LCOS-технология наступает. Секреты проекторов Canon: оптическая система и технология LCOS Технология lcos

Является третьей по распространенности после технологий DLP и 3LCD (LCD) , но занимает значительно меньшую долю рынка.

Синонимами LCoS являются аббревиатуры D-ILA (англ. Direct Drive Image Light Amplifier ) компании JVC и SXRD (англ. Silicon X-tal Reflective Display ) компании Sony . D-ILA - официально зарегистрированный товарный знак компании JVC, который означает, что в данном продукте применена оригинальная разработка на основе дисплея выполненного по технологии LCoS, сетчатого поляризационного фильтра и ртутной лампы . D-ILA подразумевает трёхчиповое LCoS-решение. Также часто можно встретить аббревиатуру HD-ILA. SXRD - зарегистрированный торговый знак Sony для продукции, сделанной с использованием технологии LCoS.

Принцип технологии

Принцип работы современного LCoS-проектора близок к 3LCD, но в отличие от последней использует не просветные ЖК-матрицы, а отражающие. Так же, как и DLP-технологии, LCoS использует эпипроекцию вместо традиционной диапроекции, свойственной LCD.

На полупроводниковой подложке LCoS-кристалла расположен отражающий слой, поверх которого находится жидкокристаллическая матрица и поляризатор. Под воздействием электрических сигналов жидкие кристаллы либо закрывают отражающую поверхность, либо открываются, позволяя свету от внешнего направленного источника отражаться от зеркальной подложки кристалла.

Как и в LCD-проекторах, в LCoS-проекторах сегодня используются в основном трёхчиповые схемы на основе монохромных LCoS-матриц. Так же, как и в технологии 3LCD для формирования цветного изображения обычно используются три кристалла LCoS, призма , дихроичные зеркала и светофильтры красного, синего и зелёного цветов.

Тем не менее, существуют одночиповые решения, в которых цветное изображение получается использованием трех мощных цветных быстро переключаемых светодиодов, последовательно дающих свет красного, зеленого и синего цвета, такие решения выпускает фирма Philips . Мощность их света невелика.

В конце 1990-х годов компания JVC предлагала одночиповые решения на основе цветных матриц LCoS. В них световой поток разбивался на составляющие RGB непосредственно в самой матрице при помощи фильтра HCF (англ. Hologram Color Filter - голографический цветовой фильтр ). Эта технология получила название SD-ILA (англ. single D-ILA ). Также одноматричные решения разрабатывал и Philips.

Но одночиповые LCoS-проекторы не получили широкого распространения из-за ряда недостатков: трехкратные потери светового потока при прохождении фильтра, что в том числе накладывало ограничения по причине перегрева матрицы, невысокое качество цветопередачи, более сложная технология производства цветных LCoS-чипов.

История

Предыстория появления технологии

В 1972 в лаборатории Hughes Research Labs авиастроительной корпорации Говарда Хьюза Hughes Aircraft Company, которая в то время являлась центром самых передовых исследований в области оптики и электроники, был изобретен LCLV (англ. Liquid Cristal Light Valve - жидкокристаллический оптический модулятор). Впервые технология LCLV была использована для отображения информации на больших экранах в командных центрах управления ВМФ США. Тогда эти устройства могли отображать только статическую информацию.

Развитие технологии продолжалось и термин LCLV был заменен на англ. Image Light Amplifier (ILA) , как более подходящий.

ILA отличается от D-ILA тем, что управление жидкими кристаллами осуществляется с помощью фоторезиста , на который подается модулирующий луч, создаваемый электронно-лучевой трубкой.

В начале 1990-х компании Hughes и JVC решили объединить усилия по работе над технологией ILA. 1 сентября 1992 стало официальной датой образования совместного предприятия Hughes-JVC Technology Corp. Впервые коммерческий проектор на основе технологии ILA были продемонстрирован компанией JVC в 1993 году. В течение 1990-х годов было продано свыше 3000 таких проекторов.

Использование электронно-лучевой трубки в качестве модулятора изображения в устройствах ILA накладывало ограничения на разрешающую способность, габариты и стоимость устройства и требовала сложной юстировки оптических трактов. Поэтому JVC продолжает исследования для создания принципиально новой отражающей матрицы, которая решила бы эти проблемы, сохранив достоинства технологии. В 1998 году компания продемонстрировала первый проектор, сделанный по технологии D-ILA, в котором модулирующее изображение устройство в виде связки «луч ЭЛТ - фоторезист» заменено на управляющие КМОП -элементы, имплементированные в полупроводниковую структуру подложки - отсюда и название технологии «direct drive ILA» - ILA с прямым управлением. Иногда D-ILA расшифровывают как «digital ILA» (цифровой ILA), это не совсем верно, но так же правильно отражает суть изменений технологии D-ILA от управляемой аналоговым устройством (ЭЛТ) ILA.

Была и промежуточная, тоже уже цифровая, технология между ILA и D-ILA, не получившая распространения - FO-ILA, - где управляющая электронно-лучевая трубка была заменена пучком световодов на основе оптоволокна (Fiber Optic), которые передавали модулирующий сигнал с поверхности монохромного монитора.

Первая волна

Вторая волна

Philips

Sony

Первый SXRD-проектор (на основе чипа собственной разработки) компания Sony продемонстрировала в июне 2003 года. В следующем году Sony анонсировала проекционной телевизор на основе технологии SXRD. К 2008 году компания отказалась от выпуска всех проекционных телевизоров, включая модели на основе технологии SXRD. Но от выпуска проекторов компания не отказалась. Сегодня Sony выпускает проекторы для больших инсталляций и цифрового кино разрешением до 4096×2160 (на основе чипа -SXRD) и светосилой до 21 000

Упрощенно, проектор представляет собой коробку, в которой есть лампа и есть объектив. Но лампа+объектив - это, скорее, прожектор, чем проектор - надо, чтобы на пути света было что-то, формирующее изображение. Когда-то это была пленка:

Вспомните диапроекторы: пользователь вручную вставляет пленку между лампой и объективом, и мы, по сути, имеем тот же принцип образования изображения, что сегодня:

  • черный участок пленки пытается блокировать свет,
  • белые участки пленки прозрачны и пропускают свет,
  • полупрозрачные участки могут быть цветными, окрашивая изображение на экране.

У этой технологии налицо те же недостатки изображения, которые до сих пор в той или иной степени волнуют нас при выборе проектора.

  1. Пленка пытается блокировать черный цвет, но у нее это плохо получается - проблема с контрастностью и уровнем черного .
  2. Яркость ограничена лампой и способностью всей системы, включая пленку, переносить жару. Изображение тусклое.
  3. Изображение имеет нежелательный оттенок из-за особенностей пленки и лампы, ее «цветовой температуры».
  4. Если диафильм цветной, то цвета ненасыщенные и не всегда понятно, как именно они должны выглядеть по задумке автора - ограничения пленки.

Главное отличие современного мультимедийного проектора состоит в том, что вместо пленки используется некая матрица, которая постоянно обновляется, рисуя новую картинку минимум 60 раз в секунду.

Как образуется цветное изображение?

Тем не менее, матрица не имеет никакого отношения к образованию цвета. Матрица производит монохромное изображение. Светишь через нее белым - будет черно-белое, светишь красным - черно-красное.

Поскольку любой sRGB цвет можно получить смешением красного, зеленого и синего, то любое цветное изображение можно получить наложением друг на друга черно-красного, черно-зеленого и черно-синего.

Ниже - знаменитая цветная фотография, восстановленная американцами из трех черно-белых карточек Прокудина-Горского (снято до 1917 года):

Они говорят, что черно-белые карточки соответствуют красному, зеленому и синему компонентам изображения. Американцем надо доверяй-но-проверяй - проверяю в «Фотошопе», подставляя одну карточку на красный канал, другую на зеленый, третью на синий:

Правду говорят. Итак, если белый цвет будет прозрачным, и мы посветим через каждую фотографию фонариком правильного цвета, то, соевместив три изображения на экране, получим нашу цветную фотографию.

Этот принцип используют все проекторы: матрицы из потоков света красного, зеленого и синего цветов создает три изображения, которые накладываются друг на друга и дают нам цветное изображение на экране.

Иногда совмещается более трех, но трех достаточно.

Трехматричные и одноматричные проекторы

Пожалуй, в технологиях проекторов это - главное отличие. Существует два способа наложения упомянутых красного, зеленого, синего изображений друг на друга: одновременное наложение и последовательное наложение.

Одновременное наложение осуществляется у трехматричных проекторов: красный, зеленый и синий потоки проходят через отдельныю матрицы, а потом соединяются, и готовая цветная картинка идет на экран.

