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吴振
| 未知
因为传统投影才是电源爱好者、投影画面爱好者的真正投影工具,现在市场上的智能投影只是为了迎合大众预算而出的玩具罢了。
只有真正追求高画质、高对比度、高色域等等非常影响画面表现效果的用户,才会选择传统光源投影,那为什么传统光源的画质就好呢?明明只是一个发光的物件。
这就涉及到成像投影的成像原理,传统光源投影机的光源只关注一件事,那就是发光,发的光是白光,越白越亮越好,只有色彩成像之类的交给后面的组件去完成,比如通过色轮旋转的DLP技术,就是一种。再往上,价格更高的投影,像JVC、索尼、爱普生都有自己的成像原理。但不变的是什么呢?就是灯泡,只管发白光,其他的不用管,也就是说画质好坏,后面的组件起决定作用。
而LED光源,顾名思义,本身就是通过发三色光来成像,对成彩色图像起关键作用。所以在画质方面很多地方是不如传统投影的。
这其中所涉及的东西比较多,多了解了解相关的原理,就能明白个大概了:
投影技术【重要】
这部分可以说是关于投影机最重要的一部分了,是帮助大家扫盲的一部分,可以试想一下,了解了不同投影机的成像原理后,对造成投影画面的好坏和不同组件的作用就有了更加清晰的认识,甚至可以推断造成当前画面的问题在哪,对投影避坑的帮助很大,希望可以耐心看完,不要忘记点个赞同呀~
首先来概括下市面上所涉及的所有投影技术:
这张图的概括已经很全面了,可以看出,所涉及的投影技术分支还是有很多的,先大致总结下:
- CRT投影技术,是一种已经淘汰的、非常老的一种技术,外形是红、绿、蓝三个灯筒,体型又大又重,调节也很麻烦;
- DLP是当下非常火热的投影技术,其核心部件是DMD,DLP和DMD均来自美国的TI公司,(垄断式,纯纯的躺赚!),因为TI公司把DLP投影技术和DMD芯片,做的已经非常成熟了,且成本相对较低,所以这也是目前非常火热的主要原因;
- 其中,根据DMD芯片的数量可分为单片式、双片式、三片式DLP投影技术,目前在线销售的投影都为单DMD式,双DMD式一般用于大屏拼接投影场景,3DLP投影技术,一般用于高端投影机,可以看我文章开头截的图,都是3DLP投影技术,价格都在几十万;
- LCD投影技术中的3LCD投影技术,主流厂商是爱普生,不过索尼也有生产;爱普生的3LCD投影可以说是占据了投影市场的半壁江山,投影效果非常出色;另一分支式单LCD,也称为单片机,可以通俗理解为:光线照射一块液晶板,然后成像,技术含量低,价格便宜,基本快淘汰了;
- LCOS中的D-ILA和SXRD投影技术,都占据高端投影市场,一个是JVC的,一个是索尼的,具体型号同样可以看我开头的截图说明;
介于篇幅问题,就不针对每个投影技术单独展开介绍了,只介绍当下销量最多的两种,一个是爱普生的3LCD,一个是当下智能投影机采用最多的单DLP投影技术,不过,全部投影技术的详细介绍,都写在另一篇文章了,可以点击查看:
数码心:选购投影机-投影技术详解:CRT、LCD、DLP、LCOS
「DLP投影技术」
介于价格问题,DLP投影技术最为常见的搭配是使用一块DMD芯片,单DLP投影技术,根据使用光源的不同,又可划分为两种,一种是灯泡+单DMD、一种是RGBLED光源+单DMD,当然了,成像原理肯定是两套:
先说灯泡光源(金属卤素灯、高压汞灯、UHP、UHE灯等):
成像原理图
光源发出超高亮度的白光,然后通过高速旋转的色轮,给白光“上色”,照射到DMD芯片,最后反射到幕布成像;其中起主要作用的是色轮,目前市面上的色轮,可分为如下几种:
- 三段色轮,单纯红、绿、蓝三色,最为一般;
- 四段色轮多了透明区域,主要是为了提升亮度,但色彩还原会有所下降,容易图像失真;
