Главная   >   Статьи   >   Раздел 2   >   LCD (3LCD), DLP, LCoS: в чём разница между технологиями?

LCD (3LCD), DLP, LCoS: в чём разница между технологиями?

LCD (3LCD), DLP, LCoS: в чём разница между технологиями?

В этом разборе вы найдёте информацию о различных технологиях проекторов. Для того, чтобы материал было проще понять, все преимущества и недостатки будут рассмотрены в трёх параметрах. Исходя из способа формирования изображения, то есть от того, каким путём исходящий от лампы свет образует изображение на экране, можно отобрать сразу два параметра:

1.       Количество матриц в проекторе: одна или три.

2.       Технология матрицы (DLP, LCD, LCoS).

3.       Вид, характеристики применённого источника света – третья категория рассматривает показатели, важные для выбора оборудования с оптимальным источником света. Это могут быть лампы, LED-светодиоды, лазеры – и решение тут зависит от того, где как будет эксплуатироваться процессор.

Матрицы в проекторе: с одной или с тремя

Выбор здесь вроде невелик: выпускаются одноматричные и трёхматричные модели.

Чтобы не делать поспешных выводов, сначала разберёмся в устройстве и предназначении матрицы. Работа матрицы заключается в том, что каждая отдельная её точка или останавливает свет, или пропускает его дальше. Такой «отсев» и формирует картинку, причём монохромную.

Этим проекторные матрицы заметно отличаются от телевизорных: в тех единственная матрица формирует цветную картинку. На экране увеличенных размеров это может оказаться не лучшим решением: только посмотрите на фотографию ниже. На первой точки на 3LCD а на второй точки на обычном LCD


На экране солидных размеров то, что показано на картинке справа, будет смотреться не лучшим образом.

Если увеличить это изображение, станет заметно, что каждая точка сформирована из трёх чёрточек разного цвета: красной, зелёной и синей. На отдалении эти чёрточки собираются в один пиксель, составляя необходимый цвет, оттенок методом RGB-смешения. Но такая технология плохо работает, будучи использованной для проекторов: с ней получится не полноценное изображение, а набор различимых отдельных точек. Это, конечно, не добавляет удобства и удовольствия от просмотра. У технологии есть и ещё один существенный минус: при её применении свет из лампы сильно раскаляет матрицу, что грозит её быстрому выходу из строя.

Так что необходима матрица с цельным квадратным пикселем, которая по умолчанию способна по умолчанию выдавать один-единственный цвет. Но тут есть простой выход: это исправляется совмещением трёх самостоятельных изображенийНакладывание друг на друга происходит в проекторе. Естественно, для обеспечения процесса необходимы три матрицы: по одной на Red(красный), Green(зелёный), Blue(синий). Хотя и это ограничение обходится элементарно, ведь можно «сложить» картинки уже на экране. Они быстро попеременно будут проявляться на экране, поэтому человеческий мозг будет воспринимать их как одно, целое и цветное. В такой разнице в подходах к формированию картинки и состоит основное отличие в технологиях. Попробуем выделить заметные несхожести трёхматричных и одноматричных проекторов.

Одноматричный:

§ требует применения единственной матрицы, которая должна быть конструкционно трудно устроена и качественно исполнена, что стоит больших финансовых затрат (или оборудование будет дешёвым, но качество воспроизведения будет соответствующим);

§ легче сделать компактным.

Трёхматричный:

§ воспроизводит единовременно сразу три оттенка белого, обеспечивая высокую яркость; одноматричный – только один;

§ не подвержен проявлению «эффекта радуги», появляющегося из-за недостаточной скорости перемены кадров и проявляющегося в виде раздражающего и утомляющего глаза мерцания;

§ нуждается в повышенной точности координирования матриц относительно друг друга, так как их несовпадение грозит размытостью картинки из-за выхода пикселей за отведённые им границы.

Нельзя однозначно заявлять, что приведённые выше особенности характерны для каждого устройства, произведённого по этим технологиям. Тем не менее, они достаточно ясно отображают сложности и недостатки, присущие определённому типу оборудования. И чем выше ценовая категория продукта, тем больше отсутствие проблем зависит не от технологий, а от качества их реализации – грубо говоря, оно может разниться не только от производителя, но и от номера партии.

