Добре е да знаем повече за производителите и продуктите, които купуваме.
Как да си изберем проектор? Технологиите. Част 1
LCD и DLP са две различни неща и се отнасят до два различни вида прожектори. Естествено въпросът е „коя технология е по-добра“? LCD или DLP проктор да си купя? И дали технологията трябва да е съществен фактор при избор на проектор?
Съвсем накратко ще се постараем да отговорим, а в рубриката ПОЛЕЗНО ще събираме информация по различни въпроси, които нашите клиенти ни задават. Ще бъдем благодарни на всички Вас за изказани мнения, препоръки, коментари, а защо не и за критики...
Борбата за пазарен дял между 3LCD и DLP производителите на мултимедийни проектори продължава, в резултат на което качеството на картината на дигитални проектори се е подобрило значително през последните години. Значително са се повишили контраста, разделителна способност и цветово представяне, а цените са спаднали и сега са в рамките на бюджетите на много потребители.
Отговорът е прост - няма по-добра технология. Всяка има своите предимства пред другата, както съответно има и някои недостатъци, които купувачът трябва да знае, за да се ориентира правилно и да избере модел, който отговаря най-добре на нуждите му.
Има и трета технология, наречена LCoS (течен кристал върху силиций). Много отлични проектори са направени с технологията LCoS, включително няколко изключителни прожектори за домашно кино, които, по мнението на много потребители и експерти са по-добри от традиционните LCD и DLP проектори.
DLP (Digital Light Processing)
Целият процес на формиране на изображението се нарича цифрова обработка на светлината (Digital Light Processing) DLP.
В основата на проекторите, създадени по технологията DLP са DMD чиповете (Digital Micromirror Device). Те са изобретение на Тексас Инструментс от 1987.
Този DLP чип на Texas Instruments (Фигура 1) използва 921,600 подвижни микроскопични огледалца, за да създаде картина с висока резолюция HDTV. Всяко едно от огледалцата представлява пиксел в изображението 1280 x 720 (720p) и е по-малко от една пета от ширината на човешки косъм. На снимката за сравнение е показан крак на мравка.
Фигура 1. DLP чип на Texas Instruments
Всяко микроогледалото (Фигура 2) представлява тънък алуминиев лист с квадратна форма, който отразява над 90% от попадналата върху него светлина. Огледалата са с две гъвкави опорни точки (в средата на стените на квадрата), които позволяват завъртането им на между две крайни положения (от ъгъл +10º за включено положение до ъгъл -10º за изключено), като те имат само две положения (Фигура 3).
Фигура 2. Фигура 3.
Външен източник на бяла светлина осигурява падащия лъч на огледалата. В едното им положение (фиг. 4) отразеният лъч попада върху "своя" пиксел и го осветява. В другото положение (фиг. 5) отразеният лъч не достига екрана и пикселът остава тъмен.
Фигура 4. Фигура 5.
За получаване на сивия цвят се използва подходящо съотношение между времената на осветяване и неосветяване на пиксела – колкото времето на осветяване е по-голямо от времето на неосветяване, толкова по-светло сив е полученият цвят. За да няма мигане или трептене на пиксела, честотата на смяна на положението на микроогледалата е няколко kHz, т.е използва се инертността на човешкото око.
Управляващите сигнали за всеки пиксел от един кадър се записват в статична памет (SRAM), разположена в основата на полупроводниковия кристал. Микроогледалата са с много голяма механична здравина. Експериментални изследвания са показали, че след непрекъсната работа в продължение на 20 години, не настъпва повреда в гъвкавите връзки. Същевременно приборите са много издръжливи на удари и вибрации.
Eдночипови и тричипови DLP проекторит (Фигури 6 и 7)
Фигура 6. Фигура 7.
При едночиповите DLP проектори (Фигура 6) светлината от лампата преминава през въртящо се „цветно” колело, стандартно разделено на четири сектора – трите основни цвята и един безцветен прозрачен сектор, което пропуска последователно към чипа с микроогледала червена, зелена и синя светлина. По този начин последователно се формират пикселите на цветното изображение. С технологията BrilliantColor се добавят допълнителни сектори - жълт, циан и магента- за разширяване на цветовия диапазон (Фигура 8). Едночиповите DLP проектори могат да изобразяват до 16.7 милиона цвята.
Фигура 8
В тричиповите DLP проектори (Фигура 7), бялата светлина, генерирани от лампата преминава през призма, която я разделя на червен, зелен и син цвят. Класическо решение е използване на три отделни чипа за основните цветове. Тричиповите DLP проектори възпроизвеждат наистина качествени изображения, като се твърди, че теоретически могат да възпроизведат до 35 трилиона цвята. На практика, това няма как да се провери, а и не е необходимо, тъй като човешкото око може да различни много по-малък брой нюанси.
