VRR+亚毫秒级显示延迟，TI 新一代DLP控制器或改变投影生态_ZNDS问答

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1987 年，由 Dr. Larry 博士在德州仪器中央实验室发明的 DLP 芯片，引领了技术的新发展。在过去的三十余年间，DLP 技术持续不断地进行创新与突破，旨在通过高度灵活的光学控制元件，精准解决客户面临的各类挑战与市场技术难题，从而推动显示与光控产品的多样化发展。 1999 年上映的《星球大战 1：幽灵的威胁》首次采用了 DLP Cinema®，这一历史性的时刻至今已整整 25 年。今天，全球 90% 的数字影院均采用 DLP 放映技术，这一数据无疑是对该技术潜力的最佳注解。

图 | DLP技术发展历程，来源：德州仪器，Michael Yada / ©A.M.P.A.S.

从最初的商用投影设备，到如今广泛应用于影院、汽车抬头显示系统，乃至新兴的无屏电视、智能投影、激光电视等领域。以观影和游戏为例，以前大多消费者会倾向于选择大屏液晶电视，而投影仪则因技术上的局限，如刷新率不足、时延等问题，相对较少受到青睐。话说回来，尽管投影仪的市场增速不如大家想象得这么快，但在家庭市场中依旧呈现出了逐步渗透的趋势。根据IDC在《中国投影机市场跟踪报告，2023年第四季度》中的预测数据，至2028年中国投影机市场出货量有望超过930万台，五年复合增长率仍将达到14%。那么，到底是什么在引领游戏与家庭观影市场向投影仪倾斜？德州仪器 DLP 显示产品部门产品线经理Seema Deshpande 认为：“这主要得益于技术的不断突破，投影仪已能媲美大屏电视及专业游戏显示器的性能表现。相比固定式大屏电视，既没有画面变形，又没有视觉颗粒感，同时其独特的灵活性与便携性打破了屏幕尺寸限制，允许用户根据安装位置与室内环境自由调整投影尺寸。” 提到DLP技术的进步，我们看到近期德州仪器又推出了新一代显示控制器DLPC8445，尺寸仅为 9mm × 9mm，也就是原来的 1/10，相当于一支铅笔橡皮擦的宽度，是目前其同类产品中尺寸更小的一款产品，同时能够以超低延迟提供100 英寸或更大的对角线显示，而且图像质量生动逼真，可适配超小型、高速且低功耗的 4K 超高清 (UHD) 投影仪。

图 | DLPC8445尺寸更小，速度更快，来源：德州仪器

除了尺寸小以外，DLPC8445还首次搭载了可变刷新率技术 (VRR)，这对于游戏来说非常重要，面对不同游戏设备间刷新率的差异，VRR 技术能够智能调节，让投影画面与游戏设备的帧率保持同步，从而有效避免帧率不匹配所导致的画面延迟、撕裂与卡顿现象，进一步提升游戏体验。关于可变刷新率技术在更多应用场景中的作用，Seema Deshpande举例道：“以高速骑行场景中的紧急刹车为例，我们的驱动必须迅速捕捉并精准呈现这一动态变化，这对 DLPC8445 的缓存架构及算法处理能力提出了极高的挑战。而可变刷新率 (VRR) 技术的引入解决了外接设备多样化刷新率需求下的同步难题，无论输入设备的刷新率如何波动，DLPC8445 都能凭借其创新的缓存架构与算法优化，实现刷新率的即时匹配与同步，为用户带来无缝、几乎零时延的视觉享受。这一特性不仅在游戏与观影领域大放异彩，更有望在未来高速光学控制的工业应用中展现其独特优势。”

图 | 60Hz-240Hz 显示帧速率范围内的运动模糊比较，来源：德州仪器

据悉，DLPC8445 凭借亚毫秒级的显示时延，结合超过 240Hz 的高帧率刷新能力，保障了游戏过程的流畅无阻与即时反馈，让玩家的操作得到即时的视觉回馈。那什么是亚毫秒级的显示时延呢？显示延迟是指接收到新帧后显示器更新所需的时间，这一指标在高性能游戏中极其重要。无论是游戏玩家在赛车游戏中需要精确实时制动，还是在动作游戏中需要完成一系列精确的跳跃动作，玩家都希望能够相对于控制器的输入做出尽可能快的显示反应。显示延迟的测量方法通常是将光电探测器连接到计算机并放置在屏幕上来检测显示的光输出变化，小于 20ms 的延迟被认为是游戏中可接受的值（这种情况下假定从用户输入到显示的系统延迟极小）。虽然更高的刷新率可以实现更低的延迟，但显示画面上更新像素所需的时间还取决于整个数据处理流水线，包括显示控制器的特性和功能。显示控制器的上游图像处理也会影响显示延迟。例如，到目前为止，所有以前的 DLP 显示控制器都使用了双帧缓冲器架构，这增加了一帧延迟。而德州仪器本次推出的DLPC8445 DLP 显示控制器使用了全新的帧缓冲器架构，可显著降低显示延迟。再结合数字微镜器件 (DMD) 的快速开关功能，在新帧数据进入的图像角落进行测量的情况下，DLPC8445 可以使显示延迟小于 1ms。下面简单介绍一下该DLP 芯片组的参考设计情况，如下图所示，由高反光率的数字微镜所组成的DLP472TP是整个系统的核心；而DLPC8445 驱动控制器就像是该系统的大脑，实现数据处理与控制，整合图像数据、传感器信息及外围输入，并依据应用环境灵活调整控制策略。该系统的关键在于电源管理与数据处理，DLPC8445 与 DLPA3085 协同保障供电稳定与电压精确，同时提供多种数字视频数据格式。

图 | DLP 芯片组参考设计，来源：德州仪器

整体的处理流程是，嵌入式处理器生成视频流，经 DLPC8445 精细处理后，转换为 DMD 可识别的数据格式，从而构建出高效运作的系统框架。值得一提的是，DLPC8445 驱动器的作用不止于此，它还可以和智能手机、平板电脑移动电子设备做数据接口，通过它专有的移动数据接口来接收它输入的数据，送到 DMD 做显示。

图 | DLP 芯片组示意，来源：德州仪器

关于该芯片组的供货情况，Seema Deshpande透露：“该芯片组包含DLPC8445、DLP472TP、DLPA3085，现已进入预量产阶段，并已在 TI 官网开放购买。”

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