Около 10 лет назад компании в основном предлагали ламповые проекторы для домашних кинотеатров. Но высокая цена, ограниченный контент и зависимость качества изображения от окружающего освещения сильно ограничивали их популярность. Причем последний фактор казался непреодолимым.
Действительно, даже рассеянный свет делал изображение блеклым и тусклым. Конечно, увеличение яркости решает эту проблему. Но повышение мощности лампы сопровождается увеличением ее нагрева, что требует эффективного охлаждения и достаточно большого внутреннего объема для отвода тепла. В свою очередь, мощные вентиляторы достаточно большие и очень шумные. В результате, эти проекторы были громоздкими и шумными, а срок службы их ламп составлял всего несколько тысяч часов. Как следствие, разработчики были вынуждены ограничивать их яркость. Но невысокая яркость требует тщательного затемнения помещения, что вряд ли удобно, например, в гостиной. Возможно, владелец просторной виллы может выделить отдельную комнату без окон под домашний кинотеатр, но для большинства обычных квартир это непозволительная роскошь.
Около 5 лет назад твердотельные источники света на основе мощных и относительно недорогих LED и лазерных светодиодов радикально расширили возможности разработчиков. Для справки, лазерный диод имеет встроенный оптический резонатор и работает при гораздо больших токах накачки в отличие от обычного диода. Соответственно, он обеспечивает значительно большую яркость. Для сравнения, яркость первых светодиодных проекторов варьировалась в пределах нескольких сотен люмен. Яркость современных лазерных источников света достигает 2,000 люмен и выше. В результате, рынок быстро заполнился недорогими портативными (карманными, пико-, мини-) светодиодными проекторами малой мощности и гораздо более яркими лазерными моделями.
Проекторы UST
Достаточно высокая яркость уже обеспечивала приемлемое качество изображения в обычном помещении без яркого солнечного света. Но у традиционных среднефокусных проекторов был еще один недостаток. Размещение проектора на журнальном столике в гостиной создает проблемы с проводкой на полу, а крепление на потолке доставляет немало хлопот. Осознав проблему, компании сосредоточили усилия на совершенствовании короткофокусной оптики для проектора. Их усилия не прошли даром, и уже через несколько лет рынок начал заполняться ультракороткофокусными (UST) проекторами, которые проецировали изображения размером 100 и более дюймов с расстояния в несколько десятков дюймов.
В этих моделях в основном используются линзы со сложенной оптикой (линза Epson с двумя плоскими зеркалами) или с вогнутым асферическим зеркалом (асферическая линза большого диаметра на выходной стороне уменьшает хроматическую аберрацию).
Сферическая аберрация объектива.jpg
Сегодня компании активно разрабатывают новые UST модели. Например, в этом году их список уже пополнился за счет:
— ‘лазерные телевизоры’ Hisense PX1 и PX1 Pro;
— LG CineBeam HU715Q и HU915QE;
— JMGO U2;
— Viewsonic X2000-4K.
Все эти модели используют лазерный (3 лазера) или лазерно-фосфорный источник света. В первом случае, цвета формируются с помощью RGB-лазеров без цветового круга и, соответственно, без потери яркости.
Лазерный люминофорный источник света использует синий лазерный диод, который дополнительно используется для освещения желтого люминофорного колеса. Затем, желтый разделяется на зеленый и красный с помощью призмы или цветового круга.
Технология тройного лазера ярче и дороже.
До недавнего времени светодиодные источники света использовались только в портативных моделях из-за их низкой яркости.
UST проектор против телевизора
Дорогие, но высокоэффективные UST ALR экраны, потоковые сервисы и развитие технологий зеркалирования экрана, окончательно открыли дорогу лазерным UST проекторам в гостиные в качестве альтернативы телевизору. Сегодня некоторые продавцы часто называют их ‘проекторами для гостиной’.
Но, конечно, яркость прямого светового потока от телевизора кардинально выше, по сравнению с переотраженным светом от проектора. Например, в этом году компания Samsung представила Neo QLED QN95B, с пиковой яркостью более 2,000 нит.
