трехматричных DLP-проекторах. К сожалению, до сих пор эта категория недоступна большинству пользователей из-за непомерно высоких цен. И, несмотря на кажущуюся технологическую безгрешность, и тут можно найти, к чему придраться (за такие-то деньги!). Радуги, конечно, нет и быть не может, но при быстром движении глаз зритель может на какую-то долю секунды уловить что-то вроде радуги, но только серо-белого оттенка (как будто ряд тонких вертикальных полос градаций серого). Может быть, и не на всех моделях и не на любом сюжете, но все же. К тому же, понятно, что остаточная засветка от трех матриц не может быть меньше, чем от одной, а, значит, контрастность здесь может быть чуточку поменьше, чем у одноматричного DLP-проектора. Иногда можно заметить и небольшое, в пределах одного пикселя или даже меньше, расслоение цветных полей - конечно, только подойдя вплотную к экрану. Однако если уж подобный дефект имеет место, он, хотя и незначительно, будет проявляться и с нормального расстояния в виде небольшой потери четкости. Тем не менее, трехматричные проекторы в целом демонстрируют отменное качество изображения. Они комплектуются лучшей оптикой и начиняются самыми продвинутыми «электронными мозгами», реализующими последние самые последние технологии обработки сигнала. Впрочем, «мозги» эти часто локализуются не в самом проекторе, а в выносном блоке видеопроцессора, с которым проектор соединяется одним лишь кабелем - DVI или HDMI. Такая раздельная компоновка (как и высокая стоимость) - еще один признак принадлежности к самой элитной касте проекционной аппаратуры.

В заключение отметим, что чем бы ни руководствовался покупатель, последнее, на что нужно серьезно обращать внимание, это цифры в спецификациях. Они нещадно завышаются производителями, а если и нет, то приводятся результаты измерений в условиях, далеких от условий домашнего кинотеатра. Особенно это касается гигантских значений яркости и контрастности. Можно просто исходить из того, что яркость любого современного проектора, предназначенного для домашнего кинотеатра, а тем более Full HD, достаточна, если речь не идет об очень большом экране. И самыми рекордными показателями как яркости, так и контрастности все равно не удастся добиться того, чтобы изображение при умеренной освещенности оставалось таким же безупречным, как в полной темноте.