Трехматричный подход на примере 3LCD технолонии

На примере 3LCD технологии это выглядит так:

  1. Белый свет вышел из лампы.
  2. Пришел на фильтр, разделился на красный и голубой.
  3. Красный прошел через матрицу №1, получилось красное изображение.
  4. Голубой разделился на зеленый и синий.
  5. Зеленый пошел на матрицу №2, синий - на матрицу №3.
  6. Имеем три изображения, которые наложились друг на друга - получилось одно цветное.
  7. Цветное изображение ушло на экран.

При наложении «по очереди» проектору достаточно одной матрицы - на нее сперва подают красный, потом зеленый, потом синий, и проектор отрисовывает на экране сначала красное, потом зеленое, потом синее изображение.

Одноматричный подход на примере «1-DLP» технологии
Обратите внимание: DLP матрица… зеркальная (об этом позже)

Это происходит очень быстро и, подобно тому, как мы не видим отдельные спицы крутящегося велосипедного колеса, мы не видим отдельных цветных изображений на экране, а видим результат их соединения - готовое цветное изображение, хотя и сформированное не в проекторе, а «в голове зрителя».

В обоих случаях мы получаем цветное изображение. Теперь касательно плюсов и минусов одноматричного и трехматричного подходов.

  1. Стоимость. Три матрицы - дороже, чем 1 матрица. 1 матрица дешевле, чем 3.
  2. Эффективность. Трехматричный проектор в каждый момент времени работает с красным, зеленым и синим, а одноматричный - только с одним цветом (остальное выбрасывается). Трехматричный проектор имеет заметно больший КПД использования света лампы.
  3. Сведение матриц. Когда есть три матрицы, их сложно идеально подгонять друг к другу, а одноматричные проекторы не имеют такой проблемы - если оптика не подводит, то каждый пиксель на экране будет резким, четко обозначенным.
  4. Нежелательные визуальные эффекты (артефакты). Как бы часто ни сменялись цветные изображение на экране одноматричного проектора, будут возникать условия, когда глаз распознает, выделит эти отдельные цвета. Особенно часто это происходит на динамичных контрастных темных сценах, когда взгляж бегает по экрану. Таких ситуаций много, например, в «Темном Рыцаре». Глаз дернулся - за ярким объектом на долю секунды виден цветной шлейф. Это называется "эффект радуги " или «эффект разделения цветов».

Обратите внимание - формально это все не имеет никакого отношения к технологиям LCD или DLP. Тем не менее, так уж вышло, что самая массовая, самая бюджетная часть проекторов представлена одноматричными DLP и трехматричными LCD (3LCD) проекторами, которые наследуют все плюсы/минусы одноматричного и трехматричного подходов.

Отдельно стоит коснуться вопроса об эффективности , так как не сразу понятно, что следует из большей эффективности использования света лампы. Предположим вы берете лампу на 190 Вт и ставите ее в бюджетный проектор. Более эфффективный проектор сможет извлечь из этих 190 Вт больше яркости , либо столько же яркости при меньшей нагрузке на лампу, продлевая ее ресурс . Тут преимущество на стороне трехматричной технологии, поэтому у одноматричных проекторов существует традиция иметь яркий режим изображения, в котором максимальная яркость соответствует аналогичному трехматричному проектору, но только по белому цвету , а цвета при этом сильно тусклее, чем должны быть. Чаще всего это делается следующим образом: вместо создания цветного изображения из красного, зеленого, синего, добавляется еще и белый (прозрачный):


На изображениях - цветовое колесо одноматричного проектора с прозрачным сегментом

Другими словами, один из компонентов изображения - черно-белый, полученный не смешением цветов, а «тупо» пропусканием света лампы на экран в обход фильтров . Тем не менее, эти методы используются там, где важно сочетание цены и высокой яркости. К примеру, у офисных проекторов это годится для отображения документов, но проектору для домашнего кинотеатра высокая яркость не нужна - в таких проекторах используется цветовое колесо RGBRGB (шестисегментное):

Повторяя полный цикл цветов два раза за поворот, снижается также заметность «эффекта радуги».

LCD и DLP

Если рассматривать непосредственно матрицы, то LCD (ЖК) матрица больше всего напоминает вышеупомянутую пленку диапроектора, поскольку работает она "на просвет ", вставая на пути у светового потока. Задача каждого пикселя - блокировать свет, либо пропустить его дальше.

DLP матрица работает не на просвет, а по отражательному принципу . Каждый его пиксель представляет собой микроскопическое зеркало, которое, поворачиваясь, отражает свет на экран, либо, в отклоненном положении, сбрасывает его на светопоглотитель.

В целом, зеркала превосходно справляются с задачей отсекания ненужного света , поэтому DLP матрица («DMD» чип) способна дать заметно большую контрастность , чем LCD матрица (при прочих равных). Безусловно, контрастность зависит не только от матрицы, а с удорожанием оной получается достигать более высоких уровней контрастности (взять хотя бы такие LCD проекторы, как EH-TW9200/9300 - огромная контрастность!). Тем не менее, в сухом остатке мы говорим о преимуществе DLP проекторов по контрастности и уровню черного.

Путь света в DLP проекторе: лампа-цветовое колесо-зеркало-матрица-...

LCD технология встречается практически исключительно в трехматричной конфигурации (Epson 3LCD), подовляющее большинство DLP проекторов одноматричные, в дорогих сегментах (некоторые инсталляционные проекторы, элитные домашние и кинотеатральные проекторы) присутствует трехматричная DLP технология.

«Эффект москитной сетки»

Предположительно, еще одно преимущество технологии DLP - меньшее межпиксельное пространство .

Дело в том, что работающая на просвет LCD матрица требует подведения контуров к каждому пикселю, а эти контуры могут проходить только между пикселями - получается некое неиспользованное пространство между ними. Преимущество DLP матриц в том, что упомянутые контуры идут под зеркалами, хотя сама необходимость в смене положения зеркал также создает некий межпиксельный зазор. В итоге, 3LCD проекторы имеют тенденцию к чуть более заметному межпиксельному интервалу, чем DLP проекторы.

LCoS, в т.ч. D-ILA, SXRD, 3LCD Reflective

Правда, последние отрицают, что являются LCoS-ом...

По мере движения в более дорогие сегменты проекторов, появляется технология LCoS («жидкие присталлы на кремнии»). Многие производители именуют ее по-своему. Sony - «SXRD», JVC - «D-ILA», Epson - «Reflective 3LCD», или «Отражательная 3LCD». Что ж, последнее довольно точно отражает суть.

Эта технология - попытка сочетать преимущества LCD и DLP технологий. Расположенные на зеркальной поверхности жидкокристаллические матрицы дважды пропускают через себя свет, лучше отсекая черный (высокая контрастность), при этом они не имеют подвижных элементов, а управляющие контуры расположены под зеркалами, что позволяет добиться меньшего межпиксельного пространства, чем и у LCD, и у DLP.

Упомянутые технологии встречаются только в трехматричной конфигурации. Схема образования цветов похожа на 3LCD, с той лишь разницей, что LCoS матрицы отражают свет, а не пропускают через себя:

Источник света: лампы и безламповые проекторы

Сравнивая современный цифровой проектор с диапроектором, мы говорили о матрицах, пришедших на смену пленке, а теперь пора поговорить о лампе.

Классический источник света - ртутные лампы . В зависимости от типа лампы и уровня нагрузки, ресурс такой лампы составляет от 3000 до 5000 часов при максимальной яркости. Как считается ресурс? Насколько мне известно, до расчетного момента падения яркости лампы на 50%. Это и есть первый недостаток ламп - постепенное снижение яркости.

Лазеры и светодиоды - другое дело! Ресурс - 20000 или даже 30000 часов! Яркость тоже постепенно снижается, но более линейно и на протяжении такого срока.

А есть еще ксеноновые лампы - у них ресурс даже меньше, чем у ртутных, но есть свои преимущества.

Спектральное излучение ксеноновых и ртутных (mercury) ламп

В итоге существенный недостаток ртутных ламп в итоге в том, что испускаемый ими свет содержит слишком много зеленого. Это значит, что лишний зеленый цвет, несущий значительную часть световой энергии, нужно отсекать и выбрасывать, чтобы зеленый, красный и синий были в правильных пропорциях и при смешении давали правильный белый цвет (нейтральный, без оттенков). Однако, существует договоренность, что в самом ярком режиме проектора заметные потери по цветопередаче являются приемлемыми. Таким образом, в самом ярком режиме изображения картинка приобретает слегка зеленоватый оттенок.

