Уже несколько лет проекторы являются одним из самых динамично развивающихся сегментов потребительской электроники. Еще 10 лет назад они делились на дорогие модели для домашних кинотеатров и «детские» проекторы для мультфильмов. Но быстрое развитие технологий кардинально изменило ситуацию.
Введение
Основные факторы
— быстрый прогресс в полупроводниковой промышленности предоставил разработчикам мощные и относительно недорогие светодиоды и лазеры, которые стали основой нового поколения твердотельных источников света. В отличие от традиционных ртутных ламп высокого давления UHP (ultra high performance), которые были разработаны компанией Philips в 1995 году, они практически не нагреваются. Этот фактор позволил производителям отказаться от мощных вентиляторов охлаждения, шум которых достигал 60 дБ. Кроме того, производители радикально уменьшили размеры проекторов. В ламповых моделях большой внутренний объем необходим для эффективного отвода тепла. Наконец, светодиоды и лазеры имеют срок службы более 20 000 часов, что практически исключает необходимость их замены;
— технологии зеркалирования экрана практически устранили проблему контента для проекторов;
— новые проекционные экраны радикально увеличили светоотражение, снизив требования к уровню окружающего освещения;
— наконец, снижение цены оптики для ультра-короткофокусных (UST) проекторов стал дополнительным стимулом их развития. Как известно, они размещаются практически вплотную к экрану, что устраняет проблему проводов на полу в центре комнаты или хлопоты с потолочным креплением.
Асферическая оптика UST проекторов обеспечивает размеры экрана до 130″ и даже больше с расстояния в несколько десятков сантиметров.
Совокупность этих факторов создала предпосылки для быстрого роста популярности проекторов. Более того, сегодня на рынке даже сформировался отдельный сегмент ‘проекторов для гостиной’, которые позиционируется как альтернатива огромному телевизору по чудовищной цене.
Классификация
Конечно, огромный модельный ряд — это всегда плюс для потребителей, но он требует хотя бы упрощенной классификации. С учетом функциональности и цены, компании весьма условно выделяют следующие группы:
— портативные (pocket, mini, pico, ets) — обычно не очень яркие (500-700 ANSI люмен) и не дорогие (от $ 100 до $ 1,000) светодиодные проекторы. Отличный портативный Samsung Freestyle проектор за $ 900 с великолепным функционалом — одна из лучших моделей этого года.
— игровые проекторы, оптимизированные для игр (очень низкая задержка ввода, специальные режимы для разных типов игр и т.д.) Сегодня светодиодный проектор BenQ X3000i за $ 2,000 с новым 0,65-дюймовым чипсетом может позиционироваться как одна из лучших 4K моделей. По сути, он стал улучшенной версией очень популярного в прошлом году проектора BenQ X1300i 1080p, который сегодня стоит $ 1,300;
— UST модели, которые позиционируются как альтернатива телевизорам. Список моделей этого года включает LG CineBeam HU715Q ($ 2,500), JMGO U2 ($ 3,000) и Hisense PX1-Pro ($ 3,500) с технологией TriChroma на основе трех лазеров. Компания также представила Hisense L5G с гибридным источником света, который стоит $ 5,000, но поставляется с экраном;
— среднефокусные Home Theater проекторы, в том числе Epson LS12000 /LS11000 3LCD 4K ($ 5,000 / $ 4,000) и Sony VPL-XW5000ES/6000ES/7000ES LCoS 4K ($ 6,000 / $ 12,000 / $ 28,000).
Конечно, эта классификация достаточно условна, но она упрощает выбор на первом этапе.Особенности технологии проецирования и источника света более информативны и могут быть полезны на втором этапе.
Для проецирования, современные проекторы используют DLP, 3LCD и LCoS технологии.
Сегодня среди твердотельных источников света преобладают светодиоды, лазеры и их гибридные варианты.
DLP проекторы
Все DLP проекторы используют Digital Micromirror Device (цифровое микрозеркальное устройство) с DLP чипсетом от Texas Instruments, который содержит несколько миллионов алюминиевых микрозеркал. Управляя их наклоном с помощью двухмерного массива 1-битных ячеек памяти CMOS под зеркалами, проектор создает цвета субпикселей изображения.
Эта технология использует цветовой круг в качестве фильтра для формирования красного, синего и зеленого цветов. К сожалению, фильтрация каждого цвета в каждом цикле сопровождается потерей цветовой яркости двух других, что снижает общую яркость. Кроме того, воспроизведение контрастных динамичных сцен может сопровождаться эффектом радуги.