Предимства
- Високи нива на контраст.
- DLP технологията е надеждна и с дълъг живот. Въпреки че при тях има повече движещи се механизми, оказва се, че те не излизат от строя и DLP проекторите гарантират дълги часове на безаварийна работа
- DLP води в миниатюризацията.
- Ниска пикселизация (зърнистост, screen door effect)*-. Пикселната решетка е почти невидима от нормални зрителни дистанции. Това е едно от огромните предимства на DLP проекторите. Пикселите са склонни да имат отчетливи граници при LCD проекторите, а това може да доведе до по-видима пикселна структура в изображението. Това често се нарича screendoor ефект, тъй като картината на проектори с ниска резолюция може да изглежда като че се гледа през армирано стъкло. От друга страна, средната разделителна способност на проекторите, които се продават, се е увеличила драстично в сравнение с положението от преди няколко години. С увеличаване на резолюцията , пикселите са по-малки и по-малко забележими. Въпреки това, при продукти с ниска резолюция (SVGA и дори XGA), DLP проекторите все още има предимство пре LCD проекторите.
Фигура 9 Пикселизация (зърнистост, screen door effect)
* Мултимедийните прожектори се ползват за получаване на изображение със значителни размери. Колкото по-голям е размера на изображението, толкова по-забележима става неговата дискретна структура (видими са съставните му елементи – пиксели) – пикселизация (Фигура 9).
Недостатъци
- Възможен дъгов цветови ефект (ефект), който се дължи на начина, по който се формират цветовете от бързовъртящия се диск (Фигура 10). Проблем е само на едночиповите DLP продукти. Когато има само един DMD чип, един - единствен цвят се изобразява в даден момент, докато устройствата, притежаващи 3 DMD чипа, наслагват едновременно трите основни цвята. Този ефект се появява обикновено при гледане на филми или видео, а не при разглеждане на статични изображения, като например диаграми и снимки. Той се изразява в червени, сини или зелени оттенъци при белия цвят, когато фонът е тъмен (най-вече черен). Усещането за този ефект е напълно субективно и някои хора изобщо не го забелязват, докато други дори се оплакват от главоболие. Част от тези, които го забелязват, възприемат този дъгов ефект през цялото време, докато други казват, че го виждат само когато бързо отместят главата си от картината и после върнат погледа си обратно. Вече е постигнат значителен прогрес в елиминирането на този ефект чрез увеличаване на скоростта на въртене на диска и създаване на негови разновидности с повече от три цветови сегмента (BrilliantColor технология). Няма как да знаете дали сте сред тези, които могат или не могат да го видят, освен чрез по-продължително гледане на DLP проектор. При първото поколение DLP проектори, цветното колело се завърта шестдесет пъти в секунда, или 3600 оборота в минута (Revolutions per minute, rpm, RPM), т.е информация за всеки цвят се е актуализирала 60 пъти в секунда. Тази скорост е известен като "1x" скорост на въртене. При второто поколение скоростта на въртене на колелото се удвоява до 2x или 7200 rpm. Удвояването на честота на опресняване намалява времето между цветовите актуализации и така намалява видимостта на ефекта на дъгата за повечето хора. Но 2x скорост на въртене все още не е достатъчна за проекторите, които се използват в системите за домашно кино. За по-голямата част от потребителите, 5x и 6x скорости в най-актуалните модели за домашно кино са намалили дъговия ефакт до точката, където той е без значение. Въпреки това, повечето бизнес DLP проектори използват все още 2x скорост на колелата, защото те са с по-ниска цена. Това е допустимо, ако представяте статична диаграми, графики, или нещо, което не стимулира бързото движение на очите. При LCD и тричиповите DLP проектори не се наблюдава ефекта на дъгата, тъй като всички три компонента на цвета присъстват по едно и също време.
Фигура 10 Дъгов цветови ефект (ефект на дъгата, rainbow effect)
- Безфилтърна технология? Texas Instruments твърдят, че количеството прах намерено в нормална стайна обстановка няма да има отрицателно въздействие върху функционирането на проектор без филтър. По-голямата част от DLP проекторите на пазара не са оборудвани с филтри, с изключение на някои от най-скъпите 3-чипови модели. DLP проекторите са със запечатани DLP чипове, което елиминира възможността за попадане на частици прах, които могат да развалят идеалното изображение. По този начин разходите по поддръжката се намаляват, тъй като не е необходимо периодично да се почистват или заменят филтри. Все пак останалите компоненти могат да бъдат засегнати от натрупването на прах, например, прах върху цветното колело може да повлияе на цвета и качеството на изображението. Някои производители, освен препоръките за периодично почистване на въздушните отвори, предприемат допълнителни мерки и запечатват цветния кръг. Mitsubishi са направели подобрения и в дизайна, които намаляват количеството на прах, който може да достигне до лампата.