К примеру, по моим наблюдениям наиболее выраженный зеленоватый оттенок в самом ярком режиме - у DLP проекторов с RGBRGB цветовым колесом, далее идут 3LCD проекторы, далее - DLP проекторы с прозрачным сегментом - каким-то образом у них получается добиться довольно нейтрального белого. Но проблема тут еще и в том, что при переходе из самого яркого режима в самый точный мы в любом случае улучшаем цветопередачу и отсекаем лишний зеленый с помощью матриц проектора, и тут внезапно обнаруживается, что, убрав лишний зеленый, мы получили существенное падение яркости, но при этом черный цвет не изменился, он одинаков у яркого и у точного режима! Яркость снизилась, черный остался, - значит контрастность снизилась во столько раз, во сколько снизилась яркость - до двух раз! Такие дела. Перешли в точный режим, предназначенный для темноты и потеряли контрастность… просто отлично!

В этом смысле ксеноновые лампы имеют более ровными характеристики, хотя используются они ну очень редко и на дорогих проекторах.

Еще одна странная проблема с ртутными лампами - почему-то они не позволяют большинству проекторов отобразить 100% правильный sRGB зеленый цвет - обязательно немного уходит в желтизну.

Ну и очевидно то, что лампы греются и требуют мощного активного охлаждения , что не только увеличивает размер проектора, но и увеличивает его шумность. Также, лампам требуется некоторое время для выхода на полную мощность и, в зависимости от проектора, может требоваться то или иное время, прежде чем отключать питание - лампу нужно охладить.

Со светодиодами (LED) ситуация иная: светодиоды могут быть предельно компактными и позволяют создавать исключительно миниатюрные проекторы, но по иронии у них проблема с яркостью как раз зеленого светодиода, поэтому яркость светодиодного проектора обычно довольно сильно ограничена. Существенное преимущество светодиодов - способность обладать очень узким спектром излучения, то есть, очень насыщенным, чистым цветом. В связи с этим из RGB (красный, зеленый, синий) светодиодов можно добиться более широкого охвата цветов, чем стандарт sRGB (используется в Blu-ray, HDTV, для Интернет и пр.).

Да, светодиоды и лазеры - это не лампы, которые пользователь может легко взять и заменить. Эти источники света сильно интегрируются в конструкцию проектора, в его «оптический движок». Давайте посмотрим, почему. Существует множество способов использования светодиодов и лазеров. Итак,

Полупроводниковые источники света в проекторе и их варианты:

1. Белые светодиоды. Это похоже на лампу - у нас есть белые светодиоды, их свечение разделяется на красный, зеленый и синий, как у ламп… В практике встречается редко.

2. RGB светодиоды. У нас изначально три цветных источника света - не нужно ничего разделять - компактность! К тому же можно добиться высокой насыщенности цветов. Часто используется в миниатюрных проекторах в сочетании с одноматричной DLP технологией.

Иллюстрация работы RGB LED проектора от NEC

3. Синий лазер + желтый люминофор. Популярно у дорогих домашних лазерных проекторов (JVC, Epson, Sony?). Синий лазер дает синий цвет, второй синий луч активирует желтый люминофор, а уже этот желтый цвет потом делится на красный и зеленый. Ниже - пример использования с LCoS технологиями:



Схема Epson LS10000


Схема примерно того же у JVC

А вот пример использования с одноматричной DLP технологией (BenQ):

4. Светодиодно-лазерные проекторы («гибридные проекторы»). Активно используется Casio. Итак, мы хотим RGB светодиодный проектор, но надо чем-то заменить неяркий зеленый светодиод. Ставим вместо зеленого светодиода синий лазер (зеленый лазер дорого), который активирует зеленый люминофор. Получаем яркость, близкую к ламповым проекторам (и, кстати, аналогичный зеленый оттенок в ярком режиме).

Схема гибридного проектора с сайта Casio.
Колесо с люминофором должно вращаться, чтобы пропускать синий,
либо производить зеленый цвет!

5. RGB лазерный проектор. Все на высшем уровне: превосходные цвета, высокая яркость, высокая цена, большой размер.


Иллюстрация устройства RGB-лазерного проектора от NEC
отмечено, что трубы - из оптоволокна

Среди качеств лазерных проекторов, используемых на практике - гибкое и плавное управление источником света с возможностью полного затемнения на темных сценах фильма, либо ограничения яркости проектора, ведущего к увеличению ресурса лазера. Если в проекторе используется массив лазеров, то даже по истечении их ресурса, лазеры будут выходить из строя по очереди , а не все сразу, что в худшем случае приведет к постепенному снижению яркости.

Тем не менее, говоря о лазерных и светодиодных проекторах, приходится констатировать, что 20000 и 30000 часов - это цифры, относящиеся к самому источнику света, а в конструкции могут иметься и другие элементы, которые могут обладать совершенно другим ресурсом. В итоге полезно смотреть на официальный срок гарантии производителя...

Что касается люминофоров, то они, очевидно, имеют свои характеристики, если говорить о цветопередаче. Как правило, на практике насыщенность цвета у люминофора значительно меньше, чем можно добиться от лазера/светодиода.

Можно ли получить широкий цветовой охват у лампового проектора?

В принципе, да. Для получения более широкого цветового охвата нужно с помощью цветофильтров отсечь лишние участки спектра. Собственно, если мы можем выделить из белого красный, то почему бы не выделить более чистый красный? Правда, потери света увеличатся, но кто их считает, когда речь идет о дорогих проекторах?

В данной статье я попробую рассказать о технологиях проекторов в три шага. С моей точки зрения, понять достоинства и недостатки каждой технологии проще, если разделить для себя с самого начала три компонента, три пункта, из которых состоит «технология проектора»:

1. Технология формирования изображения - каким образом свет лампы проектора превращается в цветную картинку?
1.1. Используется ли в проекторе одна или три матрицы?
1.2. Технология матрицы (DLP, LCD, LCoS)

2. Технология источника света - источник света должен быть ярким, долговечным, излучать подходящий спектр, легко заменяться, что еще?.. Быстро включаться и выходить на нужую яркость, быть экономичным, не греться… Стоить недорого… Но так не бывает, чтобы все сразу. Так что выбрать - лампы? Светодиоды (LED)? Лазер? Каждый вариант обладает своими плюсами и минусами и хорош для определенных задач.

Одноматричные и Трехматричные проекторы

Есть два основных подхода к созданию проектора: трехматричный и одноматричный :

Но для начала давайте уточним, в чем смысл матрицы. Собственно, функция матрицы состоит в том, что каждая ее точка либо пропускает, либо блокирует свет, поэтому матрица способна формировать только одноцветное изображение, например черно-белое или черно-зеленое, если светить на нее зеленым фонариком.

В этом состоит небольшое отличие матриц проекторов от матриц телевизоров и мониторов, у которых одна матрица дает цветное изображение. Посмотрите на фотки и спросите себя, что будет смотреться лучше на большом экране?

На большом экране изображение справа будет выглядеть очень… сомнительно. Это - одна из причин, по которой в серьезных проекторах не используются цветные матрицы.

Увеличив фотографию справа, мы увидим, что каждая точка состоит из трех светящихся полосок, красной, синей и зеленой. Издалека эти полоски сливаются друг с другом, образуя тот или иной цвет по принципу RGB смешения:

Но по эстетическим соображениям трехцветные матрицы не применимы в проекторах, поскольку нам нужна картинка, как на изображении слева, с монолитными квадратными пикселями. Правда, есть еще одно соображение - это исключительно высокие температуры, воздействию которых подвергается матрица проектора при прохождении через нее светового потока лампы. Обычная LCD матрица этого не выдержит...

Итак, возвращаемся к основной теме. Мы поняли, что нужна матрица с монолитными квадратными точками, а такая матрица заведомо является одноцветной. Но мы можем создать три отдельных изображения и, наложив их друг на друга, получить желаемый результат:

Совместить три изображения мы можем внутри проектора, если у нас одновременно используется три матрицы. Либо мы можем схитрить и совместить три изображения уже на экране . Точнее, мы можем проецировать их по очереди на экран, а в голове у зрителя они объединятся в цветное:

Здесь лежит корень различий между технологиями проекторов. Давайте перечислим очевидные особенности одноматричного и трехматричного подходов:

1.Одноматричный проектор использует одну матрицу вместо трех. Значит, эта матрица может быть более сложной или дорогой, либо же проектор будет дешевле.

2. Также, компактный проектор проще делать на базе одноматричной технологии.

3.Трехматричный проектор использует три цвета из спектра белого, одноматричный в каждый момент времени - только один, а остальное отсекается. Это означает низкую эффективность использования светового потока лампы. Другими словами, это означает недостаточную яркость.

4. В зависимости от скорости смены кадров, в определенных условиях зритель может заметить цветные компоненты изображения у одноматричного проектора. Это называется «эффектом разделения цветов» или "эффектом радуги ". Изображение трехматричного проектора в этом смысле будет безупречным.

Ниже - «эффект радуги» в его худшем виде:

5. У трехматричного проектора матрицы надо точно подогнать друг к другу. Если этого не происходит, то уменьшается точность границ отдельных пикселей. У одноматричного проектора пиксель будет иметь идеально точную форму и зависеть только от оптики проектора.

