开启4K投影普及之道-评Texas Instruments 0.67英寸 DLP 4K UHD超高清投影芯片技
今年随着4K UHD蓝光机与众多片源的即将推出，4K注定成为家庭影院系统的主调。如果你现在需要选择一款投影机，我基本上都会推荐4K的机型，只是现阶段还没有一款4K机型能够进入2万元以下的主流市场，你的选择只能是中高阶的4K机型。为什么直到现在4K平板电视都已经相当便宜的情况下，4K投影机还不能真正走入普及，很大一方面的原因在于4K芯片的研发问题上。不过，在年初的两大展会之上，Texas Instruments(简称TI)德州仪器就宣告推出平价版本的DLP 4K投影芯片解决方案，同时Optoma(奥图码)与BenQ(明基)两大品牌都在ISE2016展会上展出了样机，并且表示将会在今年下半年正式推向市场，终于让4K有机会真正走向主流的家庭影院投影机市场之中。而在参加此次阿姆斯特丹所举行的ISE2016展会的时候，我还发现了这种平价的DLP 4K显示芯片技术还将会结合飞利浦全新的HLD LED光源技术，相信2016年的下半年将会成为家庭影院系统彻底从全高清加上7.1声道的环绕声系统向4K超高清加上沉浸式三维音效系统过渡的重要阶段。需要留意的是，这种家用级别的DLP 4K技术与以往TI所带来的DLP技术有一定的差异，包括常见的0.65英寸全高清芯片以及应用在电影放映机种的1.38英寸4K芯片，因此也引起了不少的争议与讨论。
ISE2016展会上，TI展示了历年在投影机方面的DMD芯片的发展与应用，其中包括了0.3英寸的720p芯片、0.65英寸的1080p芯片、0.66或0.67英寸的4K UHD芯片以及1.38英寸的DCI 4K芯片
两种芯片的尺寸比较，同时分辨率方面也有所不同，0.67英寸为UHD规格的3840×2160，后者则是DCI标准的4096×2160
此前并非无4K DLP芯片方案 只是受制于尺寸太大
其实，此前TI并不是没有4K超高清级别的DLP芯片方案，只是在尺寸上并不适合用于家用投影机之中。不知道大家还有没有印象，在Sony(索尼)与JVC都宣布推出能够实现4K画面的家庭影院投影机之后，SIM2也曾推出过一款4K级别的三片式DLP投影机CINEMA QUATTRO，可以说是最早在家用领域出现的4K DLP投影机，只是从庞大的外形来看，你很难用家用投影机来称呼它，它更像一款专业影院的放映机。事实上，CINEMA QUATTRO确实是在2012年由SIM2在Christie(科视)的一款4K放映机的基础上进行家用化改造而成的4K家庭影院投影机，而它所采用的显示核心正是TI专门为电影放映机所设计的1.38英寸的4K DMD芯片。要知道，投影机所使用的显示芯片面积越大，后续配套的光学引擎与镜头的体积就会越大，一般来说，家用投影机基本上都会采用1英寸以内的显示芯片，例如TI早期0.95英寸以及目前常见的0.65英寸1920×1080全高清显示芯片，Epson(爱普生)0.74英寸的LCD液晶1920×1080全高清显示芯片。因此，SIM2首款基于1.38英寸4K DLP芯片解决方案的家庭影院投影机只是昙花一现，并没有真正让DLP 4K的方案进入到家庭影院市场之中，反而是索尼凭借独家的原生0.74英寸的4096×2160超高清显示芯片不断在市场上推出各个不同层次定位的4K机型，以及JVC与爱普生利用先进的光学处理手段，让全高清的芯片也能实现4K精度的画面，逐渐让中高端的家庭影院投影进入到4K时代。然而，在DLP主导的万元或以下级别的主流市场仍然徘徊在全高清，没能与4K接轨。这也导致了不少想要进入家庭影院大门的朋友依旧处于
进入2016年 平价版的DLP 4K芯片方案终于来了
踏入2016年，眼看着UHD 4K超高清蓝光就要来到我们的身边，TI终于向我们交出了平价版的DLP 4K解决方案，一种比主流0.65英寸全高清芯片仅仅大那么一点的0.67英寸的4K芯片，让人相当惊奇。理论上，0.67英寸的4K DMD芯片能够很好地控制机身尺寸，基本上比起常见的全高清DLP投影机并不会相差太远，我也从奥图码与明基所展现的样机证明了这一点。不过，TI也相当坦诚地跟我们说明了这种0.67英寸的4K芯片并非由800多万微镜所组成的原生4K解决方案，而是通过芯片内部400万个微镜利用光学手段，加上先进的图像处理能力所生成的800多万像素的4K画面。听到这个消息之后，不少影音发烧友与行内人士纷纷表示相当失望，等了这么长时间，TI居然也只是推出了“简化版”的4K DLP方案。而实际上，这种方案所呈现的4K画面是否就真的远远不如原生4K的DLP方案呢？那也未必。
由于DLP的成像特点 这种DLP 4K方案未尝不是好办法