- 六段式色轮RGBRGB,就是双红、绿、蓝色,随着转速的提高和色轮颜色的翻倍,可以使得一帧的颜色被重复多次,可以有效减轻彩虹效应,使画面色彩更加丰富,但整体亮度会有所降低;
- 增益色轮,光通道采用特殊的增益技术,可以补偿反射光,使亮度有很大的提高(约40%),但技术难度较高,目前很少有使用;
- 除此之外,还有7段式色轮RGBRGBW,就是在六段式色轮的基础又增加了可以提升亮度的透明区域,用来改善六段式亮度低的问题;
目前市面上比较常见的就是4段式和六段式,都有各自的亮点,四段亮度比较好、六段色彩比较好,所以主要还是看自己的需求,如果是客厅投影,更推荐亮度高些的4段,如果环境光不是很亮,且对画面要求比较高,可以选择六段式;(主要还是以六段式RGBRGB色轮为好)
采用这种灯泡+单DMD+色轮结构的投影机,非常常见,比如明基品牌,旗下投影机很多这种搭配,不同投影场景所采用的技术设计也同,比较有意思,一起来看下:
亮点已标红
看色轮,可以明显看出亮度和画面的差距:
- 家庭影院系列,均采用六段式色轮,所以画面表现都比较出色,有三款投影709色域达到了100%,且价格稍贵的W5700,DCI-P3色域也达到了100%,W2700的95%表现也不错;
- 游戏娱乐系列则大部分采用四段式色轮,主打高亮度,白天的使用效果要更好些,其次,应该是作为补偿,该系列的部分型号,还具备了画面的高刷新率和低延迟功能,对有打游戏需求和看球需求的用户,都是非常实用的功能;
再说RGBLED光源:
成像原理图
极米Z6拆机图,和上面的成像原理图正好对应
成像原理完全不同于灯泡光源,最明显区别的是去掉了色轮的设计;分别采用红绿蓝三基色的LED发光管作为光源,通过电路控制产生色彩,投射到DMD芯片后反射到幕布成像;这种三色混合的结构,理论上色彩表现和对比度、亮度都要更好些,但实际和软件的技术、软件的水平等有密切的联系;
目前市面上的多数智能投影机,都基于这种成像原理,有些品牌,还增加了蓝光通道(RGBB),对色彩、画面和亮度有一定的提高(但也容易出现部分颜色偏色的情况);目前采用这种设计的像,优派旗下的Q10、Q7 Pro、Q7+等智能投影机基本都是;极米旗下中长焦机型也基本都是(极米的激光光源型号才采用了色轮设计)典型的像极米H3S等;
商品详情图:左为优派Q7+,右为优派Q10
「DMD」
有必要特意介绍下DLP投影技术的核心:DMD芯片;
如上图所示,DMD芯片上存在着百万个,比头发丝截面还小的小镜子,这些小镜子其实就是我们平常所说的画面分辨率,一个小镜子就是一个像素点;因此,DMD芯片尺寸越大,可以容纳的小镜子就越多,分辨率也就越高,这就是常说的“底大一级压死人”,不难理解吧,简单整理了一下,不同尺寸的DMD可以容纳的小镜子数量(分辨率)如下(长*宽):
0.23英寸 | 960 * 540 ≈ 52W | 0.33英寸 | 1280 * 720 ≈ 92W | 0.47英寸 | 1920 * 1080 ≈ 210W 1080P | 0.66英寸 | 2716 * 1528 ≈ 415W 2K | 1.38英寸 | 3840 * 2160 ≈ 830W 4K | 每个镜片都有开、关两种状态;开状态下,镜片旋转+12度,可将光线反射到镜头,意为“开”,关状态下,镜片旋转-12度,不可将光线反射到镜头,意为“关”;所有像素开开关关之间,可形成1024级灰度等级,也就是平常说的“灰阶”;
「XPR」
通过前面的DMD部分我们知道,芯片尺寸的大小,严格对应着分辨率,现在市场上单DMD芯片尺寸多数为0.47英寸,也就是说分辨率应该为1080p,但部分品牌的商品详情页,商家宣传的却是4K分辨率,这是怎么回事呢?这就得介绍下TI公司的像素级“移形换影”技术:XPR;