Я не утверждаю, что все перечисленные выше пункты обязательно присущи каждому проектору, построенному на базе одноматричного или трехматричного подхода, однако они обозначают те проблемы и возможности, с которыми имеют дело создатели проекторов.

В более дорогих ценовых сегментах и особенно - у High End проекторов, многие недостатки преодолены и все зависит скорее не от технологии, а от «прямых рук».

Однако, в бюджетном сегменте, - в бизнес-проекторах, проекторах для образования и недорогих домашних проекторах, особенности технологий проявляются более остро. Основные две технологии, воюющие за бюджетный сегмент - это одноматричные DLP проекторы и трехматричные LCD (3LCD) проекторы. В более дорогих сегментах добавляются трехматричные LCoS (они же SXRD, они же D-ILA и пр.) и трехматричные DLP.

Поняв отличие между одноматричным и трехматричным проектором, перейдем к типам матриц. В конце концов, технологии именуются в честь матриц (DLP, 3LCD и пр.).

DLP проекторы

Когда говорят о DLP проекторах, имеют в виду одноматричные DLP проекторы, если иное не оговорено. Это - большинство проекторов различных производителей, которые мы можем встретить в продаже. Сама матрица DLP проектора именуется DMD чипом (англ. «Цифровое Микрозеркальное Устройство»), производится американской компанией Texas Instruments. Как следует из названия, DMD матрица состоит из миллионов зеркал , способных поворачиваться, занимая одно из двух фиксированных положений.

Таким образом, каждое зеркало либо отражает свет лампы на экран, либо на светопоглотитель (радиатор) проектора, давая белую или черную точку на экране:

Многократно переключаясь с черного на белое, мы получаем оттенки серого на экране:

Full HD DMD чип содержит 1920 * 1080 = 2 073 600 микрозеркал.

Как ранее говорилось, одноматричный проектор в каждый момент времени выводит на экран только один цветной компонент изображения:

Для выделения отдельных цветов из белого света лампы используется вращающееся колесо с цветофильтрами («цветовое колесо»):

Цветовое колесо может иметь различную скорость вращения, чем она выше - тем менее заметен будет характерный для одноматричных проекторов «эффект радуги». Цветовое колесо может состоять из сегментов-фильтров различного цвета, помимо красного, зеленого и синего могут использоваться дополнительные цвета. К примеру, RGBRGB колесо будет состоять из красного, зеленого и синего компонентов. На фотографии ниже - колесо RGBCMY (Красный, Зеленый, Синий, Циан, Маджента, Желтый):

Вот так в реальности выглядит оптический блок DLP проектора:

На последней фотографии можно увидеть небольшой прозрачный сегмент цветового колеса. Прозрачный сегмент (если он есть) позволяет пропускать белый свет лампы, усиливая черно-белую яркость изображения.

Это позволяет решить проблему неэффективности одноматричного подхода, не устанавливая более мощную лампу. Это особенно полезно для ярких офисных проекторов, однако при этом яркость черно-белого компонента изображения оказывается существенно выше яркости цветного компонента изображения , - на максимальной яркости цвета могут оказаться более темными, блеклыми. Хотя этот метод является популярным и используется в большинстве DLP проекторов, он не является непременным свойством каждого DLP проектора или DLP технологии.

Сравнительные преимущества и недостатки одноматричных DLP проекторов рассматриваются в сравнении с аналогичными 3LCD проекторами, поэтому я перечислю их в разделе .

Однако, сразу имеет смысл обозначить, что DMD чип, благодаря зеркальному, отражательному принципу работы, позволяет лучше отсекасть свет, что дает высокую контрастность , или «глубокий черный». У некоторых DLP проекторов работа DMD чипа с его постоянным переключением зеркал сопряжена с возникновением небольших шумов на экране или уменьшением числа градаций цветов (плавности цветовых переходов).

Трехматричныее DLP проекторы используются, как правило, в дорогих инсталляционных или домашних моделях и полностью лишены большинства недостатков, с которыми связывают DLP технологию («эффект радуги», низкая энергоэффективность/низкая яркость цветов), при этом обладая свойственной DMD чипу высокой контрастностью.

3LCD Проекторы

3LCD технология создана компанией Epson, хотя используется в проекторах некоторых других известных производителей, включая Sony.

Название подсказывает нам, что в проекторах на базе технологии 3LCD используются три жидкокристаллические матрицы , которые одновременно работают с красным, зеленым и синим потоками света, выводя на экран «честное» цветное изображение.

Схема работы 3LCD проектора:

В 3LCD проекторах в качестве источника света используется лампа, свет которой изначально разделяется специальными фильтрами на три компонента. Но сердце проектора - это три матрицы, примыкающие к призме, в которой три потока света снова объединяются, другими словами, три цветных компонента изображения совмещаются в мтоговое цветное, которое и выводится на экран.

Белый цвет также формируется смешением красного, зеленого и синего, что исключает дисбаланс по яркости между черно-белым и цветным компонентами изображения, что позволяет производителям заявляеть о более высокой «цветовой яркости».

При прочих равных, работающая на просвет LCD матрица отсекает лишний свет несколько хуже, чем зеркальный DMD чип, что дает несколько меньшую контрастность по сравнению с DLP проекторами. Также стоит отметить, что, в отличие от DMD зеркального чипа, LCD матрицы могут быть в полузакрытом положении, пропуская больше или меньше света. Им не надо переключаться туда-сюда.

В более дорогих проекторах для домашнего кинотеатра используется модификация 3LCD матриц под обозначением C2Fine, дающая контрастность, достаточную для High-End сегмента домашнего кинотеатра.

3LCD против DLP

Здесь речь пойдет о сравнении технологий, одноматричной DLP и 3LCD, с точки зрения их применения в «ламповых» проекторах бюджетной и средней ценовых категорий. У более дорогих проекторов многие недостатки технологий могут оказаться в достаточной мере сведенными на нет, поэтому сравнивать лучше конкретные модели.

При этом, я предлагаю выделять две области применения проекторов: в затемненном помещении, либо при свете. Дело в том, что в затемненном помещении от проектора не требуется высокой яркости - может быть достаточно менее 1000 Люмен. Однако, в темноте очень важную роль играет контрастность изображения, «глубина черного». В освещенном помещении от проектора требуется высокая яркость, высокая контрастность не дает никаких преимуществ. Почему - написано в .

Яркость vs Цветопередача. Как было показано ранее, одноматричные DLP проекторы в каждый момент времени используют только один цвет, «выкидывая» остальное.


Это в меньшей степени создает проблему для проекторов, предназначенных для затемненных помещений, где не требуется слишком высокой яркости. Однако, для офисных проекторов, образования и пр., это создает проблему. Так как проектор обязан обладать высокой яркостью, а использование более мощной лампы приведет к удорожанию проектора, увеличению его шумности и пр., то обычно недостаточная яркость компенсируется установкой прозрачного сегмента цветового колеса. В результате этого создается дисбаланс: яркое черно-белое изображение и при этом темные цвета . У 3LCD проекторов этой проблемы нет, в связи с чем производители заявляют о высокой «цветовой яркости» 3LCD проекторов. А яркость является одной из трех базовых характеристик цвета (наряду с оттенком и насыщенностью) и важна для правильной цветопередачи.

Контрастность. Микрозеркала DLP проектора позволяют эффективнее отсекать ненужный свет, создавая глубокий уровень черного. У DLP проекторов обычно бывает более глубокий чёрный, чем у 3LCD проекторов (кроме более дорогих моделей для домашнего кинотеатра). Это играет существенную роль в затемненном помещении и не играет никакой роли при свете.

«Эффект радуги». Данный эффект может возникать на одноматричных DLP проекторах (см. описание DLP технологии), на контрастных сценах. Его заметность напрямую зависит от скорости вращения цветового колеса. «Эффект радуги» обычно обнаруживается при быстром перемещении взгляда с одного объекта на экране на другой.


Имитация «эффекта радуги»

Второстепенные Особенности

«Москитная сетка» (screen door effect). У DLP матриц управляющие элементы располагаются под зеркалами , тогда как у 3LCD матриц они занимают некоторое пространство вокруг пикселя, формируя небольшой зазор между пикселями. Фанаты DLP технологии заявляют, что в результате 3LCD проекторы демонстрируют оконтовку отдельных точек, создающую эффект смотрения через москитную сетку. На мой взгляд, значение этого эффекта преувеличено. Прежде всего, как 3LCD, так и DLP проекторы могут обладать данным эффектом, зачастую прямое сравнение бок о бок не обнаруживает никакой разницы. У дорогих проекторов для домашнего кинотеатра могут использоваться специальные методы для ликвидации видимой границы между пикселями.

