家庭影院投影机的核心都有两个要素:成像技术和光源。两者的交互方式是这样的,要充分了解您对光源的选择,您还必须了解一些与之配对的成像技术,以及成像技术的一般工作原理。因此,在我们了解当今最常见的投影机光源(灯泡、激光和 LED),以及哪种光源可能最适合您的需求之前,让我们先从成像开始。

  所有彩色显示器,包括投影仪,都是围绕人类视觉系统如何感知颜色的核心观察构建的。也就是说,如果你使用光,你只需要三种原色——红色、绿色和蓝色——就能产生人眼可以看到的每一种颜色。你只需要将这三种原色按正确的比例混合即可。或者至少这是它的本质。 www.hdav.com.cn

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  加色的概念允许红色、绿色和蓝色三种原色混合在一起(人眼能够感知),以产生所有其他可见颜色,包括白色和二次色品红、青色和黄色。 转自www.laowoniu.com

  准确地说,您可以产生的色域取决于您开始选择的红色、绿色和蓝色,如果起点不允许您创建每种可能的颜色,您可以通过添加更多颜色来扩展色域,如黄色、青色和品红色。我们现在只使用简化版本的红色、绿色和蓝色,因为大多数显示器都是这样做的。但请记住,有些会添加其他颜色,我们稍后会介绍。 转自www.laowoniu.com

  创建颜色

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  如果你启动一个白色背景的Windows或Mac程序,并使用8倍珠宝商放大镜近距离观察你的台式机或笔记本电脑屏幕,你不会看到白色。你会看到一系列重复的红色、绿色和蓝色矩形,称之为点。每组红色、绿色和蓝色点都是图像中的一个像素。当你离屏幕太远,眼睛无法分辨单个的点时,它会将三种颜色整合成你看到的颜色,在这种情况下是白色。改变一种或多种原色的强度,你会看到其他颜色的组合。例如,关闭蓝点,你的眼睛将看到红色和绿色的组合为黄色。你可能会认为这是欺骗你的眼睛看到一种不存在的颜色。然而,这只是我们在现实世界物体中看到不同颜色的一种变化。 www.hdav.com.cn

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  数字视频显示器,例如这个LCD屏幕,具有由可单独寻址的红色、绿色和蓝色子像素组成的像素,允许混合原色以产生任何颜色,包括白色。当你从远处看时,你的眼睛会把它们融合在一起。黑色是关闭像素时产生的光线缺失。

  这种方法——将三原色的小点同时放在屏幕上,让你的眼睛在空间上整合颜色——也是带有三个成像芯片的投影仪的工作方式,这一组包括大多数使用LCD或LCoS成像芯片的型号,以及少数使用DLP芯片的非常昂贵的型号。还有掌上型和袖珍激光投影仪通过这种方式产生颜色,将红色、绿色和蓝色激光直接对准屏幕,逐点绘制图像。

  时间与空间

  从三原色创建颜色的另一种方法是按顺序分别显示整个图像的红色、绿色和蓝色元素。如果你以足够快的速度反复旋转序列,你的眼睛会随着时间的推移整合颜色。这就是单芯片投影仪的工作原理,包括绝大多数DLP型号。

  顺序颜色的潜在问题是,如果投影仪在颜色序列中旋转得太慢,比如詹姆斯•邦德穿着燕尾服和白色衬衫快速穿过房间的场景中,衬衫上的红、绿、蓝元素可能会落在视网膜的不同部位。然后,你看到的不是白色,而是一串红色、绿色和蓝色,也就是众所周知的彩虹伪影。一些人比其他人更容易看到这些,而一些投影仪往往更容易显示它们。这让我们想到了光源。

  单芯片投影仪中彩虹伪像的经验法则是,较大比例的激光投影仪比带led的投影仪更好地避免了彩虹伪影,较大比例的带led的投影仪比带灯的投影仪更好地避免了彩虹伪影。这并不意味着所有激光投影仪显示的彩虹伪影一定比所有灯泡投影仪都少,但这确实意味着,如果你很容易看到这些伪影,并认为它们很烦人,那么找到一个你舒适观看的单芯片激光投影仪比单芯片灯泡投影仪更容易。尽管如此,大多数主要的单芯片投影仪制造商近年来在最大限度地减少彩虹的可能性方面取得了进展,尽管我们通常的警告总是适用的:如果你对看到这些东西很敏感,或者担心你可能会这样,最好从接受退货或退货的零售商那里购买。