0.66英寸和0.47英寸DLP的XPR技术
- 0.47英寸的DMD,通过XPR技术,可将像素以240Hz的频率,顺时针的往四个方向上水平和垂直的移动像素;
- 0.66英寸的DMD,通过XPR技术,可将像素以120Hz的频率,沿着对角线方向来回移动;
通过XPR技术对像素的快速移动,就像达到了像素数量翻倍的目的,0.47英寸的DMD,单个像素四个方向移动,所以整体像素,感觉翻了四倍;0.66英寸的向两个方向移动,所以整体像素,感觉翻了两倍;最终的整体像素就达到了4K分辨率要求的830万个像素,所以现在明白商家为何会宣传4K分辨率了吧;
针对利用XPR技术实现的4K,也有人习惯称为“抖4K”或“假4K”;介于成本问题,万元及万元以下的都是这种,不要妄想买单DMD原生4K的投影了,不会有,因为价格非常高...且非常不划算,高端4K投影基本采用3DLP设计,价格同样非常高;
还有一点,并不是所有的芯片都支持XPR技术,具体要看芯片的型号,通过TI官网可以查询到;
「3LCD投影技术」
下面在来认识下3LCD投影技术,原理图如下:
图源爱普生官网侵删
(不深入科普,更细致的内容可以点击前面的文章查看)可以简单理解为灯泡发出强白光,经系列光学器件将其分解为红、绿、蓝三色(主要通过二向色镜分解),而后三色光被分别投射到三块LCD液晶面板上,最后通过棱镜再聚合成全彩色图像最终投影到屏幕;
纵观整个成像原理,其中最为核心的组件就是上图左边的三块LCD液晶板,当然和普通液晶板是不同的,和手机、电视、屏幕等显示设备用的的液晶板是不一样的,这是一种可以耐高温的高温多晶硅,简称HTPS;
不同于DMD的反射光结构,HTPS采用光线穿透式,光线穿过HTPS时,HTPS中的液晶就起到了控制光线开关的作用,三块红、绿、蓝HTPS板互相配合,最终成像。(液晶材质之所以能成为控制光线的开关,在于这种液态晶体所具备的电-光效应)
优点:
- 得益于3LCD投影机的成像原理:三色各自独立的LCD面板,方便调节各自的颜色通道的亮度和对比度,因此投影效果非常出色,可以还原出非常逼真的色彩;
- 3LCD投影机的光效率也要高于DLP投影机,相同的瓦数下的光源,LCD投影机可有更高的ANSI流明输出;
- 3LCD投影机不会出现DLP的彩虹现象;
缺点:
- 同样受制于液晶分子的短板:液晶分子受磁场的影响,偏转需要一定的时间,存在滞后性,因此画面会有拖尾的情况。
- 同时,因为是光线穿透液晶芯片式投影,所以很难做到100%阻断光线,也就导致了画面对比度不高,黑位(暗部细节)表现一般,并不能感受到真正的黑;(爱普生有动态光圈技术来提升动态对比度,优化这个问题)
- 第三个缺点是存在画面像素感,尤其体现在低分辨率画面,如SVGA(800×600)可以清楚的看到像素格子。不过随着HTPS的更新迭代,画面感已经基本缩小到和DLP画面无差距的状态,可以看下对比图:
像素感已经明显缩小了很多,随着后续技术的进步,三片LCD和DLP在画面像素观感上,已经近似一样了
且开口率也越来越高:
开口率指除去每一个次像素的配线部、晶体管部后的光线通过部分的面积和每一个次像素整体的面积之间的比例。开口率越高,光线通过的效率越高。
「4K 增强技术」
和XPR技术类似,爱普生使用的是一种“4K 增强技术”,可以在屏幕上获得超1080p的分辨率;要注意哦,3LCD的分辨率和芯片的尺寸大小是没关系的,芯片越大,只能说明透光率和画面效果更好,而和分辨率无关;这点我单独找官方客服求证过;
使用爱普生的 4K 增强技术,您可以在屏幕上获得超过 1080p 的分辨率,但“400 万像素”是“真实”4K 图像的一半(3,840x2,160=8,294,400)。
