Сегмент домашних развлечений уже несколько десятилетий демонстрирует беспрецедентный рост. Но в основном производители отдавали предпочтение телевизорам и аудиосистемам. Проекторы ворвались в этот список около 5 лет назад благодаря ультра короткофокусным (UST) моделям.
UST проектор
Конечно, компании уже давно предлагают широкий ассортимент превосходных среднефокусных проекторов для домашнего кинотеатра. Но размещение их в центре комнаты создает проблему с проводами на полу, что особенно неудобно для семей с детьми или домашними животными. К сожалению, сложный и хлопотный потолочный монтаж – единственный способ решить эту проблему. UST проекторы создают 100-дюймовое изображение с расстояния в несколько десятков см. Соответственно, размещение их вплотную к стене автоматически устраняет проблему проводов.
Этот аспект стал важным фактором в конкуренции между телевизорами и проекторами. Сегодня оба направления находятся в состоянии динамического равновесия. Современные UST проекторы с лазерным источником света (ALPD 3.0/4.0, лазер и люминофор или 3 лазера) и разрешением 4K (4-фазный сдвиг пикселей) стоят от $ 2,000. При этом, они предлагают 100-150-дюймовое 4K изображение , качество которого достаточно высоко даже при рассеянном дневном свете. Причем за счет темноты, вечером оно повышается до уровня среднебюджетного телевизора. При этом, цена наиболее популярных 65-дюймовых OLED, QD-OLED и QLED miniLED телевизоров также начинаются с $ 2,000. Конечно, телевизоры обеспечивают более высокое качество изображения за счет большей яркости, контрастности и нативного 4К разрешения , но его размер вдвое меньше. В результате, потребители все чаще выбирают UST проекторы в качестве альтернативы телевизору.
Конечно, производители адекватно реагируют на потребительский спрос, предлагая огромное количество новых UST моделей. К сожалению, широкий ассортимент иногда усложняет выбор. Но анализ основных спецификаций, включая яркость, разрешение, контрастность и т. д., может помочь в выборе оптимальной модели.
Яркость
Яркость проектора повышает HDR производительность и компенсирует окружающее освещение, снижая требования к затемнению. В частности, 3000 ANSI лм обеспечат приемлемое качество даже при рассеянном дневном свете. Портативная светодиодная модель с яркостью до 150 ANSI лм сможет сформировать достаточно качественную проекцию только в темноте. Также, требуемая яркость зависит от размера экрана. Например, 200 ANSI люменов будет достаточно для 24-дюймового экрана, но 150-дюймовая проекция может быть тусклой и бледной даже при 2,000 ANSI люменов.
В Интернете много дискуссий о выборе размера экрана. Но справедливости ради, выбор зависит от личных предпочтений. В любом случае, использование проектора с экраном менее 80 дюймов кажется спорным.
Общество инженеров кино и телевидения (SMPTE) рекомендует оптимальную яркость 16 фут-ламбертов (ftL) для темной комнаты. По сути, это измеренная яркость выходного сигнала проектора, распределенного по поверхности экрана. Общая формула преобразования:
ftL = люмен проектора ÷ площадь экрана x усиление экрана. На практике, яркость около 600 ANSI лм обеспечивает рекомендуемые 16 фут-л на 110-дюймовом экране в темной комнате.
Из-за разных методов измерения компании указывают яркость своих моделей в разных единицах:
— ANSI люмены (Американский национальный институт стандартов).
Этот наиболее распространенный метод измеряет световой поток в девяти точках экрана;
— ISO люмены – стандарт ISO (Международная организация по стандартизации), ISO 21118;
— LED люмены — характеризуют воспринимаемую глазом яркость;
— White Brightness + Color Brightness в моделях Epson.
3-чиповая 3LCD технология обеспечивает идентичность яркости белого и CLO (цветовой световой поток).
Впрочем, во избежание обвинений в неточности, многие известные компании предпочитают не указывать яркость своих моделей.
Разрешение
Без сомнения, технологию pixel-shift или eShift можно позиционировать как одну из революционных вех в развитии проекторов. Впервые она был реализована в проекторах JVC в 2013 году для повышения разрешения 1080p D-ILA чипов. Epson стала следующей компанией, которая использовала эту технологию для 3LCD (1,920 x 1,080) чипов. Затем Texas Instruments представила 0,66-дюймовый чип с зеркальной матрицей (2,716 x 1,528), который использует двухфазный сдвиг пикселей для создания 8,3 миллиона пикселей. Новый 0,47-дюймовый чип DLP 1080p создает 8,3 миллиона пикселей с помощью четырехфазного eShift.