Но в недорогой категории – оборудовании для офисов, образовательных учреждений, домашних кинотеатров — на число матриц стоит обращать внимание. Здесь конкурируют:

·         DLP с одной матрицей,

·         LCD (3LCD) с тремя матрицами.

Модели, более близкие к премиум-классу, оснащаются трехматричными LCoS (SXRD, D-ILA) и DLP.

Как уже можно понять из этого описания, есть разделение не только по количеству матриц, но и по их типу.В следующем пункте мы их рассмотрим.

DLP-проекторы

Если речь заходит о DLP-аппаратах, практически всегда имеются в виду одноматричные проекторы. Они составляют подавляющее большинство наименований, производимых и реализуемых на рынке. Суть технологии зашифрована в самом названии: матрица такого типа – это DMD-чип. Аббревиатура расшифровывается и переводится как«цифровое микрозеркальное устройство». То есть идея – в использовании сотен тысяч, тысячей тысяч микрозеркал. Принцип работы схож с бинарной системой: зеркальца способны закрепляться только в двух позициях, как нули и единицы.


Каждое из миллионов зеркал может либо отсылать исходящий от лампы свет на экран (на нём формируется белая точка), либо отражать его в светопоглотитель (соответственно, на экране отображается чёрная точка) При сверхскоростном переходе от воспроизведения чёрного к белому достигается получение серого разной насыщенности Чем больше зеркал установлено в матрице, тем выше разрешение. Простая арифметика показывает, что в FullHD.DMD-чипе их более 2 млн. Уже упоминалось, что одноматричное устройство единовременно воспроизводит лишь один цветовой компонент Лампа источает только белый цвет, остальные получаются после прохождения через колесо со цветофильтрами:


От того, насколько быстро способно вращаться цветовое колесо, зависит, насколько может быть выражен «эффект радуги», которым страдают бюджетные модели.

Цветовое колесо содержит разноцветные секторы: красный, зелёный, синий. Иногда они дублируются: в RGBRGB-фильтре все встречаются по два раза на один оборот. Для увеличения цветовой гаммы добавляются другие цвета. Например, RGBCMY-колесо помимо трёх основных содержит: C – Cian, M–Magenta, Y–Yellow. Вот так оно выглядит:


На следующем изображении четверть всего круга занимает прозрачный сегмент. Модели с таким дополнением обладают лучшей чёрно-белой яркостью, т. к. этот сектор не задерживает белый свет.


Подход разрешает вопрос о низкой производительности проекторов с одной матрицей без замены лампы на вариант с высокой мощностью. Лучше всего модели с такими цветовыми колёсами подойдут для офисных условий, где требуется выводить читаемый чёрно-белый текст. Но есть большой недостаток: остальные цвета при наибольшей яркости становятся тёмными, ненасыщенными. Поэтому способ с добавлением прозрачного сегмента считается популярным, но не универсальным.

Общее же главное преимущество одноматричных проекторов с DMD-чипами – то, что система с применением зеркал отлично справляется с разграничением белого счерным, за счёт чего достигается высокая контрастность, особенно качество «глубокого» чёрного. Проблемы же DLP-проекторов (в частных случаях) в «зашумлении» изображения – оно проявляется из-за переключения зеркал.

ТрёхматричныеDLPлишены недостатков одноматричныхDLP: здесь не будет ни слабой энергоэффективности, ни шумов, ни «эффекта радуги». Но за это придётся хорошо заплатить: такое оборудование дорого, поэтому его применяют в представительских целях в выставочных залах, хороших домашних кинотеатрах.

3LCD Проекторы

Технологию 3LСD разработали в фирме Epson, но теперь они не обладают на неё эксклюзивными правами: сейчас она используется и, например, в Sony. По названию понятно, что в проекторе каким-то образом задействовано три LCD-матрицы. Каким образом они работают? Они задействуются одновременно, и получается настоящее смешивание красного, синего и зелёного – образуется цветное изображение.

Подробнее – на схеме:


В 3LCDсвет исходит из лампы, проходит через фильтры, распадаясь на три составляющие. Но главная часть устройства – матрицы у призмы, которая обратно собирает в одно целое эти три составляющие. Они соединяются в конечное цветное изображение, которое и отображается на экране.