或者自己也可以验证:爱普生5700T和爱普生7000的芯片尺寸都为0.61英寸,但分辨率却一个为1080p,一个为4K;当我求证客服是如何做到的,只能得知,是通过移动液晶板的方式,来完成画面上像素的增加,但他们也承认,没有应用该技术的投影分辨率就只是1080p;
只要标称了4K PRO-UHD,就说明最终画面的分辨率达到了400万像素,否则就是普通的1080
因此,爱普生使用三个 1,920x1,080 LCD 芯片,每种颜色一个,然后稍微偏移每个像素,使其在屏幕上显示为不同的像素。这完成得非常快,所以在我们看来,它就只是一张更高分辨率的图像。但当我深入问他们是通过何种技术实现时,他们不会说。
「e-shift」
JVC品牌用的投影技术为D-ILA,和3LCD很类似,D-ILA为了达到4K分辨率使用的是e-shift技术:
JVC 的 e-shift4,它使用 1080p D-ILA 芯片通过光学元件对角移动以在屏幕上创建额外的像素。
感觉爱普生的4K增强和e-shift的原理应该大致一样,只是一个公开了,一个没公开,一个有名字,一个没名字罢了;
「抖4K效果对比」
既然液晶板基本都是从1080p直接到4K,而DLP则还有从2K抖到4K的可能,各自的具体效果可以参考下图:
- 第一张:原生1080P。
- 第二张:e-shift技术,抖4K效果;
- 第三张:XPR技术,抖4K效果。
- 第四张:原生4K图像。
结论:
- 不论怎么抖,只要是抖4K,效果就比原生1080p好;
- 0.66英寸的XPR技术,从2K抖到4K的效果,比e-shift技术从1080p抖到4K的效果要好;
1.4:伪4K/真4K/原生4K,看懂商家的宣传方式
大家找4K投影时,内心的潜意识想法,其实是奔着原生4K标准去的,但我可以明确告诉大家,几万元左右的家用投影机,就根本没有原生4K,而商家宣传的真4K,是指通过软件技术,使画面分辨率达到了4K要求的830万个像素数量,但实际的硬件能力还是1080p,搞不清楚这点,就会有种被欺骗的感觉;我们把分辨率分为以下三种情况:
- 伪4K:屏幕显示像素达不到830万像素(一般为410万像素)宣称4K效果;
- 真4K:投影屏幕上显示有830万像素, 即3840*2160像素(来自消费者技术协会CTA的规定);
- 原生4K: 面板、芯片或镜像上真实存在830万像素,相应的投影屏幕上也有830万像素;
回答几个常见的问题:
真4K怎么实现?
通过前面提到的XPR技术实现。
原生4K和真4K有什么区别?
视觉有明显差距,看上面的对比图即可;
价格:原生4K投影价格最低也要10W左右,真4K则不同,千元左右就可以买到,后者更适合普通大众;
伪4K和真4K有什么区别?
真4K满足CTA消费者协会规定的 “屏幕上有830万个像素” 的标准,反之不满足该标准的都是伪4K。
所以,放宽心态,买个1080p的真4K投影才是普通大众的选择;
<hr/>「传统投影仪」
优点:
这类投影机的光源采用灯泡光源(下面会单独进行介绍),可以很轻松就达到较高的亮度,所以,白天受环境光的影响就比较小,不容易出现画面泛白的情况。客厅用户可以优先考虑这类光源的投影机;
早期的投影仪市场普遍都为该类投影仪,时至今日,仍然还比较出名的品牌有:爱普生、JVC、索尼、明基、优派等,都是老牌大厂了。
在投影领域中,顶级地位的投影,比如专业发烧友选择的型号、或是商用、工程用、亦或是电影院用的投影,都可以统称为传统投影机,但光源不单是灯泡光源了,顶级投影一般采用激光光源更多一些;当然了,这类投影最显著的特点是就是价格非常贵:
巴可的单DLP还有标价格,3DLP价格就得面议了,科视的Griffyn同样也是3DLP,同样价格也很高
最适合家庭影院用的JVC,N系列;除了上面的N98和N80,N11更是达到了18W,非常高的对比度,能体验到什么才是真正的黑!