LCD проектори не са със запечатани панели и възможноста за поява на запрашени места съществува, особено когато не се почистват периодично въздушните филтри, съобразно инструкциите за употреба. Освен това, непочистените филтри могат да се запушат и да се увеличи вътрешната температура, което има отрицателно влияние върху живота на лампата и на LCD панелите. LCD създателите твърдят, че днешните въздушни филтърни системи са по-добри от тези в миналото, и че праховото замърсяване е много необичайно, ако филтрите се почистват и се заменят според инструкциите за поддръжка. - Трептене. Във всеки един момент, всяко огледало при DLP проекторите е в една от две възможни позии, които отговарят на черен и бял пиксел. Поради това, начинът, по който DLP чипа пресъздава сив цвят е да се обръщат огледалата достатъчно бързо, което може да доведе до видима нестабилност предимно в тъмните зони.
Трептенето не се среща при LCD проекторите, тъй като течните кристали, подобно на щорите на прозореца могат да бъдат и в междинни позиции, за да се постигне желания сив цвят. - По-ниска наситеност и яркост на цветовете. Когато цветното колело е с бял сегмент, светоотделянето на проектора се увеличава драстично и по тази причина повечето бизнес DLP проектори са с бели сегменти в колелото. От друга страна, повечето DLP проектори за домашно кино нямат бели сегменти, защото те могат да компрометират наситеността на цветовете и общия баланс на изображението. С други думи, при DLP проекторите с бял сегмент, ако при измерване получите 2000 лумена бял светлинен интензитет, това няма да означава и 2000 лумена цветови светлинен интензитет. Той изостава в някои случаи с повече от 50%. Обикновено в документацията са указани ANSI Lumens, което няма да ви даде ясна представа как проекторът пресъздава цветовете. Как се измерват бял и цветови светлинен интензитет (Фигура 11)?
Яркост (Brightness, бял светлинен интензитет) е параметър, показващ яркостта на изображението, което е в състояние да възпроизведе даден проектор, а единицата за измерване е лумен. First the projector is set up to display an image in a room at a temperature of 25 degrees celsius.За да могат да се сравняват различните проектори, за измерване на този параметър се използва стандартизирана процедура, създадена от American National Standards Institute (ANSI). Методиката за измерване на ANSI лумени е определена в IT7.215 документ, който е създаден през 1992 година.
ANSI Lumen = (L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7+L8+L9)/9 * площта на екрана в квадратни метри, където:
Екран с еталонно покритие се разделя на 9 еднакви правоъгълника (3х3) и върху него се прожектира изцяло бяло изображение. Измерва се осветеността в Lux в центъра на всеки един от правоъгълниците, намира се средноаритметичната стойност за деветте правоъгълника и се умножава по повърхността в м(2) на екрана.
Цветови светлинен интензитет – новата мерна единица за яркост на прожекционните апарати. Измерва качеството на възпроизвежданите от прожекционния апарат цветове. Той осигурява лесен и разбирам начин за измерване и оценка на цветовите показатели на прожекционните апарати. Цветовият светлинен интензитет използва 3 набора от 9-точкови мрежи за измерване на основните цветове – червен, зелен и син, като се използва същия подход, използван за измерване на бялата светлина в лумени.
Фигура 11 Измерване на бял и цветови светлинен интензитет
Фигури 12 и 13 са реални снимки на изображенията, получени при тестване на два сходни по характеристики и цени проектора (SVGA, 2200 лумена).
Фигурa 12
Фигурa 13
Това е един показател, при който LCD има ясно предимство пред DLP. Не е изненадващо, че Epson и Sony вече са започнали да публикуват тази характеристика, а производителите на DLP не. Въпреки, че BrilliantColor повишава яркостта на изображението, той може съществено да намали наситеността на цветовете в този процес.
Странното е, че на някои модели DLP с бели сегменти в колелото, ние виждаме богати, ярки цветове. Причините за това са: добра конфигурацията на цветните сегменти на колелото и ефекта на контраста, присъщо предимство на DLP. Публикуването на цвятовата яркост би било интересно и със сигурност ще привлече вниманието към една забележителна разликата между LCD и DLP, но това не е фаталната характеристика, която би насочила купувача кой модел да си купи.
Повече за белия и цветовия светлинен интензитет можете да прочетете тук.
Повече за DLP технологията може да видите тук.
LCD (Liquid Crystal Display)
Светлината, излъчена от лампата, се разделя на червен, син и зелен лъч от система неподвижни дихроични огледала(DychroicMirror). Всеки лъч минава през LCD панел, който създава полутонове на съответния цвят. Едноцветните изображения се смесват в призма за получаване на пълноцветен образ, който се прожектира върху екрана през система от лещи. 3LCD прожекторът няма движещи се части в системата за управление на цветовете и прожектира пълноцветни изображения с плавно преливане на цветовете (Фигура 14).