TI назвала эту технологию Xpanded Pixel Resolution (XPR). Фактически, TI DMD (Digital Micromirror Device) с относительно дешевым 1080p чипсетом и поддержкой XPR отображает 8 миллионов пикселей 4K-контента. Эта технология создала прекрасные перспективы для разработки недорогих 4K DLP проекторов.
Принцип работы сдвига пикселей прост и подкупает своей элегантностью. 0,47″ DLP 1080p (2 миллиона микрозеркал) чипсет принимает 4K-контент и разбивает его на четыре части по 2 миллиона пикселей каждая. Затем он последовательно воспроизводит 4 отдельных кадра, смещенных по диагонали на полпикселя друг от друга.
В результате, 2 миллиона микрозеркал воспроизводят 8 миллионов пикселей 4K-изображения. Строго говоря, в любой момент 1080p чипсет проектора отображает на экране только 2 миллиона пикселей. Но наше зрение и мозг не воспринимают микрозадержку между их отображением, создавая иллюзию целостного изображения.
Сдвиг пикселей осуществляется путем наклона объектива с помощью четырех электромагнитов модуля XPR.
Некоторые эксперты скептически относятся к этой технологии, называя ее псевдо-4K. Но сегодня DLP 4K проекторы с TI DMD XPR чипсетами стоят от $ 2,000 до $ 3,000, и уверенно доминируют в нижней части премиум сегмента за счет превосходного соотношения цены и качества.
Коэффициент контрастности
Как известно, контраст – это отношение белого к черному, которое обеспечивает детализацию за счет отображения тонких градаций цветов. Он измеряется методом полного включения/выключения (FOFO) или ANSI.
FOFO использует тестовую таблицу 100 IRE (‘полностью включен’) и тестовую таблицу 0 IRE (‘полностью выключен’) для черного. ANSI использует ‘шахматную доску’ с восемью белыми и восемью черными квадратами. Значения яркости всех квадратов измеряются и усредняются. Затем рассчитывается коэффициент ANSI контрастности как отношение усредненных показаний белого/черного. Но спецификации включают лишь FOFO. Более точный ANSI метод используется только среди профессионалов.
Неточность FOFO вызвана некорректным измерением на полностью черном тестовом шаблоне 0 IRE из-за рассеяного света в светогенераторе и линзе. В результате, эти методы дают разные результаты.
Для справки, FOFO контраст обычно составляет ~ 500:1 для светодиодных DLP и колеблется от 1,000:1 до 3,000:1 для лазерных моделей.
Впрочем компании эффективно повышают контрастность изображения за счет регулировки светового потока, открывая/закрывая автоматическую диафрагму или выключая/включая лазер. В свою очередь, уменьшение светового потока приводит к затемнению темных деталей в темных сценах, повышая общий контраст.
Конечно, компании совершенствуют эти технологии. Например, BenQ разработала технологию двойной диафрагмы с предустановленными диапазонами контрастности для режимов Кино/Динамический/Стандартный/Фото. Алгоритм TI DynamicBlack анализирует сцену и автоматически выбирает оптимальную диафрагму в зависимости от контента.
Как известно, проекторы LCoS обеспечивают ‘бесконечный’ контраст благодаря глубокому черному. Это обсловлено тем, что они работают на просвет вместо отражения. Крошечная ширина зазоров между жидкими кристаллами снижает светорассеяние до минимума, обеспечивая практически идеальный черный.
Сегодня LCoS имеет версии Sony / SXRD (Silicon X-tal Reflective Display), JVC / D-ILA (цифровой усилитель изображения с прямым приводом) и Canon / AISYS (система апертурного освещения). Но их цена начинается от $ 5,000.
Глубина цвета
Почти все компании указывают в спецификациях глубину цвета. Некоторые недооценивают его информативность, но она прямо влияет на цветовой охват. В свою очередь, цветовая гамма обеспечивает сочные цвета и, в конечном счете, красочное изображение. Технически, битовая глубина характеризует способность проектора воспроизводить контент с широкой цветовой гаммой (WCG) и расширенным динамическим диапазоном (HDR).