索尼的4K(VW)系列和1080p(HW)系列,价格相对上面的要便宜些,1080p的在3W以下,4K得3W起步,激光光源的话会更贵,多数烧友会在VW和HW中选择
缺点:
1,投影繁琐
这类投影机一般不具备智能系统,需要借助电视机顶盒、电脑等外部设备投影;上面介绍的顶级投影,都是单纯投影功能,除了具备简单变焦功能和有关画面的功能外,没有其他花里胡哨的功能;
但价格来到万元左右,考虑到多数用户的需求,基本都会内置智能系统,这点与光源无光,比如爱普生、明基、优派等以采用灯泡光源为主的传统投影机(爱普生5700T、7000、EF12,明基W1130等),也都内置了智能系统,高亮+智能系统,整体的性价比就更高了;
2,价格更贵、价格上限更高
除了上面的顶级投影外,万元左右的,也是以传统投影机为主,像国产的智能微投品牌,基本都在万元以下,主要分布在2000、5000、7000-8000价格段;万元及以上价格段,无论是型号数量还是画面效果都不如爱普生、明基这类;
3,可能需要更换灯泡
传统投影机多采用灯泡,虽然高亮,但“半衰期”短,需要定时更换灯泡(其实厂家对灯泡位置的设计很合理,换灯泡其实很简单);
<hr/>投影机的分类
「智能投影仪」
优点:
内置智能系统,智能化功能比较多,使用起来比较人性化,除了第一次开机,需要对画面进行梯形校正外,基本是开机即可投影,对于经常需要移动位置投影的用户来说,这些投影普遍都有“自动对焦”和“自动梯形校正”功能,基本是开机就自动调节为方正画面,还是非常不错的;极米家的“智能避障”功能使用感也不错,自动识别墙面的障碍物,然后自动调节为小画面;
价格也要比传统投影机低很多,比如极米的高端型号是RS Pro2,才8000多;
缺点:
LED光源的亮度不如灯泡亮,且智能投影机采用DLP投影技术的比较多,画面不如3LCD投影技术好,不过DLP也有好的有坏的,和色轮、芯片大小、软件技术、软件水平等都有关系,得具体型号,具体分析,
「激光投影机」
激光投影机指采用激光光源的投影机,作为目前新兴和未来非常有发展潜力的光源,使用方案一般分两种:一种是纯三色激光,比如开头介绍的巴可、科视等都采用三色激光光源,但技术难度和价格都很高,一般顶端投影机才会使用;
另一种是单蓝色激光,配合黄色荧光粉+色轮的方案,最终产生红绿蓝三色,但容易出现画面偏色的情况;但价格要比三色激光便宜很多,低价位的投影,比如当贝X3、米家激光、极米rs pro2都采用这种方式;
另外,还有一类投影设备,光源都采用激光光源:激光电视;
激光电视:
除了光源为激光光源外,还具备超短焦的特点,投射比基本都在0.23:1左右(投百寸画面只要24公分即可),基本是贴墙投影!正是因为超短焦的特点,所以幕布一般搭配抗光幕或价格更高的菲涅尔幕布、黑栅幕布,幕布纹路和激光电视照出的光线是对应的,有兴趣可以看我的幕布文章,普通的家用幕布一般不适合激光电视,效果一般;
优点:
激光光源具有亮度高和使用寿命长的优点;
缺点:
总体来看,采用激光光源的投影设备价格还是比较高的,激光电视也例外,价格都在万元以上;低价的单色激光还存在画面偏色的情况;
光源
不难发现,前面介绍的三类投影,其主要划分依据还是光源,再来详细介绍下这三种光源:
- 灯泡:一般有三种选择:金属卤素灯、UHP(Ultra-High Performance,超高性能)灯和UHE灯;卤素灯价格比较便宜,但发热较为严重,半衰期短(半衰期是指灯的亮度下降到设计亮度一半时所用的时间),所以,现在一般会选后两种:UHP和UHE灯,也被称为冷光源,相比卤素灯发热量要小很多,寿命相比LED光源要短,但亮度较高,很轻松就可以达到3000ANSI流明;
- LED:LED光源使用寿命长(一般在2W-3W小时),也比较省电,仅接近白炽灯的10%。价格也不算高,属于中等价位。 但短板是亮度不足。低价位的智能投影仪,比如1000ANSI流明左右的,白天基本不能用,只能晚上勉强使用;
- 激光:激光光源是利用激发态粒子在受辐射作用下导致发光的光源。优点是亮度高、色彩好、能耗低、寿命长、体积小。可以说吸收上面两种光源的优点又改善了各自的缺点,但价格比较贵。
简单归纳下:
| LED | 高压汞灯泡 | 激光 | 亮度(ANSI流明) | 低:1500以下 | 高:3000以上 | 高:2000以上 | 寿命(小时) | 2W | 3000-5000 | 长 | 因此,LED更适合暗一点的场景使用,比如卧室、宿舍、出租屋等;高压汞灯更适合客厅等明亮场景使用;激光光源适合高预算用户使用;
<hr/>各类型投影推荐:
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2,各价格全系列投影推荐和整理
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3,不同使用需求投影推荐
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4,不同类型投影选购推荐
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5,投影附属品选购推荐
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