Для сравнения, даже яркие домашние проекторы обеспечивают несколько сотен нит для 100-дюймовой проекции. Но UST проекторы стоят несколько тысяч и предлагают размеры экрана от 100 дюймов и более. Для сравнения, цена огромных телевизоров 2022 года сегодня составляет:
— самый ‘дешевый’ 98-дюймовый TCL 98R754 4K — $ 8,500;
— 98-дюймовый Samsung QN90A — $ 13,000;
— 100-inch Sony BRAVIA XR X92 — $ 17,000.
Но яркость нужна в первую очередь для HDR-контента, который в настоящее время доступен только через Disney Plus, Netflix или на 4K Blu-ray. Но большинство зрителей получают SDR-контент по кабельному или спутниковому телевидению, который не требует слишком высокой яркости для качественного воспроизведения.
Сочетание этих факторов обуславливает растущую популярность UST проекторов.
OSRAM Ostar Projection Power LED
Как известно, многонациональная компания OSRAM Licht AG со штаб-квартирой в Мюнхене, Германия, занимается разработкой и производством полупроводниковых компонентов, осветительного оборудования и интеллектуальных систем освещения. На выставке CES 2020 компания представила 12 новых продуктов Ostar Projection Power, предназначенных для повышения уровень яркости LED проекторов до 3000 люмен (лм) и более.
Их различные комбинации образуют несколько классов мощности:
— темно-синий (440 нм);
— синий (456 нм);
— преобразованный зеленый (520 нм);
— янтарный (614 нм).
В свою очередь, их комбинации обеспечивают:
— две микросхемы одного цвета на светодиод — 1,500 ANSI лм;
— четыре чипа одного цвета на светодиод — 2,500 ANSI лм;
— шесть чипов одного цвета на светодиод — 3,000 ANSI лм.
По данным компании, скачок производительности в основном был достигнут за счет усовершенствования технологии чипов и корпусов на основе светодиодных полимеризационных ламп третьего поколения.
Фактически, они могут включать/выключать четыре периферийных светодиода с меньшими длинами волн, увеличивая общую яркость чипа.
Используя последовательное электрическое соединение на медной плате, разработчики радикально модифицировали работу отдельных светодиодных чипов. Это решение снижает рабочий ток при той же потребляемой мощности, упрощает драйвер светодиода и улучшает его контакты. Более того, оно поддерживает прямое подключение светодиодов к радиатору без дополнительной изоляции. Наконец, компания не изменила механическую конструкцию, чтобы обеспечить взаимозаменяемость существующих проекционных систем.
Разумеется, инновация не осталась незамеченной. Один из лидеров отрасли, американская корпорация ViewSonic со штаб-квартирой в Бреа, штат Калифорния, оценила великолепные перспективы нового семейства Ostar Projection Power от OSRAM. На основе новых светодиодов, компания разработала светодиодную технологию 3-го поколения. Она увеличивает яркость светодиодных проекторов до беспрецетентных 3,100 LED Lm при 125% покрытии Rec.709 цветовой гаммы.
Светодиодная технология третьего поколения
Но заявленная яркость новой технологии имеет нюансы. Безусловно, конкуренция побуждает компании акцентировать внимание потребителей на плюсах используемых технологий. Например, Sony указывает цветовую светоотдачу (CLO). Она всегда равна белому из-за отсутствия потерь на цветовом круге, который не используется в 3LCD проекторах.
В свою очередь, производители DLP-проекторов предлагают учитывать эффект Гельмгольца-Кольрауша, учитывающий восприятие глазом высоконасыщенных цветов как более ярких. Чтобы привлечь внимание потребителей к этому аспекту, они часто указывают яркость своих моделей в LED Lm вместо традиционного ANSI Lm. Но справедливости ради, это актуально только при сравнении с ламповыми моделями, цветовая насыщенность которых значительно ниже.
Физически, разница связана с местом измерения яркости
.
Конечно, результаты измерений различаются.