Здесь белый получается в миксе зелёного, синего и красного, и поэтому невозможно неуравновешенное сочетание черно-белого с цветным. У производителей, чтобы подчеркнуть эту особенность продукции, есть даже особый термин: «цветовая яркость».


В одинаковых условиях при проверке окажется, что по сравнению с DLPLCD-матрица не так хорошо справляется с лишним светом, и контрастность будет ниже. Зато вLCDматрицы могут находиться в пограничных с крайними положениях, отфильтровывая нужное количество света без непрерывных переключений. Дорогие версии 3LCDсодержат модификацию C2Fine, благодаря которой контрастность повышается, и подобное оборудование подходит для домашнего High-Endкинотеатра.

3LCD или DLP

В этом пункте мы будем разбираться, какая технология (одноматричные DLP и 3LCD) предпочтительнее в устройствах среднего и недорогого ценовых сегментов. Премиум-класс рассматриваться не будет по простой причине: у таких моделей характерные недостатки выражены слабо либо вообще отсутствуют.

Здесь будет ещё и более точечное разделение — по области применения: в специально оборудованном затемнённом зале или обычном, с повышенным уровнем засвета. Суть в том, что при хорошем затемнении нет нужды в большой яркости – хватит 1000 лм. Зато такие условия требуют хорошей контрастности.

При слабом затемнении необходима высокая яркость, а контрастностью можно немного пренебречь.

Яркость против Цветопередачи

Уже неоднократно упоминалось,что одноматричныеDLP-проекторы одномоментно используют лишь один цвет.

Это не препятствие для оборудования, рассчитанного для использования в тёмных комнатах – там большая яркость не нужна. Но в школьном классе, аудитории, офисе на воспроизведении это отобразится не лучшим образом. Проектор должен быть ярким, а соответствующие лампы стоят дорого, прибор с ним издаёт больше шума. Поэтому вместо мощной лампы нередко используется цветовое колесо с прозрачным сектором. Решение не без недостатков:черный и белый будут яркими, а вот остальные цвета — блеклыми.3LCD-технология недостатка лишена, поэтому маркетологи с более чистой совестью, чем обычно, могут завлекать покупателей «невероятной цветовой яркостью». Яркость вместе с оттенком и насыщенностью – основные характеристики света, поэтому о ней забывать не рекомендуется.

Контрастность

Зеркальная система DLP хорошо справляется с распределением света, не пропуская лишнего на экран – так получается глубокий чёрный. Поэтому у DLP-проекторов с этой характеристикой всё обстоит лучше, чем у 3LCD-проекторов. Это ценное качество при демонстрации в тёмном помещении, но совсем не важно при свете.

«Эффект радуги»

Этому негативному явлению подвержены одноматричныеDLP-проекторы, особенно при отображении контрастных сцен. Чем медленнее совершается оборот цветового колеса – тем выше шанс получить неприятное мерцание, которое проявляется заметнее всего при резком переводе зрителем взгляда с одного края экрана на другой.

Менее существенные отличия

«Москитная сетка». Контроллеры DLP-матриц установлены под зеркалами, а в 3LCD – на узких выступах по граням квадратика пикселя. Из-за них появляется маленький зазор между клеточками, из-за которого появляются основания заявлять, что с 3LCD изображение получается не цельным, а расчерченным на отдельные крохотные части. Такое утверждение скорее не слишком близко к правде – не в последнюю очередь потому, что подобное заметно и у DLP. Даже прямое сравнение в одинаковых условиях не даёт заметной разницы в качестве изображения. А в продвинутом оборудовании есть средства для нейтрализации эффекта.

Мягкость цветовых переходов.Изредка проявляется у DLP-проекторов с DMD-матрицей, чаще у бюджетных моделей. Быстрые переходы цветов на них могут создавать непреднамеренный «эффект постеризации», а при монохромном воспроизведении может появляться цифровой шум. Но это характерно лишь для немногих моделей, поэтому изучайте отзывы перед покупкой и обойдётесь без неприятных сюрпризов.

Расхождение границ пикселей.Нередко в трехматричных проекторах (в т. ч. 3LCD) границы пикселя не совсем совпадают по всем трём матрицам. Это можно понять по некоторой размытости точек на экране. Поэтому в этом у одноматричнойDLPпредполагается превосходство – там границы пикселей остаются чётко очерченными. Но часто реальность в виде использования дешёвой оптики сводит плюсы технологии на нет.