  撇开彩虹因素不谈,围绕单芯片和顺序颜色构建的投影仪也有一些优势。例如,它们几乎总是比使用三个芯片的同等投影仪更小、更轻。这就是为什么大多数掌上型和袖珍型投影仪使用单一成像芯片的原因之一,即使是LCD和LCoS型号也是如此。

  白色亮度和色彩亮度

  单芯片投影仪也往往比同等额定亮度的三芯片投影仪便宜。但亮度的问题并不像你想象的那样简单,因为白色亮度和色彩亮度之间存在差异。

  简而言之,白色亮度是指投影仪流明额定值,除非另有说明,它使用100%的白色图像测量亮度。色彩亮度分别测量100%红色、100%绿色和100%蓝色图像的亮度,然后将三个测量值加在一起。

  由于三芯片投影仪通过红色、绿色和蓝点的组合来产生白色,因此白色的最大亮度与分别测量的红色、绿色和蓝色的最大亮度的总和相同。对于单芯片投影仪来说,情况并不总是如此,它有时会添加白色或其他颜色来提高白色亮度--这是我们稍后会回到的主题。这里的重点是,与更昂贵的三芯片投影仪提供相同白色亮度的更便宜的单芯片投影仪可能具有更低的彩色亮度。

  这种差异可以使单芯片设计在商业或教育用途中具有优势,因为它可以与更昂贵的三芯片投影仪的亮度相匹配,用于白色背景的图像,如电子表格和文字处理文档。但是,如果单芯片投影仪的色彩亮度也较低,我们在某些情况下测得的色彩亮度低至白色亮度的20%,那么对于照片和电影等全色图像,它的亮度将无法与三芯片投影仪相媲美。

  

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  竞争激烈的投影仪制造商和投影爱好者总是在争论色彩与白色亮度的优劣,以及三芯片和单芯片如何在色彩精度或对比度方面进行权衡。从具有相同颜色和白色亮度的校准的3芯片LCD投影仪投射的左边彩色纸张的图像,整体上看起来比右边从校准的单芯片DLP投影仪投影的相同图像更亮。然而,如果你聚焦在图像左下半部分的白色条带上,你可以看到单芯片具有更中性的白色和更高的明显对比度。

  所有这些都让我们回到投影仪如何创造你在屏幕上看到的颜色,以及快速查看光路-在任何给定的投影仪中,光路是光线从光源到透镜的路径。

  光路

  光路描述了投影仪如何产生它所需的红、绿、蓝(以及可能的其他颜色);它如何让它们透过成像芯片或从成像芯片上反射回来的;以及它如何将光线引导到屏幕上。

  每一步都有很多变化。例如,基于灯泡的投影仪从白色灯开始,并使用滤光片来分离红色、绿色和蓝色分量。一些LED投影仪使用红色、绿色和蓝色LED。另一些则从蓝色和黄色LED开始,并使用滤光片来区分红色和绿色。大多数激光投影仪从蓝色激光开始,通过将激光对准激发时发出黄色的荧光粉来添加黄色,然后使用滤光片将黄色分解为红色和绿色成分。

  

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  基于灯泡的单芯片投影仪通常将其白色光源通过滤光片(通常以半透明色轮中的片段形式呈现),然后依次从成像芯片反射出各种颜色。(图片由Maxell提供。)

  

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  尽管激光投影仪的光路可能会有很大的不同,这取决于使用的是单一激光器还是多个激光器,但典型的单一激光投影仪具有蓝色激光器,其光线遇到荧光轮产生黄色,然后分解为红色和绿色分量。(图片由Maxell提供。)

  光路中的大多数变化不会影响你对光源的选择。然而,基于成像芯片数量的一个关键变化可以。

  对于具有三个芯片的投影仪,一旦有了红色、绿色和蓝色,路径就很简单:将正确的颜色光束对准正确的芯片,然后将所有三种颜色同时引导通过镜头。对于单芯片投影仪,路径更复杂,因为投影仪必须在正确的时间将每种颜色发送到芯片,即:当它准备好投射该颜色的点时。

  

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  根据光源类型的不同,三芯片投影仪使用不同的方法来创建单独的红色、绿色、蓝色光流,这些光流被发送到针对每种原色的专用成像芯片。(图片由Maxell提供。)

  带有红色、绿色和蓝色LED的单芯片LED投影仪可以简单地按顺序打开和关闭每种颜色的LED。基于灯泡的型号使用旋转的色轮,该色轮容纳滤色器,并进行计时,使每个滤色器恰好在芯片需要该颜色时位于光路中。大多数单芯片激光投影仪都做了类似的事情,在荧光轮和色轮上都使用了一个透明的面板,让蓝色激光到达芯片,并在色轮上使用滤光器,将荧光粉中的黄色光转换为红色和绿色。