Прямое сравнение случайных офисных проекторов

Плавность цветовых переходов. Данная особенность имеет отношение к управлению DMD чипом DLP проектора. Некоторые недорогие DLP проекторы могут отображать резкие переходы цветов («эффект постеризации»), при отображении одноцветного поля может быть заметен цифровой шум. Тем не менее, это - особенность отдельных проекторов, а не технологии в целом.

Несведениие пикселей. У всех трехматричных проекторов, включая 3LCD, может проявляться не идеальное совмещение точек трех матриц. В этом случае точки на экране окажутся слегка размытыми, менее четкими. При прочих равных, использование единственной матрицы дает DLP проекторам более четкие пиксели. Однако, зачастую это преимущество остается не реализованным из-за использования недорогой оптики.

Отсутствие противопылевых фильтров. У DLP проекторов запечатан оптический блок, что предотвращает попадание в него пыли. В результате, большинство производителей DLP проекторов не используют воздушные фильтры, заявляя это, как преимущество. Данный вопрос является неоднозначным. С одной стороны, производители DLP проекторов заявляют, что для очистки фильтра нужен кто-то, кто будет этим заниматься в вашей организации. С другой стороны, существуют DLP проекторы популярных марок с фильтрами, а в руководстве пользователя некоторых DLP проекторов рекомендуется периодически пылесосить вентиляционные отверстия и пр. В любом случае, герметичность оптического блока не означает, что от пыли защищены остальные узлы проектора, такие как лампа и платы.

Компактность. Использование всего одного чипа позволяет производить мини-проекторы и пико-проекторы на базе DLP технологии. Особенно - в сочетании со светодиодным источником света.

Технология LCoS

Еще одна технология, используемая преимущественно в более дорогих проекторах.

LCoS («Жидкие Кристаллы на Кремнии») – своеобразный гибрид 3LCD и DLP технологий. Многие компании имеют собственные обозначения для своих вариантов этой технологии проекторов: у Sony - SXRD, у JVC - D-ILA, у Epson – «reflective 3LCD» (отражающий 3LCD).

«Отражающий 3LCD», пожалуй, отлично иллюстрирует принцип работы LCoS. Представьте себе 3LCD проектор, в котором слой жидких кристаллов расположен поверх отражающего слоя:


Условно говоря, LCoS матрица - это LCD матрица, приклеенная к зеркалу. Одно из преимущест такого подхода в том, что свет вынужден проходить через LCD матрицу два раза, что позволяет лучше отсекать лишний свет, увеличивая контрастность. Как и у DLP матрицы, управляющие элементы расположены под матрицей, но при этом у LCoS матрицы нет движущихся элементов, что позволяет практически полностью избавиться от зазора между пикселями - никакого «эффекта москитной сетки».

Если с точки зрения расположения матриц и пути света 3LCD проектор выглядел следующим образом:

то LCoS будет устроен чуть сложнее из-за отражающего характера матриц:


LCoS против Всех

Технология LCoS изначально задумана, как сочетание преимуществ 3LCD и DLP технологий, но без их недостатков.

Однако, так как LCoS проекторы обычно относятся к довольно дорогим, например - к High-End домашним проекторам, то на этом уровне цен и DLP и 3LCD проекторы будут совершенно другого уровня, в них будет реализован ряд решений, позволяющих в значительной мере избавиться от изначальных недостатков технологий. К примеру, 3LCD матрицы C2fine дают контрастность high-end уровня, а массив микролинз позволяет в значительной степени убрать промежутки между пикселями. А DLP проектор может просто оказаться трехматричным.

В итоге, сложно говорить о конкретных преимуществах той или иной технологии в дорогом сегменте, где важна каждая мелочь.

Источники Света: Лампы

UHP ртутные ламы являются традиционным источником света для проекторов. Они сочетают низкую стоимость и простоту замены с высокой яркостью, а их приблизительный ресурс работы составляет в среднем от 3000 до 5000 часов в режиме максимальной мощности. Как правило, мощность устанавливаемых в проектор ламп составляет 200 Вт и более. В приведенном выше описании технологий предполагалось, что в качестве источника света используются UHP лампы.

Лампа дает поток белого цвета , который необходимо разделить на красный, зеленый, синий и пр. потоки с помощью специальных цветофильтров, которые используются как в 3LCD проекторах, так и в цветовом колесе DLP проекторов. При этом, UHP лампы изначально дают не идеально белый цветовой оттенок. Как правило, он зеленоват. Чтобы компенсировать этот оттенок и сделать свет лампы идеально белым, используются как оптические фильтры, так и корректировка с помощью матриц проектора, путем ограничения яркости зеленого.

В этом и заключается причина, по которой у классических проекторов имеется «Яркий» («Динамический») и «Точный» («Кино») режимы изображения: в ярком оттенок изображения зеленоват, но в нем достигается максимальная яркость, а в точном зеленый оттенок убран ценой существенного снижения яркости. Все это, конечно, не имеет никакого отношения к особенностям LCD или DLP технологий.

Одним из недостатков UHP ламп является высокая температура работы, требующая интенсивного охлаждения. Лампе требуется некоторое время, чтобы выйти на оптимальную яркость. Еще один момент - яркость лампы может снижаться с течением времени.

Тем не менее, лампы представляют собой проверенный, прогнозируемый, качественный, яркий, недорогой источник света, который в ближайшее время нас не покинет.

Отдельно следует упомянуть ксеноновые лампы . Они мощнее, дороже и менее эффективны, зато обладают изначально более правильным балансом белого и исключительно ровным спектром излучения, позволяющим добиться более качественной цветопередачи. Такие лампы хорошо подходят для High-End проекторов.


Сравнение спектров излучений ртутной и ксеноновой ламп

Источники Света: LED и Лазер

Мы переходим к полупроводниковым источникам света (светодиоды и лазеры). Характерная их особенность в том, что что они могут обладать исключительно узким спектром излучения, что дает чистые, насыщенные цвета, которые не нужно выделять из белого спектра специальными фильтрами. Эта особенность будет особенно важна в эпоху новых стандартов видео, таких как Ultra HD, требующих отображения предельно чистых цветов.

Упрощенно говоря, разница между лазерными и светодиодными источниками света состоит в их мощности и стоимости. Лазерные проекторы мощнее, но стоимость изготовления самих лазеров довольно высока, особенно - зеленого. Светодиодный источник света не так дорог, хотя его яркость обычно ограничена 500-700 Лм, причем слабым звеном с точки зрения яркости является зеленый светодиод.

В итоге, лазерные проекторы используются, в основном, в более дорогих домашних проекторах, тогда как светодиодные проекторы - это, в основном, миниатюрные модели, причем поголовно на базе одноматричной DLP технологии.

При использовании цветных светодиодов в таких проекторах, отпадает нужда в движущихся элементах наподобие цветовго колеса (светодиоды обладают мгновенным откликом):


Правда, существуют проекторы, в которых используются белые светодиоды. Такие проекторы своим устройством мало чем отличаются от ламповых.

Важным преимуществом полупроводниковых источников света является средний ресурс в 20 000 часов. Помимо этого, энергопотребление и температура такого источника света гораздо ниже, чем у ламп.

При всем вышесказанном, наличие светодиодного источника света не гарантирует ни бесшумности, ни реальных экономий на электроэнергии по сравнению с классическими UHP лампами - все зависит от конкретного проектора. Также следует помнить, что 5000 часов «обычной лампы» - это просмотр двухчасового фильма каждый день на протяжении почти 7 лет! Тоже немало.

В отличие от ламп, которые легко достать из проектора и заменить, полупроводниковые источники света вряд ли удастся заменить, не обращаясь в сервис-центр.

Гибридный Источники Света: LED/Лазер

Как было ранее сказано, LED источник света ограничен яркостью зеленого светодиода, а лазерный источник света ограничен дороговизной зеленого лазера. Одним из решений (используемых в проекторах Casio) является замена зеленого светодиода LED проектора синим лазером, светящим на зеленый люминофор . При этом, для излучения синего света используется синий светодиод, либо тот же синий лазер .

Если синий лазер используется и для синего и для зеленого, то без вращающегося цветового колеса никак не обойтись:

В случае с синим светодиодом все значительно проще:

Ресурс гибридных источников света обычно оценивается производителем в 20000 часов, как у лазеров и светодиодов, однако существуют сомнения, продержится ли этот срок сам зеленый люминофор и теряет ли он со временем яркость? Все-таки, старые-добрые лампы давно понятны и изучены, а здесь мы имеем дело с довольно новой технологией.

Еще один момент связан с тем, что чистота зеленого цвета, его насыщенность, будет определяться у гибридного проектора не лазером, а люминофором. Таким образом, такой проектор может отображать чистые красный и синий и при этом довольно слабонасыщенный зеленый.

Поэтому основным преимуществом гибридных проекторов считается именно долгий срок службы, который дает долгосрочную экономию по сравнению с ламповыми проекторами.