Отсутствие пылезащитных фильтров. Только технология DLP предусматривает герметичную запаковку оптического блока – при таком подходе пыль в него проникнуть не может. Поэтому во многих DLP-проекторах не устанавливают бумажные фильтры. Тут, пожалуй, нельзя однозначно говорить о правильности или ошибочности этого подхода. Производители считают, что решение позволяет пользователям отказаться от обязанности чиститьфильтры. Однако запечатанный оптический блок – это не весь проектор, загрязнению подвергаются и другие части: лампы, платы. В некоторых руководствах по эксплуатации указано, что желательно в DLP-проекторах систематически пылесосить вентиляционные отверстия. Есть и модели, в которых фильтры предусмотрены – и это устройства известных марок.

Компактность. В DLP применяется только один чип, поэтому эта технология подходит для создания мини-проекторов, «карманных» пико-проекторов. Самыми маленькими получаются аппараты с LED-лампами.

Технология LCoS

Устройства такого типа выдают изображение высокого качества и, как правило, стоят дороже. LCoS – это «LiquidCrystalonSilicon», т. е. «жидкие кристаллы на кремнии». Технология использует подходы, разработанные в предыдущихDLP и 3LCD. Название LCoS не единственное, популярные фирмы брендируют похожие разработки по-разному:

·         Sony — SXRD,

·         JVC — D-ILA,

·         Epson – «reflective 3LCD».

Последнее обозначение – самое удачное. «Отражающий 3LCD» неплохо показывает принцип работы. Возьмите обычный 3LCD-аппарат и подставьте пласт жидких кристаллов над отражающим слоем. Если совсем упростить, LCoS-матрица состоит из соединения LCD-матрицы с зеркалом. Плюс такой комбинации – двукратное прохождение света через матрицу, что даёт отсев лишнего света. Картинка получается более контрастной.

Сходство с DLPсостоит в нахождении управляющих элементов под матрицей. Есть и серьёзное отличие: здесь не нужны движущиеся детали, а значит, можно избавиться от неизбежного в DLPзазора между клетками – исключено проявления «эффекта москитной сетки».

Для лучшего понимания того, как свет проходит по LCoS, сначала рассмотрим более простой 3LCD:


В LCoS схема усложняется зеркальными свойствами матриц:

 

LCoS или другие?

В LCoS пытались объединить достоинства 3LCD и DLP, одновременно избавившись от их недостатков. Но есть один нюанс – в сегменте High-End-проекторов для домашних кинотеатров, которые не могут быть недорогими, разницыв цене и качестве междуLCoS, 3LCD иDLPможно и не заметить. В дорогом оборудовании слабые места технологий нейтрализованы недешёвыми доработками. 3LCD решает проблему контрастности технологией C2fine, а зазор между пикселями уменьшается с помощью массива микролинз. DLP улучшает показатели простым увеличением числа матриц до трёх. Поэтому в этом сегменте лучше отталкиваться от преимуществ конкретной модели, а не от технологий.

Источники света

Тут конкурируют несколько вариантов: ртутные и ксеноновые лампы, LED,лазеры, гибридные LED/лазеры.

Лампы

UHP-лампы – классический вариант источника света. Они недороги, обладают высокой яркостью, их несложно заменять, а ресурс действия –от трёх до пяти тысяч часов при максимальной мощности. В проекторах применяются ртутные лампы с показателями от 150 Вт и выше. Когда мы описывали технологии в этом тексте, в них предполагалось использование как раз таких ламп.

 

Лампа источает белый свет, который делится на красный, зелёный, синий и т. д. цветофильтрами. Нужно сказать, UHPне излучает сразу чистый белый – в нем многовато оттенков зелёного. Чтобы от него избавиться, используются разные методы: фильтры, матричная корректировка. Именно из-за примеси зеленоватого у классических проекторов есть режимы «Яркий» и «Точный»: в первом высокая яркость, но есть отчётливая зеленоватость; второй довольно блеклый, зато без «зелёнки». 

Минусы UHP-ламп:

·         Сильный нагрев при работе, который необходимо уравновешивать хорошим охлаждением.

·         Набора оптимальной мощности после включения придётся подождать.

·         При приближении к окончанию ресурса теряют яркость.

