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數字光源管理:投影機效果的“魔術師”

來源:數字音視工程網        編輯:胡燕    2017-06-27 14:04:50     加入收藏

激光光、LED光源和HLD光源投影機的日益普及,投影產品已經進入固態光源時代。而激光和LED技術的半導體、數字化性質,決定了光源管理也在進入“數字化”時期。即以全壽命內,包括亮度、對比度、色彩在內的高度一致性為目標,光源技術正在從發光為主向“管光”為主轉變。

  隨著激光光源、LED光源和HLD光源投影機的日益普及,投影產品已經進入固態光源時代。而激光和LED技術的半導體、數字化性質,決定了光源管理也在進入“數字化”時期。即以全壽命內,包括亮度、對比度、色彩在內的高度一致性為目標,光源技術正在從發光為主向“管光”為主轉變。

  多原色光源的擔憂,數字光源管理的引發點

  在全球范圍內,最具有經濟性的固態光源投影產品是什么?答案莫過于“混合光源技術”了。因為兼具有LED和激光的產業鏈支撐和技術特點,在高亮度投影上目前只有混合光源能做到“較為經濟合理”的價格。這是卡西歐松下、東方中原看好這一技術的原因。

  但是,在很多消費者看來,混合光源存在原罪:即LED燈珠與激光LD燈珠的衰老曲線不同。也就是,如果對光源的每一個部分不加以“全壽命期的管理”,則在不同的壽命階段,光源會呈現出完全不同的色彩偏好(即原色衰減的不一致問題)——這可不是一個好事情。

  當然,“原色衰減的不一致問題”不是混合光源的獨有問題。在三原色LED光源、雙色激光光源中也有類似問題:把不同原色,即不同技術的半導體發光器件,完全做成衰減曲線一致的產品,那是不可能的。事實上,即便都是藍色激光器燈珠,不同個體之間的衰減差異也是存在的。

  不僅如此,即便是汞燈、氙氣燈等傳統光源產品,在亮度降低的過程中,紅綠藍三原色波段的衰減也并非完全一致。同理,熒光粉、濾光片、甚至三片式投影系統的三個光閥(每個光閥承載的能量密度不同、熱損傷不同),光閥上的每一個像素點,都存在隨著時間的變化,性能出現距離初始狀態不一致的差異的現象。

  投影機以上的問題,也并不是“獨家”。等離子電視的燒屏問題,本質也是“衰減不一致”。燒屏在液晶電視上也存在,只不過更為輕微。但是,在OLED顯示上,燒屏要比液晶嚴重一些。且OLED顯示也存在更多的三原色衰減不同步的問題。

  所以,由此問題質疑混合光源的可靠性,是不能成立。更何況我們有足夠多的技術來克服這個問題。

  光源高冗余與數字化管理

  對LED光源微投產品比較熟悉的業內人士都有一個印象:早期,很多LED光源微型投影機都敢號稱10萬小時的壽命。而現在,普遍標稱的壽命是20000到30000小時。

  這個數據背后的有什么秘密呢?答案在于,早期的10萬小時的壽命,主要參考傳統汞燈產品以50%亮度損失為限的結果。而現在,固態光源領域,大家更傾向于以80%亮度損失為限度,標定產品壽命。

  汞燈之所以采用50%的亮度限制,做壽命統計,有兩個原因。一方面是汞燈的壽命比較短。如果80%亮度就扔掉,那么就老得換燈泡了。第二則是,汞燈在色溫和色彩分布上的衰減比較均衡。而LED光源在這方面的變化比較大。

  對于標稱20000小時壽命,LED和激光光源得到了一個附加的好處:即在壽命期內,基本可以通過電路調節,保持產品的“性能恒定”。亦,這個壽命數據,和80%的亮度衰減,圈定的可用范圍是一個“高性能冗余”范圍。依靠保持了更多的性能余量,投影產品在全壽命的亮度、色彩和對比度表現上更為一致。(也就是說,汞燈和激光、LED比,其壽命含義差距很大。)

  除此之外,LED和激光器都是數字化的光源,是可以進行數字化管理的產品——這是與汞燈產品的最大差別。這種數字化管理的核心包括:防止過熱的安全保護、燈珠亮度一致性調整、原色一致性調整,投影系統其他方面非均衡老化的光源端色溫和色彩一致性補償。這些技術融合了多種傳感器感知系統、主動菜單調試系統、預建參數模型的曲線調整系統,通過對電源管理、媒體信號處理管理、光閥工況管理等整合,實現產品全壽命的“效能”一致性。

  或者說,有了高冗余和數字化管理,固態光源實現的不僅僅是高壽命,而且也做到了“壽命期內‘固化’產品性能表現”。也正因為這些技術的存在,讓混合光源能夠融合激光和LED的優勢,卻避免非均衡老化的劣勢;更讓激光的多光珠矩陣、RGB三原色固態光源系統能“始終如一的美”。

  好投影,不僅僅是硬件技術

  現在,投影行業的代工產品很多。那么,一個問題就來了:同一個工廠、同一個流水線下來的同一類產品,品牌不同,他們的性能是否一樣呢?

  這個問題的答案,可以由光源管理這個投影技術來回答。整體上,光源管理,除了需要有硬件基礎,比如可線性調節的電源系統外,還需要有很好的“軟件能力”、“數據分析能力”。即,好投影不僅僅是硬件技術和指標的疊加,也是軟件和數據能力的體現。前者可以無限模仿,比如每個產品的配件,包括螺絲釘都采用同樣規格;但是,后者卻受到企業保密和知識產權保護的影響,決定了不同品牌產品的品質差異(即便他們來自同一條流水線)。

  事實上,無論是激光投影機,還是傳統的汞燈投影機,品牌廠商半數的技術性知識產權都與軟件有關系。這些軟件關乎視頻信號的處理、色彩的調教、硬件長期運行的管理。未來,隨著HDR技術的普及,機內更多智能傳感器的應用,智能功能的不斷集成,投影機產品在軟件系統上的“作為空間”會更加巨大。甚至不排除一臺機器升級一下軟件系統,產品體驗和效果就升級一個檔次的可能。

  當然,好的產品軟件系統,必須建立在長期的市場經驗之上。這就是很多消費者所講的,畫面是否表現“生澀”的問題。長期的大品牌,積累了更多的用戶數據、研究成果和產品經驗,自然能夠在產品表現上,調教的“恰到好處”。

  還有另一些顯示設備的玩家,很喜歡自己深度調整投影機、電視機的“工程菜單”——因為,每個人的效果喜好也有不同。依照自己的偏好,深度設置產品的“工程菜單”,無疑是一種高級玩法。也是體現玩家專業度、專業高端產品可玩性的獨特領域。

  總之,固態光源的普及,讓軟件技術在光源領域更能有所作為。數字光源管理技術,作為伴隨固態光源時代而到來的投影科技,將改變人們對光源的傳統認識:好的光源不僅是亮度高、壽命長,更包括色彩準和全壽命效果高度可控、一致。甚至,還可以為深度玩家留出眾多“訂制化特色效果傾向”的空間。

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