В новой линейке кинотеатральных проекторов Sony модель VPL-HW30ES пришла на смену VPL-HW20 . Внешне модели очень похожи, также практически совпадают и заявленные характеристики, однако у «тридцатки» есть одно очень важное отличие — она поддерживает стереоскопический режим совместно с затворными очками.

Паспортные характеристики, комплект поставки и цена

Паспортные характеристики
Технология проецирования SXRD
Матрица 0,61″ (15,4 мм), 3 панели, 16:9
Разрешение матрицы 1920×1080
Объектив зум 1,6x, F2,52—3,02, f=18,7—29,7 мм
Лампа 200 Вт UHP
Срок службы лампы Нет данных
Световой поток 1300 ANSI лм
Контрастность 70 000:1 (full on/full off, динамическая)
Размер проецируемого изображения, диагональ, 16:9 (в скобках — расстояние до экрана при крайних значениях зума) минимум 1,02 м (1,20—1,84 м)
максимум 7,62 м (9,31—14,1 м)
Интерфейсы
  • Видеовход, компонентный Y/Cb/Cr (Y/Pb/Pr), 3×RCA
  • Видеовход, VGA, mini D-sub 15 pin (совместим с компьютерными RGB- и видео GBR- и Y/Cb/Cr(Y/Pb/Pr)-сигналами)
  • Видеовход, HDMI (в. 1.4, RGB- и Y/Cb/Cr(Y/Pb/Pr)-сигналы, поддержка CEC, x.v.Color, Deep Colour), 2 шт.
  • Дистанционное управление, RS-232C, mini D-sub 9 pin (f)
  • Вход для внешнего ИК-приемника, 3,5 мм гнездо миниджек
  • Выход для внешнего излучателя 3D-синхронизации, RJ45, 12 В, 45 мА
компонентные аналоговые видеосигналы Y/Cb/Cr (Y/Pb/Pr): 480i, 480p, 576i, 576p, 720p, 1080i
аналоговые RGB-сигналы: VGA-WXGA: 640x350-1280x768 (отчет MonInfo)
цифровые сигналы (HDMI): 480i, 480p, 576i, 576p, 720p, 1080i, 1080p@24/50/60 Гц, 640x480-1920x1080 (отчет MonInfo)
Уровень шума 22 дБ (в режиме пониженной яркости)
Особенности
  • Поддержка стереоскопического режима с последовательным выводом кадров
  • Регулируемая диафрагма
  • Сдвиг объектива ±25% по горизонтали и ±65% по вертикали
  • Преобразование 2D в 3D
  • Функция вставки промежуточных кадров Motion Enhancer
  • Драйвер панелей 240 Гц
  • Цифровая коррекция вертикальных трапецеидальных искажений
Размеры (Ш×В×Г) 407,4×179,2×463,9 мм
Масса 10 кг
Потребляемая мощность 300 Вт максимум, 8 или 0,5 Вт в ждущем режиме
Напряжение питания 100—240 В, 50/60 Гц
Комплект поставки
  • Проектор с крышкой объектива
  • Кабель питания
  • ИК-пульт ДУ и два элемента питания АА для него
  • Руководство пользователя, брошюры формата A5
  • Гарантийный талон для России
  • Блок питания с USB-выходом (100—240 В, 50/60 Гц на 5 В, 1500 мА)
Дополнительные аксессуары
  • Затворные очки (TDG-PJ1)
  • Излучатель синхросигналов (TMR-PJ1)
Ссылка на сайт производителя
Средняя текущая цена (количество предложений) в московской рознице (рублевый эквивалент — во всплывающей подсказке) $2193()

Внешний вид

Дизайн проектора очень аккуратный и строгий. Корпус черный (но есть и модификация в белом корпусе — VPL-HW30ES/W). Материал корпуса — пластик. Поверхность большей части корпуса матовая и только верхняя панель зеркально-гладкая, по всей видимости с покрытием, относительно устойчивым к появлению царапин. На верхней панели ближе к объективу расположены два индикатора состояния и колесики сдвига объектива. Объектив утоплен в корпус, но все же немного выступает за габариты. Кнопки управления, включая миниатюрный джойстик, помещены на правую боковую поверхность.

Ниже, в неглубокой нише — интерфейсные разъемы. ИК-приемник только один — спереди.

Проектор оснащен двумя передними вывинчивающимися (на 10 мм) из корпуса ножками, позволяющими устранить небольшой перекос и/или немного приподнять переднюю часть проектора при его размещении на горизонтальной поверхности. Для крепления к потолочному кронштейну в днище проектора вделаны 3 металлические втулки с резьбой. Крышки отсека лампы и воздушного фильтра находятся на днище, но они не заходят за треугольник крепежных отверстий, поэтому возможно существуют потолочные кронштейны, конструкция которых позволяет менять лампу и вынимать фильтр для чистки/замены без демонтажа проектора с кронштейна. Воздух для охлаждения внутренностей забирается через многочисленные решетки (но не самом днище) и выдувается через две симметричные решетки в передней части корпуса (в основном через правую).

Пульт

Дизайн выполнен в фирменном стиле, включая ребристость на нижней поверхности. Корпус пульта изготовлен из черного пластика с матовой поверхностью. По бокам — вставки из пластика с серебристым покрытием. Пульт удобно лежит в руке. Кнопок немного, самые нужные, включая группу с навигационной четырехпозиционной кнопкой в центре и три кнопки-качалки для быстрого изменения самых важных настроек изображения, легко находятся на ощупь. Есть равномерная и достаточно яркая синяя светодиодная подсветка всех кнопок, кроме трех в первом ряду, которые фосфоресцируют.

Коммутация

Намеченная тенденция избавляться в Full HD устройствах от композитного и S-Video интерфейсов поддержана — в этом проекторе их нет. Проектор оснащен двумя HDMI-, VGA- и компонентным входами. Разъем mini D-sub 15 pin универсальный — он совместим как с компьютерными VGA-сигналами, так и с компонентными цветоразностными и GBR-видеосигналами. Тип видеосигнала на этом разъеме определяется автоматически, но можно указать его принудительно. Переключение между источниками осуществляется перебором всех с помощью кнопки INPUT на корпусе проектора или на пульте. При этом если включена функция автопоиска, то проектор автоматически пропускает неактивные входы. Гнездо миниджек предназначено для подключения внешнего ИК-приемника. Заявлена ограниченная поддержка управления по HDMI — проектор может автоматически включаться при включении (запуске на воспроизведение) подключенного по HDMI-оборудования, наоборот, выключать подключенное оборудование при выключении. Однако, подключенный проектором не обнаруживался и на команды никак не реагировал. Разъем RJ45 предназначен для подключения внешнего излучателя сигналов синхронизации затворных очков. Смысл в том, что пользователь может использовать доступные сетевые кабели нужной длины и стандартные разъемы для подключения опционального излучателя TMR-PJ1. Интерфейс RS-232C, по всей видимости, предназначен для удаленного управления и, возможно, обновления прошивки.

Меню и локализация

В меню используется читаемый ровный шрифт. Навигация удобная и экономная. При настройке параметров, влияющих на изображение, на экран выводится минимум информации — только список режимов или ползунки, — что облегчает настройку картинки.

В нижней строчке выводится подсказка по функциям кнопок. Есть русская версия меню, перевод адекватный, разве что сокращений многовато.

К проектору прилагается напечатанное подробное руководство пользователя на русском языке. Качество перевода высокое.

Управление проекцией

Фокусировка и изменения фокусного расстояния осуществляются двумя ребристыми кольцами на объективе (кольцо зума имеет выступ-рычажок). Двумя колесиками регулируется положение объектива относительно матрицы (сдвиг до 65% от высоты проекции вверх и вниз по вертикали и до 25% от ширины вправо-влево по горизонтали).

Граница допустимого положения объектива представляет собой ромб, т. е. при сдвиге по горизонтали диапазон сдвига по вертикали уменьшается и наоборот. Есть функция ручной цифровой коррекции вертикальных трапецеидальных искажений. Защита объектива от пыли обеспечивается полупрозрачной крышкой, одевающейся на объектив и никак не прикрепленной к корпусу.

Несколько режимов геометрической трансформации позволят оптимальным образом подогнать картинку под формат экрана:

Нормальный — изображение без искажений увеличивается до границ области проекции, оптимально для просмотра фильмов в формате 4:3, Полный — картинка увеличивается и растягивается до границ области проекции (до соотношения 16:9), идеально для анаморфированных фильмов и фильмов в HD качестве, Увеличение — изотропное увеличение до ширины экрана, подходит для формата LetterBox, Шир. увелич. — то же что и Полный , но с чуть большим растяжением по вертикали, так, что верх и низ немного обрезаются. В случае компьютерных сигналов выбор сокращается до 3: Полный 1 — увеличение до границ проекции с сохранением исходных пропорций, Полный 2 — увеличение на всю область проекции, и Увеличение . В режиме Увеличение картинку можно растягивать/сжимать в вертикальном направлении и перемещать видимую часть вверх-вниз. Есть функция обрезки краев картинки Изобр. вне экр. , при этом для режимов 1080 можно отключить увеличение, чтобы избежать интерполяции. Дополнительно функция Гашение позволяет избирательно подрезать область проекции по четырем сторонам. Функция Вырав. панели практическую значимость почти не имеет, так как позволяет юстировать сведение цветов исключительно программным способом.