Другими словами, это максимальное количество оттенков, которое проектор может воспроизвести в кадре. Визуально, увеличение глубины сопровождается сглаживанием переходов между оттенками.
Однако наше зрение хорошо различает увеличение градаций только до 10 бит. Разница между 10-, 11- и 12-битной видеообработкой уже почти не ощущается.
Как известно, любые трехчиповые проекторы формируют цветное изображение следующим образом:
— создание ассоциированных изображений R,G и B в градациях серого из входящих каналов данных;
— подсветка цветами R,G и B, которые генерируются с помощью фильтрации белого или с помощью R,G и B светодиодов/лазеров;
— объединение их в полноцветное изображение на экране.
Каждый дополнительный бит расширяет возможности кодирования оттенков, увеличивая их количество.
Но у этого аспекта есть нюанс. Конечно, маркетинговые соображения побуждают компании указывать в спецификациях десятки миллионов и даже миллиард оттенков. Но, по мнению экспертов по зрению, человек различает около 12 миллионов отдельных цветов. Справедливости ради, лишь немногие женщины в мире могут различать до 100 миллионов цветов. Эта способность возникла из-за четвертой чувствительной к цвету колбочки в их глазах, которая обусловлена генетической мутацией. Наверное, им есть смысл выбрать модель с 10-битным цветом.
Сдвиг объектива
По сути, вертикальное и горизонтальное смещение объектива перемещает изображение влево/вправо и вверх/вниз без сдвига проектора. Модели без этой функции предлагают лишь коррекцию трапецеидальных искажений, которая имеет несколько недостатков.
Как известно, большинство проекторов предлагают коррекцию трапецеидальных искажений в пределах ±30 градусов и более. Но она слегка снижает яркость изображения. Фактически, эта функция сопоставляет пиксели изображения и использует только часть микросхемы для формирования изображения с углами 90 градусов. Соответственно, световой поток на неиспользуемой площади частично теряется.
Кроме того, сопоставление исходного разрешения проектора с содержимым обеспечивает однозначное соответствие между их пикселями. Неполное использование чипсета его нарушает. В результате, переназначение пикселей часто создает артефакты на изображении. Оно может иметь муаровые узоры на жалюзи или повторяющиеся узоры на обоях.
Поэтому смещение объектива является бонусом для любого проектора. К сожалению, компании предлагают эту опцию только в дорогих премиум-моделях.
Справедливости ради, список настроек экрана в современных проекторах намного шире.
Заключение
Фактически, повышение яркости удорожает модель, но увеличивает HDR производительность, снижает ограничения по размеру изображения и требования к затемнению. Современные UST проекторы обеспечивают световой поток от 2,000 до 4,000 ANSI люменов, чего достаточно для получения изображений высокого качества даже при рассеянном дневном свете.
Конечно, исходное разрешение 4K обеспечивает немного лучшее качество изображения. Но превосходное соотношение цены и качества 4K DLP моделей со сдвигом пикселей обеспечивает им доминирование в нижней части премиум-сегмента.
Современные технологии обеспечивают превосходный динамический контраст благодаря автоматической диафрагме и алгоритмам обработки, значительно снижая значение нативного контраста.
8-битной глубины цвета вполне достаточно для нашего зрения, которое различает около 12 миллионов оттенков. Впрочем, ее повышение повышает плавность цветовых переходов, улучшая общее восприятие изображения.
Цены и характеристики некоторых новых моделей UST:
—LG CineBeam HU715Q — $ 3,000, 2,500 ANSI Lm, 4K, 2,000,000:1 dinamic contrast ratio;
—Formovie Theater — $ 3,000 2,800 ANSI Lm; 4K, 3,000:1 (FOFO);
—Epson EpiqVision Ultra LS800 — $ 3,400, 4,000 ANSI Lm; 4K, 2,500,000:1 dinamic contrast ratio;
— Optoma CinemaX D2 — $ 2,300, 3,000 ANSI Lm, 4K, 1,800,000:1 динамический контраст;
— Hisense PL1 — $ 2,200, 2,100 ANSI Lm, 4K, 2,000,000 динамический контраст;
— Hisense PX1-Pro и PX1 — $ 2,500 / $ 2,000, 2,200 / 2,000 ANSI Lm, 4K, 1,000,000 динамический контраст;
—CHIQ B7U ~ $ 2,000, 2,300 ANSI Lm, 4K, 1,500:1 (FOFO).
В этом видео показана регулировка сдвига объектива.