  单芯片投影仪使用的色轮可以很容易地添加除红、绿、蓝之外的更多颜色。基于灯泡的投影仪最常见的是添加白色的透明面板,这使它们能够提供比彩色亮度更高的白色亮度。其他的则添加一些黄色、青色和洋红色的组合。对于激光投影仪,最常见的添加是由荧光粉产生的黄色,只需在色轮上添加一个透明面板即可。

  其他颜色(是的,在这种情况下白色是一种颜色)会影响你看到的颜色。添加白色会使图像更亮,但也会损害色彩精度,随着白色和色彩亮度之间的差异越来越大,颜色误差变得越来越明显。另一方面,给单芯片投影仪添加黄色面板会增加它显示明亮、充满活力的黄色的几率,这与最好的三芯片投影仪中的黄色相匹配。添加黄色、青色和品红色面板会增加整体提供良好色彩精度的几率。

  

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  色轮有多种变体,有些只有红色、绿色和蓝色三原色,有些则添加各种二次色以提高色彩准确性,或添加白色以提高亮度。

  因此,如果您需要一台投影仪在会议室、教室或有环境光的家庭室内观看,那么在色轮上添加白色面板的基于灯的单芯片投影仪通常是理想的选择。但是对于在黑暗的房间里观看的传统家庭影院来说,这通常不是一个好的选择。对于家庭影院来说,色彩准确性更重要,而且几乎可以肯定,只有红色、绿色和蓝色面板在轮盘中,准确性会更好。添加一些黄色、青色和品红色的组合可能会更好。

  以所有这些为背景,让我们最后来看看光源本身。

  灯泡与非灯泡

  只有几个关键规格定义了灯泡和固态光源之间的实际差异,即LED和激光:亮度范围、典型额定寿命和初始亮度早期损失的百分比。固态技术在这两个方面都远远超过了灯泡,而激光在这三个方面都远远超过了灯泡。此外,灯泡的缺点是含有汞,这意味着你必须考虑妥善处理它们。所有这些都表明,灯泡可能正走进淘汰阶段,但目前还没到那一步。

  在我们的ProjectorCentral Find a Projector数据库中,当前灯泡投影仪的亮度范围约为1,000流明到43,000流明,尽管您仍然可以找到一些额定亮度为几百流明的投影仪。最高亮度比LED投影仪高得多,从10流明到4500流明不等,但比激光投影仪低,从32流明到75000流明。

  灯泡寿命因投影机型号而异。对于目前的投影仪来说,在全功率模式下从2,000到10,000小时不等,节能模式下从2,500到20,000小时不等。但 15,000 小时或更长时间的 Eco 模式额定值通常可以通过缓慢降低功耗和亮度等功能获得较长的使用寿命,当你将投影机打开一段时间而不改变图像时。例如,在教室里,即使你不用投影仪,也可能会让投影仪运行一段时间,这样做很有用。但如果你很少或从来不这样做,灯泡就不会持续那么长时间。

  

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  投影机灯泡,如图中所示,通常需要在投影仪的使用寿命内定期更换,以使投影仪恢复到其初始亮度。更换的次数取决于投影仪的使用时间和设置的运行亮度。(图片由爱普生提供。)

  相比之下,绝大多数激光器和LED在全功率下的额定时间为20,000小时或更长时间,在Eco模式下通常为30,000小时。有些人声称寿命更长。请注意,LED和激光的寿命终止的定义与灯泡的寿命终止的定义不同,但这两种评级都是对光源使用寿命的粗略预测。

  与固态光源相比,灯泡的亮度损失也更快,通常在使用的前500小时内损失多达25%,然后逐渐下降到50%,这是寿命终止的标志。固态投影仪需要更长的时间才能降到任何给定的初始亮度百分比,这在一定程度上是因为它们的寿命更长。在它们的一生中,它们的亮度也更接近于一条稳定的直线,而不是在早期就下降到使用寿命的一半水平。

  初始成本和总成本

  灯泡的一个明显优势是成本低,这使您可以以比同等固态投影仪低得多的价格购买基于灯泡的投影仪。但是,尽管低的初始价格显然具有吸引力,但这不仅是初始价格,您还应该考虑总拥有成本。