Хотя есть очевидные недостатки, UHP ещё долго не выйдут из пользования: они хороши небольшой ценой и яркостью.

Ещё один вид ламп – ксеноновые. Их излучение сразу близко к идеальному белому, но такие лампы не так дёшевы и потребляют много энергии. Зато цветопередача на более высоком уровне благодаря ровному спектру излучения. Но они имеют низкий срок службы и очень дороги, по сути на сегодняшний момент они практически исчезли с рынка.

Лазеры и LED

Оба эти источника света относятся к полупроводниковому типу. Их достоинство в том, что с их помощью можно добиться очень узкого спектра излучения. Если сразу взять нужный промежуток, отпадает необходимость пропуска сквозь фильтры. Сразу получается цвет с заданной чистотой и насыщенностью. Это отличная особенность, так как сейчас происходит период появления новых видеостандартов, у которых повышенные запросы к чистоте цветов.

Если не вдаваться в мелкие и сложные частности, различие между лазерными и светодиодными лампами – в стоимости и мощности. Светодиоды несколько дешевле, но их яркость не превосходит 600-700 lm. Причём у них есть западание в яркости – зелёный светодиод не дотягивает по этому показателю до остальных. Лазерное оборудование дороже из-за технологической сложности производства, и тут тоже есть проблемы с яркостью зелёного – именно такие лазеры стоят больше всего. Из-за немаленькой стоимости лазерные проекторы чаще устанавливаются в домашних кинотеатрах хорошего уровня. Светодиодные предпочитают делать компактных размеров — и это практически всегда устройства DLPс одной матрицей. Такая конструкция не нуждается в использовании цветового колеса.Светодиоды справляются сами благодаря мгновенному отклику:


Вместо цветных светодиодов иногда используются белые. И уж тут без цветового колеса не обойтись: такое оборудование с LEDот лампового почти ничем не отличается.

Полупроводниковые источники света могут похвастаться долгим сроком службы. Для них 15 000 часов работы – средний показатель. Ещё они не нагреваются так сильно, как ламповые, и ещё потребляют значительно меньше электричества. Только не поддавайтесь ошибочному суждению, что использование светодиодов гарантирует тихую, долгую работу и квитанцию за коммунальные услуги с цифрами поменьше, чем при установленных ртутных ламп. Эти значения варьируются от модели к модели. Не забывайте и о том, что «обычные лампы» работают 3-5 тысяч часов – этого хватит на полгода беспрерывной работы или на 14 лет ежедневного одночасового просмотра видео. В случае чего лампу можно заменить с сервисном центре restore.by, а вот вышедший из строя блок лазеров замене не подлежит, скорей всего вам придется купить новый проектор. К тому же у абсолютного большинства лазерных проекторов аппаратно заложен ограниченный срок службы, слегка превышающий гарантийный, после чего лазерные диоды выходят из строя, а их замена стоит зачастую половину стоимости нового проектора.

Гибридный LED/Лазер

Уже упоминалось о том, что светодиоды ограничены в мощности, особенно в зелёной части спектра. Использование лазерных источников тоже сдерживается высокой стоимостью зелёного лазера. Некоторые компании, в частности Casio, выкручиваются из ситуации замещением зелёного светодиода лазером синего света, направленного на зелёный люминофор. Для получения синего берётся тот же синий лазер.

Такое решение подразумевает использование цветового колеса. Иногда вместо синего лазера используют дополнительный синий LED, и схема становится несколько попроще. Производители выставляют заявленный срок службы на уровне 15 тыс. часов — столько же, сколько у лазеров и светодиодов. Но тут возникает вопрос – а выдержит зелёный люминофор, не испортится ли за это время яркость? Касательно ламп таких сомнений нет, ведь они существуют давно и хорошо изучены.

Есть ещё одна малопонятная деталь. Так как насыщенность зелёного цвета напрямую зависит не только от качеств лазера, но и от люминофора, есть риск, что произведённый по такой технологии проектор не сможет отображать адекватный зелёный при гарантированно хорошем, чистом красном и синем. Но вот долговечность гибридных проекторов оспорить достойными аргументами не получится ввиду отсутствия таких аргументов. Приобретая такое оборудование для постоянной эксплуатации в стиле 24\7 можно немного съэкономить по сравнению с ламповыми проекторами.

Возврат к списку

Заказать ремонт