В меню выбирается тип проекции (фронтальная / на просвет, обычное / потолочное крепление). Проектор среднефокусный, а при максимальном фокусном расстоянии объектива скорее длиннофокусный, поэтому при фронтальном проецировании его лучше располагать примерно на линии первого ряда зрителей или за ней.

Настройка изображения

Стандартный набор настроек дополнен выбором режима работы диафрагмы (два автоматических с тремя уровнями скорости и ручная регулировка), регулировками функций подавления видеошума и устранения артефактов MPEG-компрессии, выбором режима продвинутого деинтерлейсинга, выбором профиля гамма-коррекции и подстройкой детализации в тенях. Функция RPC (Real Color Processing) позволяет производить селективную подстройку выбранных цветов.

Настройку Цвет. прост-во , влияющую на цветовой охват, можно оставить на Широкий 1 , так как при этом цвета становятся жуть живее, но еще не выглядят попугайскими. (В зависимости от текущего режима и типа подключения некоторые настройки могут быть недоступны.) При включенном x.v.Color поддерживается цветовое пространство xvYCC. Выбрав для параметра Рег. Лампы значение Низкий , можно уменьшить яркость лампы, а заодно и шум от системы вентиляции. Сочетания настроек хранятся в семи предустановленных, но редактируемых профилях и в двух пользовательских профилях. Также настройки изображения сохраняются для каждого типа подключения. Кнопкой RESET на пульте можно вернуть текущий параметр к предустановленному значению.

Дополнительные возможности

Можно включить функцию автоматического перехода в режим с низким потреблением энергии (с выключенной лампой) после 10 минут отсутствия сигнала.

Измерение яркостных характеристик

Измерение светового потока, контрастности и равномерности освещения проводились по методике ANSI .

Для корректного сравнения данного проектора с другими, имеющими фиксированное положение объектива, измерения проводились при сдвиге объектива вверх примерно на 50% (низ изображения находился примерно на оси объектива). Результаты измерений для проектора Sony VPL-HW30ES (если не указано обратное, то диафрагма максимально открыта, выбран профиль Динамический и включен режим высокой яркости):

Максимальный световой поток чуть выше паспортного значения (заявлено 1300 лм). Равномерность хорошая. Контрастность высокая. Также мы измерили контрастность, измеряя освещенность в центре экрана для белого и черного поля, т. н. контрастность full on/full off.

Нативная контрастность высокая. Она немного увеличивается при увеличении фокусного расстояния. Даже при включенной динамической регулировке диафрагмы (Усоверш.диафр ) контрастность ниже заявляемого значения в 70 000:1, но в данном случае это несоответствие не имеет принципиального значения.

При переключении с черного поля (после 5 с выдержки) на белое поле в быстром режиме диафрагма срабатывает примерно за 0,7 с, а в самом медленном — даже за 5 с не открывается полностью:

Для оценки характера роста яркости на шкале серого мы измерили яркость 256 оттенков серого (от 0, 0, 0 до 255, 255, 255) при отключенной гамма-коррекции (только настройками Контраст и Яркость мы подогнали уровни черного и белого к расширенному диапазону). График ниже показывает прирост (не абсолютное значение!) яркости между соседними полутонами:

Тенденция роста прироста яркости сохраняется во всем диапазоне и каждый следующий оттенок значимо ярче предыдущего, начиная от ближайшего к черному оттенка:

Аппроксимация полученной гамма-кривой дала значение показателя 2,13 , что немного ниже стандартного значения 2,2. При этом реальная гамма-кривая практически совпала с показательной функцией:

В режиме высокой яркости потребление электроэнергии составило 266 Вт, в режиме пониженной яркости — 209 Вт, в режиме ожидания — 0,6 Вт.

Звуковые характеристики

Внимание! Приведенные значения уровня звукового давления от системы охлаждения получены по нашей методике и их нельзя напрямую сравнивать с паспортными данными проектора.

Режим Уровень шума, дБА Субъективная оценка
Высокой яркости 31 Очень тихо
Пониженной яркости 25,5 Очень тихо

Проектор тихий, а в режиме пониженной яркости его с практической точки зрения можно считать бесшумным. Динамическая диафрагма работает очень тихо, фактически ее слышно, только если прижаться ухом к корпусу проектора.

Тестирование видеотракта

VGA-подключение

При VGA-подключении разрешение 1920 на 1080 пикселей не поддерживается. В режиме 1280 на 720 все нормально, его-то и можно использовать для просмотра фильмов и для игр при VGA-подключении. Оттенки на шкале серого различаются от 0 до 255 с шагом через 1.

DVI-подключение

При подключении к DVI-выходу видеокарты компьютера (с помощью кабеля-переходника с HDMI на DVI) поддерживаются режимы вплоть до 1920 на 1080 пикселей включительно при 60 Гц кадровой частоты. Белое поле выглядит равномерно освещенным и не имеет цветовых разводов. Черное поле равномерное, бликов и цветных разводов нет. Геометрия близка к идеальной — прогиб по верхнему краю вниз при сдвиге вверх на 50% составляет всего порядка 1-2 мм на 1,5 м ширины. Четкость высокая. Тонкие цветные линии толщиной в один пиксель выводятся без потери цветовой четкости. Хроматические аберрации объектива небольшие — в центре минимальные, а к углам ширина цветной каймы не превышает 1/3 пикселя. Темная граница между пикселями практически отсутствует. Равномерность фокусировки местами чуть-чуть нарушается, но не настолько, чтобы это сказывалось на качестве изображения. При сдвиге объектива и изменении фокусного расстояния качество изображения существенно не меняется.

HDMI-подключение

HDMI-подключение тестировалось при подключении к . Поддерживаются режимы 480i, 480p, 576i, 576p, 720p, 1080i и 1080p@24/50/60 Гц. Картинка четкая, цвета правильные, оверскан отключается. Есть реальная поддержка режима 1080p при 24 кадр/с (в этом режиме кадры имеют равную длительность), кроме того проектор умеет выполнять обратное преобразование — из чередования кадров 2-3 при 60 кадр/с восстанавливать исходные 24 кадр/с с равной длительностью кадров. Тонкие градации оттенков различаются как в тенях, так и в светах. Яркостная и цветовая четкости всегда очень высокие.

Работа с источником компонентного аналогового видеосигнала

Качество компонентного интерфейса высокое. Четкость изображения соответствует возможностям интерфейса и типу сигнала. Тестовые таблицы с градиентами цветов и со шкалой серого не выявили каких-либо артефактов изображения. Слабые градации оттенков в тенях и на светлых участках изображения хорошо различаются. Цветовой баланс правильный.

Функции обработки видеосигнала

В случае чересстрочных сигналов и если параметр Режим фильма установлен в Авто 1 или Авто 2 , проектор пытается полностью восстановить исходный кадр, используя смежные поля. В случае сигналов 576i/480i и 1080i проектор обычно правильно склеивал кадры как в случае чередования полей 2-2, так и 3-2 (срывы случались, но редко), и только в очень сложных случаях иногда проскакивала характерная «расческа». Для видеосигналов обычного разрешения выполняется сглаживание зубчатых границ объектов, для 1080i — нет. Функции шумоподавления работают неагрессивно, не доводя процесс улучшения картинки до появления артефактов.

В данном проекторе есть функция вставки промежуточных кадров (предыдущая модель ее не имела). Заметим, что эта функция может быть включена и в стереоскопическом режиме при сигнале 24 кадр/с. Функция вставки промежуточных кадров в русском варианте меню не переводится и называется Motionflow . При ее включении плавность движения и четкость объектов в движении возрастают, картинка становится приятнее для глаз. При изменении уровня от Низкий до Высокий возрастает скорость движения в кадре, для которого выполняется интерполяции. Качество работы этой функции высокое и в подавляющем большинстве случаев к ее работе не будет никаких претензий. Однако фильмы типа «Аватар» (вернее некоторые фрагменты из этого фильма) задают новую планку: на уровне Высокий при очень быстром и сложном движении заднего фона расчет промежуточных изображений периодически на пару секунд прекращается и картинка выводится в режиме 24 кадр/с, кроме того, некоторые объекты переднего плана часто имеют своих двойников из фаз движения вперед и назад во времени. В таких случаях лучше выбрать режим Низкий , в котором четкость и плавность ниже, но и артефакты менее заметны.