Сегодня эта технология наиболее популярна в бюджетных и среднебюджетных моделях. Но новый TI DLP650TE чипсет с поддержкой 4K за счет четырехфазного смещения пикселей и с увеличенным до 7,6 мкм шагом микрозеркал создает отличные перспективы для ее дальнейшего развития. Предыдущие чипсеты:
— 0,47″ (1,920 × 1,080) чипсет с четырехфазным смещением пикселей и шагом микрозеркал 5,4 мкм;
— 0,66″ (2,716 × 1,528) чипсет с двухфазным сдвигом пикселей и шагом микрозеркал 5,4 мкм.
В результате, увеличение размера микрозеркал до 7,6 мкм снижает уровень шума и делает изображения более четкими. При этом, четырехфазный сдвиг пикселей позволяет проектору воспроизводить 4K-контент с помощью 1080p чипсета. По сути, эта технология берет 4K-контент, разбивает его на четыре части по 2 миллиона пикселей каждая и воспроизводит 4 отдельных кадра, сдвигая их друг относительно друга с помощью смещения объектива. Он смещается 4 раза в секунду с помощью 4 электромагнитов.
Фактически эта технология позволила компаниям разрабатывать доступные 4K проекторы на относительно недорогих 1080p чипсетах.
Проекторы 3LCD и LCoS
Epson доминирует в сегменте 3LCD проекторов. В их трехчиповой архитектуре не используется цветовой круг, поэтому они обеспечивают одинаковую яркость для белого и 3-х цветов, что является одним из главных плюсов этой технологии.
Разумеется, компания акцентирует внимание потребителей на этом аспекте, отдельно указывая в характеристиках яркость белого и CLO (Color Light Output), которые всегда идентичны.
В 2014 году японская компания JVC разработала технологию LCoS (Liquid Crystal on Silicon — жидкий кристалл на кремнии) как гибрид технологий DLP и 3LCD. В нем используются отражающие ЖК-матрицы вместо прозрачных. В зависимости от управляющего сигнала, поляризация жидких кристаллов пропускает или блокирует свет, создавая изображение. Из-за крошечной ширины промежутков между жидкими кристаллами проекторы LCoS обеспечивают почти идеальный черный цвет, пропуская очень мало «фонового» света. К сожалению, они значительно дороже из-за сложного производства.
Сегодня LCoS существует в трех версиях:
— Sony — SXRD (Silicon X-tal Reflective Display);
— JVC — D-ILA (цифровой усилитель изображения с прямым приводом);
— Canon — AISYS (система ракурсного освещения).
Эта технология используется в Home Theater моделях премиум-класса, стоимость которых часто превышает $ 10,000. Поэтому новый относительно дешевый Sony VPL-XW5000ES 4K SXRD по цене «лишь» $ 6,000 может стать приятной сенсацией в этом году.
Источники света
Источник света определяет яркость проектора, которая напрямую влияет на HDR производительность и требования к окружающему освещению. Как известно, окружающий свет «делает» изображение тусклым и блеклым. Эта проблема решается с помощью:
— высокой яркости проектора;
— тщательного затемнение помещения;
— дорогого эффективного экрана ALR или UST ALR (для UST моделей).
Конечно, высокая яркость проектора — самое простое и удобное решение этой проблемы. Поэтому компании постоянно совершенствуют этот компонент. Например, последние BenQ X3000i и BenQ X1300i игровые проекторы используют источник света с 4 светодиодами (RGBB), включая (красный + зеленый + синий) светодиоды, а также синий светодиод «накачки» для повышения общей яркости. Керамический люминофор преобразует дополнительный синий цвет в зеленый, яркость которого лучше всего воспринимается глазом.
По данным компании, «накачивающий» светодиод увеличивает яркость зеленого на 40%, повышая общую яркость на 8-12%.
Увеличение количества лазеров стало еще одним направлением совершенствования источника света.
Модель с одним лазером и цветовым кругом использует синий лазер для генерации синего цвета. Зеленый и красный создаются с помощью люминофоров. Эта архитектура дешевле, но цветовой круг снижает светоотдачу, ухудшая цветовую насыщенность. Кроме того, точность цветопередачи «люминофора» значительно ниже по сравнению с когерентным лазерным излучением. Поэтому, дорогие профессиональные модели уже давно используют три лазера без люминофоров.