Согласно общедоступным данным производителей, 1000 LED люменов преобразуются примерно в 417 люменов ANSI стандарта. Однако разные единицы измерения иногда создают путаницу. Например, на сайте ViewSonic яркость новых LS500WHP/LS550WHE составляет 3,500/3,000 ANSI люмен. Но X1/X2 с идентичными световыми источниками обеспечивают лишь 3,100 LED люменов, или меньше половины. Но даже если их реальная яркость превышает 3,000 LED люменов вместо указанных 3,000 ANSI лм, яркость ~ 1,500 ANSI лм также является беспрецедентной для светодиодных источников света.
ViewSonic X1 и X2
Весной этого года компания анонсировала новый лазерный UST проектор X2000B-4K. Но он оказался не единственной ее новинкой. В начале лета ViewSonic дополнительно анонсировала новые LED проекторы высокой яркости X1 и X2 со встроенными динамиками Harman Kardon на основе инновационной светодиодной технологии 3-го поколения со светодиодами OSRAM Ostar Projection Power.
Они обеспечивают беспрецедентную для LED источников света яркость более 3,000 LED люменов (~ 1,500 ANSI лм). Этого уже достаточно для приемлемого качества изображения даже при рассеянном дневном свете при использовании UST проекторов в качестве альтернативы телевизору.
При цене чуть более $ 1,000, проекторы имеют разрешение Full HD, яркость 3,100 LED лм, коэффициент динамической контрастности 3,000000:1, цветовой охват 125% Rec.709, два динамика Harman Kardon мощностью 6,0 Вт, вертикальную регулировку изображения с помощью настройки объектива, регулировку по 4 углам и объектив с оптическим зумом 1,2x / 1,3x. Они поддерживают дублирование экрана через встроенный WiFi, соединение Bluetooth, Full HD 3D и HDR.
Оптика
Среднефокусный X1:
-Дистанция проектирования — 2,0–3,8 м (6,5–12,5 футов);
-Размер изображения — 152–381 см (60–150 дюймов);
-Проекционное отношение — 1,15: 1–1,50: 1.
Ультракороткофокусный Х2:
-Дистанция проектирования — 0,6 – 4,6 м (2–15 футов);
-Размер изображения — 152–305 см (60–120 дюймов) / (100 дюймов на дистанции 1,53 м);
-Проекционное отношение — 0,69: 1–0,83:1.
Конечно, многие UST модели с проекционным отношением ~0,2: 1 образуют проекцию 100–150 дюймов, при размещении практически вплотную к экрану. X2 обеспечивает 100-дюймовую проекцию с 1,5 м. Этого достаточно, чтобы решить проблему с проводами на полу в центре гостиной. Но, справедливости ради, он больше соответствует сегменту короткофокусным моделям.
Разрешение
В проекторе используется 0,65-дюймовый DMD чипсет от Texas Instrument с разрешением (1,920 x 1,080).
Возможно, использование 1080p чипсета может показаться спорным. Разница между проекторами 4K и 1080p обсуждалась много раз и включает в себя:
— Проектор 4K дороже, имеет более высокое разрешение, использует больше потоковых интернет-данных и повышает качество просмотра в пределах 10 футов;
— Модели 1080p дешевле, часто имеют более высокую контрастность, а качество его изображения не зависит от расстояния просмотра. Кроме того, диапазон контента 1080p практически неограничен, в отличие от 4K контента.
Некоторые проекторы с поддержкой 4K могут принимать сигнал 4K, уменьшать его разрешение до 1080p и отображать на экране. Эта опция полезна, но она лишь расширяет доступный контент, не обеспечивая воспроизведение в разрешении 4K.
Еще несколько лет назад проекторы с исходным разрешением 4K стоили значительно дороже. Соответственно, выбор разработчиков в пользу 1080p чипсетов был обусловлен желанием удешевить модель. Но в последние годы ситуация изменилась в связи с усовершенствованием технологии сдвига пикселей. В отличие от моделей с поддержкой 4K, она позволяет 1080p чипсету отображать изображение с более высоким разрешением, создавая его дополнительные «копии» за счет смещения пикселей по диагонали. Технология DLP XPR в DMD (Digital Micromirror Device) от Texas Instruments стала революционным прорывом, открыв дорогу на рынок относительно недорогим DLP проекторам с реальной поддержкой 4K.