其实，在JVC推出特殊的4K增强技术之后，在不增加显示芯片尺寸的情况下，将画面的显示精度提升至4K超高清的时候，我就认为这种增强型的4K解决方案未尝不是一种很好的折中方案，毕竟与原生4K的画面细节与层次相比区别也是相当轻微，如非近距离细致观看，在动态画面上是很难看得出来的。而且TI这次所带来的4K DLP方案并不是从全高清的200多万像素提升至800多万像素的超高清画面，而是从400多万像素起步，单从芯片结构上就已经比200多万像素的全高清芯片有所提升了。从画面的原生像素的角度而言，平价4K DLP方面的画面细致度应该优胜于其他的4K增强技术。而从DLP本身的成像原理来看，这也未尝不是一种很好的解决方法。
大家知不知道DLP技术当中的核心DMD(数字微镜元件)显示芯片的内部结构是怎样的？其实它是一种纯机械振动结构的显示芯片，与常见的液晶芯片有着很大的不同。画面上的每一个像素都对应着DMD芯片上的一个微镜，透过微镜的振动而改变光的折射角度来构成不同的元素。这就是DLP技术的工作方式。它能够很好地保留光源的特性，但却较难完全关闭光源，因此DLP的投影机往往都拥有着非常出色的高光以及高光灰阶的层次过渡，却鲜有能够在黑色下潜方面做得出色，不过也正是这样的特性，使得DLP投影机更加适合用于构建客厅影院这类有一定环境光影响的环境。话说回来，既然平价的4K DLP方案的DMD芯片当中仅仅有400万个微镜，它又是怎样再现一倍的800多万像素4K画面的呢？其实，主要的解决方案就是提速，加快微镜的振动速度，让其能够在画面上折射生成两个完全不同的且唯一的像素，可以说这种方案其实也算得上是一种原生的4K方案，毕竟并没有采用数字倍频的方式来处理，而是一种机械的光学手段。而我在ISE2016期间近距离观察静态画面的像素边缘，发现每一个像素都相当扎实，并没有虚化，如果观看动态影像，由于人眼的动态分辨率较低，就更加看不出精度方面的问题了。因此，我认为这种DLP 4K方案是一种别出心裁的解决办法，既可有效控制芯片与机身尺寸与体积，也能很好地降低整台投影机的成本。不过，我对这种方法也有一个疑虑，就是每个微镜的振动次数提升到一秒9000次以上，芯片的寿命肯定会有所缩减，但究竟是多长的寿命，TI在这方面却并没有给出准确的数字，看来以后只能通过实际使用的检验才能知道了。
目前采用这种形式的主要是单片式解决方案 分别搭配色轮与LED光源方案
由于这种DLP 4K芯片定位于入门普及型，因此可以肯定的一点就是都会采用单片式的DLP方案。而在分光色彩处理方面，根据奥图码与明基所演示的机型可以看到会有搭配常规高速色轮结构与使用飞利浦全新的HLD LED光源两大类。而根据现场的画面观看，后者鲜艳亮丽的画面给我留下了较深的印象。下面就简单讲讲飞利浦所带来的这种较高亮度与色彩准确度的LED光源的特点吧。
理论上可以达到5000流明(高亮模式) 以及2500流明(色彩模式)的画面
在投影机未来光源的争夺大战上，LED与激光光源是两个有力的竞争者，从目前的态势来看，似乎激光光源更具优势，尤其是激光荧光光源在色域方面取得突破后就更是高阶机型的首选。不过对于主流级别的投影机而言，采用激光光源的成本目前确实有些过高，因此现阶段还是以常规的高压水银灯光源为主。LED光源在使用寿命与色域方面都拥有与激光光源相抗衡的能力，只是一直以来都受制于输出亮度较低的问题，一般都较难达到1000流明的水平，特别是到了需要投影150英寸以上的大画面时就更显得捉襟见肘，即使做了完备的遮光处理也很难得到一个好的画面。
不过，去年下半年著名的光源大牌飞利浦在LED光源方面取得了不少的突破，带来了一种名为HLD(High Lumen Density)高流明密度的LED光源，使得输出亮度在理论上能够达到5000流明(高亮模式)以及2500流明(色彩模式)，而色彩模式下的色域是设置在Rec.709高清标准之下。在这次的ISE2016展会上，我也亲眼目睹了奥图码与明基两款4K DLP投影机采用了飞利浦的HLD LED光源，色彩方面的表现相当不错，相信今后会有越来越多的机型采用这种光源系统。HLD光源的特点是提高单位面积内的输出光密度，在LED光源的发光表面面积不增加的情况下增强输出光的强度，使到投影机的画面输出亮度能够大幅度提升。现阶段家庭影院样机的输出亮度大致在2000流明左右，相比以往的800流明上下，在画面能量感方面有了明显的提升，而一些商务样机的输出亮度则在3000-4000流明左右，可以看到LED光源同样也可适用于其他的领域。
总结与展望
原本从1月份的CES展会上看到TI推出平价版DLP 4K解决方案已令我感到相当振奋，想不到2月亲临ISE展会更是看到了这种4K方案搭配飞利浦崭新的HLD LED光源的整体解决投影机方案，让以后要建立4K级别的客厅影院系统又有了新的选择。至于我们要什么时候才能真正看到采用这种方案的4K家庭影院投影机面世，恐怕还得等到今年下半年了。另外，我也希望能有结合这两种技术的超短焦机型出现，相信届时将会对现有全高清的超短焦投影或激光电视市场带来不少的冲击，从而进一步拉低客厅影院的构建门槛。