  基本上,你希望使用投影机的次数越多,更换前的使用时间越长,你需要购买的灯泡就越多。这意味着,如果您计划每周使用投影仪观看一两部电影,并且您是那种想要随着市场上的每一项新技术-升级的视频发烧友——更高分辨率、3D , HDR, 更好地实现 HDR 等等——那么,初始价格可能就是你的总成本。同样的逻辑也适用于希望每周只使用几个小时投影仪的企业、教堂或学校。

  在另一个极端,如果您要购买一台投影仪,每天在教室或家里作为电视使用五个小时或更长时间,并且你不希望在它彻底过时之前更换它,那么更换灯泡的成本可能会很高。在这种情况下,您可能想要计算在投影机的整个生命周期内您可能会购买多少灯泡,并将成本添加到初始价格中。你可能会发现,从长远来看,基于灯泡的投影仪最终会花费更多。如果是这样,买一台更昂贵的固态投影仪可能是更好的选择——当然,前提是它可以提供你想要的图像质量水平。

  LED、激光和混合 (Laser-LED) 光源

  LED 是绝大多数小型投影仪的光源,从适合放在衬衫口袋里的尺寸到掌上型投影仪,再到稍大一点到不到 2 磅的投影仪。由于这些投影机的亮度可能远低于 100 流明,不超过 1,500 流明,因此它们通常被设计为从 LED 中获得尽可能高的亮度,这通常会产生鲜艳但过饱和的颜色。很少有人(如果有的话)会认为这是商业或课堂使用的问题。但是,如果你想观看电影或展示照片,你必须考虑到这些型号中的一些颜色超出了现实范围。

  少数不使用 LED 的小型投影仪直接用激光绘制图像。这使它们具有激光特有的优势。只需将投影仪对准任意距离的任何表面,图像就会清晰对焦。不幸的是,激光的另一个特性是斑点伪影。一些型号中的斑点不如其他型号那么明显,但为了最大限度地减少斑点,它们会使图像散焦一点。因此,对于这些型号,你必须在具有最佳对焦效果的投影仪或没有散斑的投影仪之间进行选择。

  更大更亮的投影仪,流明范围在1,500流明到4,500流明之间,为您提供LED、激光和LED-激光混合型固态光源的选择。在撰写本文时,所有当前的混合投影仪大部分都是单芯片 DLP 投影仪,旨在强调亮度而不是良好的对比度和色彩准确度,这意味着它们最适合商业和教育。与基于灯泡的投影仪一样,任何给定的 LED 投影仪都可以设计用于任何一种应用,但即使是那些专为家庭影院使用而设计的投影仪——有些是专门用于替代平板电视而设计的——往往具有足够好的色彩精度。

  

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  混合激光/LED光源并不常见,但Casio的无灯泡型号除了蓝色激光外,还配备了红色 LED,以改善色彩,同时保留固态激光投影的高亮度和其他优点。(图片由卡西欧提供。)

  激光

  任何亮度范围内的激光都可能提供与基于灯泡的投影仪一样好或更好的色彩准确度和对比度——即使许多激光投影仪都没有做到这一点。与基于灯泡和 LED 的型号不同,即使是设计为强调亮度而不是对比度和色彩精确度的激光投影仪,也几乎总是可以很好地处理电影,从而获得高度可观看性。

  激光投影仪的另一个优势是,它们在最高亮度水平下往往比基于灯泡或 LED 的型号更有用。所有投影机的亮度等级均基于牺牲色彩准确性的设置。对于 LED 和基于灯泡的投影仪,这通常会增加明显的绿色偏差。但是大多数激光投影仪即使在最亮的模式下也能提供足够好的色彩准确度,以至于大多数人认为这种颜色对于照片级真实感图像来说是可以接受的。

  激光光源还有其他一些优点。大多数将激光与 DLP 芯片配对的激光投影仪,以及一些使用三个 LCD 的激光投影仪,几乎无需维护,适合 24/7/365 全天候运行,并且可以在所有三个轴上以超过 360 度的任何方向安装。拥有一台免维护投影仪对任何人来说都是一种受欢迎的便利。但是,这些功能的组合使激光投影仪成为某些类型应用的明显首选,包括数字标牌、博物馆展览,以及从礼拜场所到零售店、企业前厅和其他地方的展示。

  出于所有这些原因,或者直到 LED 赶上激光提供更高亮度的能力之前,激光似乎势必会成为主导——也许最终是唯一的投影仪光源。然而,就目前而言,激光、LED 和灯泡各有其一席之地。你只要选对一个就行了。