Фигура 14 Схема на LCD проектор
Течните кристали, от които е изграден всеки панел, са молекули, които пречупват светлината в резултат на електирческия ток, на който са подложени. Всеки кристал действа като затвор на фотоапарат, който пуска или не светлината. Поредицата от моменти на прозрачност (пускане на светлината) и пълен мрак образува изображението.
Комбинацията от различните нюанси на червената, синята и зелена светлина създава огромен брой цветове. Ако всеки един червен, син и зелен пиксел може да създава по 256 нюанса, то комбинацията от тези нюанси ще доведе до 16.8 милиона цвята. 256 х 256 х 256 = 16 800 000 цвята.
Предимства на LCD проекторите
- Естествени изображения. 3LCD прожекторите могат да прожектират много голям диапазон от цветове. Плавното движение на микроскопичните течни кристали в LCD панелите позволяват естествена смяна на цветовете, особено в тъмните части на изображението. Обратно, поради ограничения в броя на възможните тъмни нюанси, много 1-чипови DLP прожектори не могат точно да възпроизведат фина смяна на цветовете, като резултатът е визуално изкривяване на изображението наречено "Dither Noise". Това въобще не е проблем при 3LCD прожекторите.
- Не затруднява очите. 3LCD прожекторите възпроизвеждат изображения, които са лесни за възприемане от очите. При тези изображения няма разбиване на цветовете (т.нар. ефект на дъгата), който може се наблюдава при 1-чипови DLP прожектори. "Ефекта на дъгата" е резултат от технологията за последователно прожектиране на цветовете и може да бъде неприятен за зрителите.
- Плавно преливане. 3LCD прожекторите използват три отделни панела с течни кристали - червен, зелен и син - за формиране на непрекъснато изображение, което съдържа всички цветове. Това означава, че дори при видео прожекция с внезапни бързи движения промените в изображението ще стават плавно. Обратно, при такава прожекция с 1-чипов DLP прожектор, зрителите може да забележат многобройни линии или размазани изображения при видео прожекция с внезапни бързи движения.
- По-добро съотношение цена / производителност в продуктите за домашно кино. Освен това, те обикновено са натоварени с допълнителни функции, които не се появяват в DLP моделите в същия ценови диапазон. Няма подобна разлика в цените на продуктите, създадени за мобилни презентации и работа в конферентна зала. Една от причините е, че в тях могат да се използват по-евтини колела с 2x скорост. По-висок контраст в проекторите за домашно кино. Много LCD проектори за домашно кино са постигнали по-дълбоки нива на черното, отколкото DLP моделите. Това е специален случай, в който се използват неорганични LCD панели и автоматичен ирис. Неорганични панели са по-скъпи за производство, така че те не се използват в по-евтини бизнес проектори. За да се постигне по-висок контраст, течния кристал в неактивна позиция е затворен (т.е. черен) и е необходимо напрежение за да го отворите.
- По-голяма стабилност на изображението, без трептене. Голяма гъвкавост при инсталацията на проектори за домашно кино, благодарение на вертикалното и хоризонтално отместване на обектива. Това ги прави лесни за инсталиране почти навсякъде, в сравнение с DLP проекторите.
- По-добра ефективност и използване на по-малко енергия. В по-голямата част LCD проекторите използват по-ниска мощност за производство на същата яркост на изображението, т.е. има видима разлика в консумацията на енергия.
- По-голяма наситеност и яркост на цветовете.
Основни недостатъци
- Възможна пикселизация.
- Влошаване на качеството на изображението с течение на времето и неизвестната продължителност на живота на LCD панелите. Обикновено не съществува влошаване на качеството на изображението на DLP проекторите, когато се използват за дълъг период от време. LCD панелите могат да влошат качствата си с течение на времето, което води до промени в цвета, неравномерност на осветяването, както и намаляване на контраста. Единственият начин да се поправи повреден панел е да се замени, като разходите са същите, като при закупуване на нов проектор. Няма данни по този въпрос, като LCD производителите твърдят, че може да се стигне до евентуално влошаване, но това би се случило след период от време, когато проекторът ще бъде извън практическия живот на продукта. Смята се, че LCD панелите имат продължителност на живота в диапазона от 4000 до 10 000 часа, като продължителността на живота е в зависимост от яркоста. Моделите за домашно кино, които са с по-ниска яркост би трябвало да имат по-голяма продължителност на живота на панелите. Въвеждането на неорганични LCD панели е важен напредък, тъй като на теория, те не трябва да се подчиняват на същите модели деградация като биологичните LCD.
Повече за LCD технологията може да видите тук.