По всей видимости, при 60 кадр/с рассчитывается один промежуточный кадр, при 24 кадр/с — два промежуточных кадра. Для иллюстрации приведем снимки, сделанные при выводе на экран стрелки, перемещающейся на одно деление за кадр при включенной функции вставки промежуточного кадра для 60 кадр/с и 24 кадр/с:


60 кадр/с.


24 кадр/с.

Отрезки между делениями — это рассчитанные промежуточные положения стрелки.

Определение времени отклика и задержки вывода

Пики узкие и не очень интенсивные, поэтому никакого мерцания не видно, но расчетам они мешают. Примерно можно оценить, что время отклика при переходе черный-белый-черный равно 6,5 мс (5 мс вкл. + 1,5 мс выкл.). Для полутоновых переходов среднее суммарное время отклика составило примерно 7,5 мс. Такой скорости матриц вполне достаточно как для просмотра фильмов, так и для игр в динамические игры.

Задержка вывода изображения относительно ЭЛТ-монитора составила около 15 мс при VGA-, и 22 мс при HDMI(DVI)-подключении (проектор как первичный монитор в систем). Это небольшое значение задержки, не мешающее играть в динамичные игр. При включении функции вставки промежуточных кадров задержка увеличивается до 51 мс, что уже может быть заметно, но в играх вставку кадров все равно лучше отключать.

Оценка качества цветопередачи

Для оценки качества цветопередачи использовали спектрофотометр и .

Цветовой охват зависит от значения настройки Цвет. прост-во. При Широкий 3 охват максимальный, при Нормальный охват в точности равен sRGB:

Ниже приведены спектры для белого поля (белая линия), наложенные на спектры красного, зеленого и синего полей (линии соответствующих цветов) при Цвет. прост-во. = Широкий 3 и при Нормальный :


Широкий 3 .


Нормальный .

Видно, что компоненты хорошо разделены, и это позволяет получить широкий цветовой охват, а для его приведения к стандарту sRGB выполняет перекрестное подмешивание компонент. Цветопередача ближе всего к стандартной в случае профиля Кинофильм 1 , взяв его за основу, мы попытались регулировкой усиления трех основных цветов приблизить цветопередачу к стандартным 6500 К на белом и темно-сером участках. Графики ниже показывают цветовую температуру на различных участках шкалы серого и отклонение от спектра абсолютно черного тела (параметр ΔE):

Близкий к черному диапазон можно не учитывать, так как в нем цветопередача не так важна, а погрешность измерения цветовых характеристик высокая. Видно, что ручная коррекция приблизила цветопередачу на белом поле к целевой, но для коррекции в тенях необходимо использовать и регулировки смещения. Впрочем, даже без коррекции особых нареканий к качеству цветопередачи нет, так как изменения ΔE и цветовой температуры монотонные при переходе в темную область, что визуально мало сказывается на изображении.

Тестирование в стереоскопическом режиме

Для создания стереоскопического изображения применяется метод чередования полных кадров. Проектор последовательно выводит кадры для правого и левого глаза, а активные очки синхронно с кадрами перекрывают глаза, оставляя открытым тот, для которого предназначен выводимый в данный момент кадр.

В комплект поставки этого проектора очки не входят, их придется покупать дополнительно (впрочем, заявлено наличие модификации VPL-HW30AES с очками и синхронизатором в комплекте). Компания Sony для использования совместно с этим проектором предлагает очки TDG-PJ1. Очки имеют элегантный дизайн, их комфортно носить даже с корректирующими очками, угол обзора в них достаточно большой, очки охватывают голову гибкими дужками и подходят для небольших и больших голов. Правда, по современным мерками очки немного тяжеловаты — 59 г. К очкам прилагается мягкий двухслойный чехол, предназначенный для хранения очков. Работают очки от встроенного аккумулятора. На полную зарядку нужно 30 мин, а одной зарядки очки работают 30 часов. 3 минуты подзарядки обеспечивают 3 часа работы (данные производителя). Для зарядки используется кабель (1,2 м) с разъемами micro USB и USB типа A. Первый разъем подключается к разъему на очках под заглушкой, второй — к БП или порту на компьютере. При работе очки не заряжаются. Как это ни странно, в комплект поставки проектора входит небольшой БП с розеткой USB, предназначенный для зарядки очков. Синхронизируются очки по ИК-сигналу от проектора. Приемник расположен по центру между стеклами. Включаются очки кнопочкой сверху. Выключаются — через несколько минут отсутствия приема синхросигнала.

Излучатель синхросигнала также придется покупать дополнительно. К проектору он подключается посредством витой пары. Производитель указывает, что длина кабеля может доходить до 15 м, а излучатель обеспечивает работу очков на дистанциях от 1 до 9 м.

Проектор поддерживает три способа приема стереопары упакованные кадры, когда передаются два полных кадра (разрешением до 1920 на 1080 пикселей каждый) для обоих глаз, и два совмещенных формата: по горизонтали (Рядом , в правой половине кадра ужатый в два раза по горизонтали кадр для одного глаза, в левой половине — для второго), и по вертикали (Одна над другой , похоже на предыдущий, только кадры для глаз размещаются в нижней и верхней половине кадра). В режиме Авто способ передачи определяется автоматически по признакам, передаваемым по HDMI.

Разумеется, независимо от того, как проектор принимает стереопару, изображение в 3D-режиме выводится всегда в последовательном режиме — кадр для одного глаза, затем кадр для другого глаза. Также есть режим автоматического преобразования обычной «плоской» картинки в стереоскопическую, этот режим мы не тестировали. Заметим, что в стереоскопических режимах 1080p при 24 кадр/с можно включить функцию вставки промежуточных кадров. В настройках стереоскопического режима есть параметр Яркость 3D-очков , который управляет длительностью периода, когда стекла пропускают свет. При изменении от Макс до Мин (всего 5 ступеней) период прозрачности уменьшается, соответственно уменьшается и яркость видимого изображения.

Тестирование стереоскопического режима упакованные кадры мы проводили с помощью компьютера, оснащенного Blu-ray-приводом, при этом за вывод изображения отвечала видеокарта AMD Radeon HD 6850 . Плеер — CyberLink PowerDVD 10 Ultra. Тестирование показало, что приемлемое качество стереоизображения достигается уже на второй ступени в сторону понижения яркости, при этом яркость изображения остается на достаточно высоком уровне для комфортного просмотра на экране с диагональю 2-2,5 м, а может и чуть больше. При уменьшении периода прозрачности яркость падает, но существенного прироста в качестве разделения стереопар уже не наблюдается. Для тестирования эффективности разделения для глаз мы вывели три тестовых изображения с черным прямоугольником на белом фоне, с белым прямоугольником на черном фоне и со светло серым прямоугольником на темно-сером фоне. В стереопарах прямоугольники были смещены относительно друг друга, поэтому при просмотре через очки при 100% разделении можно было бы видеть только один прямоугольник. Фотографии ниже сделаны через очки при сигнале 24 кад/с, при этом экспозиция подбиралась так, чтобы белое поле на фотографиях было максимально ярким, но еще не пересвеченным. Яркость 3D-очков установлена на Макс (яркость изображения и период прозрачности очков максимальные):

Качество разделения значимо не меняется при изменении частоты кадров входного сигнала от 24 до 50 и 60 кадр/с.

Измерения яркости через очки позволили определить, насколько уменьшается яркость в стереоскопическом режиме.

Данные, приведенные последней колонке, нуждаются в комментариях. Нужно учесть, что воспринимаемая яркость изображения не уменьшается при закрытии одного глаза, а измерения проводились только через одно стекло. В итоге, для оценки максимально возможной воспринимаемой яркости в стереоскопическом режиме нужно данные средней колонки умножить 2. Результат этого действия и приведен в последней колонке.

Выводы

В обычном «двумерном» режиме новый проектор Sony VPL-HW30ES мало чем отличается от предыдущей модели Sony VPL-HW20 , разве что вставка кадров появилась. Вот поддержка стереоскопического режима — совсем другое дело. Да, придется дополнительно покупать очки и синхронизатор, но оно того стоит, так как в режиме 3D проектор показывает очень хорошо — с минимальным уровнем перекрестных помех при довольно высокой яркости. По качеству стереоскопического режима этот проектор обгоняет даже топовую модель прошлой линейки Sony — проектор VPL-VW90ES .

Достоинства:

  • Высокое качество изображения
  • Низкий уровень перекрестных помех и достаточно высокая яркость в стереоскопическом режиме
  • Очень тихая работа
  • Вертикальный и горизонтальный сдвиг объектива
  • Есть функция вставки промежуточных кадров
  • Строгий дизайн корпуса
  • Удобный пульт ДУ с подсветкой
  • Русифицированное меню

Недостатки:

  • Не поддерживается разрешение 1920 на 1080 при VGA-подключении