Тройной лазерный проектор против одноцветного лазера.jpg
Но высокая цена ограничивала использование этого решения в «непрофессиональных» моделях. Снижение стоимости лазеров изменило ситуацию, и в 2019 году LG представила HU85L проектор с синим и красным лазерами. В прошлом году Hisense и JMGO представили L9G TriChroma и JMGO U2 с использованием трех лазеров. В этом году Hisense расширила TriChroma серию, выпустив PX1-PRO. Эти модели обеспечивают беспрецедентную цветовую гамму, охватывающую более 107 % цветового пространства BT.2020.
Лазерный телевизор TriChroma
Китайский гигант называет модели с тремя лазерами «лазерными телевизорами». Возможно, это заставит физика скептически улыбнуться. Но формально любой проектор со встроенным ТВ-тюнером можно позиционировать как телевизор с экраном вне корпуса. Справедливости ради, Epson, BenQ, LG, Optoma и другие лидеры индустрии предпочитают называть подобные модели UST проекторами.
Конечно, яркость проекторов значительно ниже, чем у телевизоров. Например, самый яркий 65-дюймовый Samsung Neo QN90A прошлого года обеспечивает пиковую HDR яркость почти 1800 нит! Для сравнения, самые яркие проекторы обычно обеспечивают до 200 нит на 100-дюймовом экране. Это различие обусловлено потерей яркости при восприятии отраженного от экрана изображения.
Размер экрана также влияет на цвета изображения. Как известно, освещенность напрямую зависит от площади экрана. Даже бюджетный светодиодный проектор с яркостью 500 ANSI люмен обеспечит приемлемое качество изображения для 50-дюймового экрана в темной комнате. Но цвета 100-дюймовой проекции станут тусклыми и блеклыми.
Поэтому даже проекторы с тройным лазером обеспечивают менее яркие цвета при воспроизведении HDR-контента. Но сегодня он доступен только на Disney Plus, Netflix или 4K Blu-ray. Кабельное и спутниковое телевидение предлагает только SDR-контент, для воспроизведения которого не требуется высокая яркость. При этом, даже премиальные UST проекторы сегодня стоят около $ 4,000, что в два раза меньше, чем самый ‘дешевый’ 98-дюймовый TCL R754 ‘лишь’ за $ 8,000.
В лазерных проекторах используются довольно мощные лазеры. Конечно, взрослый человек вряд ли будет заглядывать в работающий проектор, а вот любопытные дети и домашние животные вполне могут. Поэтому почти все современные лазерные модели имеют дополнительный датчик движения. Он генерирует команду на отключение или уменьшение мощности лазера, если человек или домашние животные приближаются к проектору на критически опасное расстояние.
Заключение
Список лучших новых игровых проекторов включает BenQ X3000i DLP 4K ($ 2,000), и BenQ X1300i DLP 1080p ($ 1,300).
Список среднефокусных Home Theater 4K проекторов пополнился великолепными Epson LS12000 / LS11000 3LCD 4K ($ 5,000 / $ 4,000), и Sony VPL XW series LCoS 4K.
Список новых UST проекторов включает:
—LG CineBeam HU715Q — $ 2,500;
—JMGO U2 — $ 3,000;
Hisense PX1-Pro и L5G — $ 3,500 and $ 5,000 (L5G поставляется с экраном).
В сегменте портативных проекторов Samsung представила великолепный Freestyle LED проектор.
Проекционные технологии
— DLP технология — Optoma, BenQ, Hisense, LG и т. д. Она недорогая и обеспечивает достаточно высокую контрастность. Потеря яркости на цветовом круге и эффект радуги в некоторых экшн-сценах — главные минусы;
— технология 3LCD в проекторах Epson Home Theater не имеет потерь яркости цветов из-за отсутствия цветового круга и обеспечивает одинаковую яркость белого и цветов;
— LCoS технология обеспечивает идеальную контрастность и используется в дорогих премиальных моделях Sony, JVC и Canon.
Источник света
Твердотельные источники света компактны, не нагреваются и имеют срок службы более 20 000 часов. Светодиоды используются в бюджетных моделях. Однолазерная модель использует синий лазер и люминофоры. Они ярче и часто используются в Home Theater моделях. Тройной лазерный источник света (Hisense TriChroma технология) сегодня позиционируется как последняя версия с цветовым охватом более 107% для цветового пространства BT.2020.
Видео показывает работу XPR модуля в DLP 4K проекторах с XPR технологией.