Технология DLP XPR
Идея смещения пикселей проста и подкупает своей элегантностью. Подобно интерполяции кадров в телевизорах, проектор создает дубликат изображения со сдвигом по вертикали и горизонтали на полпикселя. В результате, наш глаз видит больше пикселей и более четко воспринимает изображение.
Несколько лет назад Texas Instruments представила 0,66-дюймовый (2,716 x 1,528) чип с двухфазным смещением пикселей и шагом микрозеркал 5,4 мкм. В 2017 году компания представила 0,47-дюймовый (1,920 x 1,080) чип c четырехфазным смещением пикселей, увеличивая количество отображаемых пикселей до 8 миллионов. Наконец, TI представила новейший 4K DLP650TE чипсет, который сочетает в себе четырехфазный сдвиг пикселей и увеличение шага микрозеркал с 5,4 мкм до 7,6 мкм.
Проекторы с этими чипами используют модуль XPR с четырьмя электромагнитами, которые очень быстро наклоняют объектив по вертикали и горизонтали, сдвигая изображение на экране 4 раза в секунду.
Проще говоря, эта технология берет 4K-контент, разбивает его на четыре части по 2 миллиона пикселей каждая и воспроизводит 4 отдельных кадра, передавая весь 4K объем с помощью лишь 2 миллионов пикселей 1080p чипа. Строго говоря, в любой момент времени экран отображает лишь 1/4 часть изображения, которая содержит всего 2 миллиона пикселей (разрешение 1080p). Затем проектор воспроизводит следующие 2 млн пикселей со сдвигом на 1/2 пикселя и т. д. Но наше зрение и мозг не воспринимают микрозадержку между их переключением, создавая иллюзию целостного изображения.
К сожалению, чип XPR DLP и прецизионный модуль XPR увеличивают цену проектора. Например, BenQ 4K X3000i дороже аналогичного 1080p BenQ X1300i на $ 700 ($ 2,000 vs $ 1,300). Возможно, именно этот аспект стал решающим для менеджмента ViewSonic.
Заключение
В этом году список UST проекторов уже пополнился новыми прекрасными 4K моделями, в том числе:
— Hisense PX1 and PX1 Pro ‘laser TV’ — $ 2,500 and $ 3,150 (RGB лазерный источник света);
— LG CineBeam HU715Q and HU915QE — $ 2,900 и $ 6,000 (лазер+phosphor);
— JMGO U2 — $ 3,000 (RGB лазер);
— анонсирован Viewsonic X2000-4K — $ 2,900 (лазер+phosphor).
Новый ViewSonic X2 присоединяется к списку ‘проекторов для гостиной’.
Но, конечно, он существенно отличается от конкурентов. Во-первых, в нем используется LED источник света 3-й генерации, а во-вторых, его разрешение составляет всего 1080p. Эти факторы обеспечивают X2 фантастический выигрыш в цене. При цене чуть более $ 1,000, он примерно в три раза дешевле конкурентов. В то же время, его яркость 3,100 LED лм и 125% цветовой охват Rec.709 с новой технологией обеспечивают достаточно высокое качество изображения.
Учитывая соотношение цен BenQ X3000i 4K и BenQ X1300i 1080p, цена его 4K версии может быть чуть выше $ 1,500. Но, конечно, компания может принять такое решение только в случае маркетингового успеха 1080p X2. В этом случае, они могут стать первыми ультра-бюджетными UST LED проекторами для гостиной. Более того, ценовой диапазон от $ 1,000 до $ 1,500 вполне соответствует, например, среднебюджетным 65-дюймовым телевизорам. Но при этом, размер проекции в два раза больше, что может стать решающим бонусом для любителей огромных экранов.
В этом видео представлены новые проекторы ViewSonic X1 и X2.
