《智慧家》No.2:家庭投影仪选购完全指南,看完就知道怎么买

2019-08-22 17:54:25 48点赞 443收藏 13评论

引语

现代生活的节奏越来越快,娱乐方式也越来越多元化,全家人其乐融融坐在电视前消磨整晚的场景越来越难看到,但现代人对优秀视听体验的追求并未因此而消失,反倒因显示技术的进步而愈发旺盛。在影像器材的各项指标中,大尺寸的图像最能给人直观的视觉冲击,投影仪作为实现大尺寸图像的高性价比选择,在当下的影音体验中受到了追捧。

投影仪与显示器的成像原理差异较大,且具有几种不同的技术路线,每种都有各自的优点和缺点,没有相应的了解和知识储备,在选购时往往很难找到称心如意的产品,小编今天就为大家系统讲解一下投影仪几种技术路线的差异,并且总结一份可以快速上手的选购要诀。

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显示技术基础知识

投影仪是一种将图像投射至漫反射表面成像的光学影像系统,成像质量受到光源和成像技术的影响,首先小编就为大家讲解投影仪的常用光源和成像原理。

光源

投影仪目前使用的光源有三种,分别为 LED、高压汞灯和激光光源。LED 光源常见于小型便携投影仪,其模组体积小巧,但亮度偏低,适合近场投影使用,无法满足家庭影院投影的需求。高压汞灯是一种相对主流的光源,亮度高,光谱连续而接近太阳光,但寿命相对不长,一般为数千小时。使用激光光源的超短焦投影仪往往被称为激光电视,采用激光激发荧光色轮作为光源,亮度最高,光源寿命长,但价格昂贵,主要为高端产品线所采用。

DLP 技术

DLP 技术由德州仪器的 Larry Hornbeck 博士研发。其核心是 DMD 数字微镜芯片。至今 DMD 芯片也只有德州仪器一家能够生产。

DMD 芯片是一种复杂的光开关器件,由上百万个铰接安装的微镜阵列构成,一个微镜对应一个像素,微镜可以做出正负 10° 的偏转。微镜为 +10° 时,光反射到镜头上,相当于光开关的“开”状态。当微镜为 -10° 时,光反射不到镜头上,相当于光开关的“关”状态。微镜的偏转速度极快,通过 PWM 调制,就能将输入 DMD 的视频信号转换成带有灰度的图像。

这种方法可以呈现清晰、高对比度的灰度图像,但是它会在较暗的区域产生一些可见的不稳定点,看上去像是蠕动的数码噪点,这个问题被称为高频振动图像错误,是 DLP 技术本身带来的,而不是信号导致的图像误差。

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只有一片DMD芯片时,为了显示彩色的图像,需要在光源与 DMD 之间放置色轮产生 REG 三色。有部分商用投影仪为了提高亮度,色轮上会加入透明区域,但透明区域会减弱色彩的饱和度。DMD 芯片与色轮的转动保持同步,例如,当色轮中蓝色部分位于光源前面的时候,DMD 就显示画面中蓝色的部分。红、绿、蓝三种画面按照顺序以非常高的速度被投射出来,观察者就能看见合成的“全彩色”画面了。在早期的型号中,每显示一帧画面,色轮只旋转一周。后期的型号中,色轮按照帧速率的两到三倍旋转,其中也有一些型号同时将色轮上的颜色区域重复两次,这意味着红绿蓝三色序列图像将在一帧之中重复六次,称之为“六倍速”。

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色轮的存在给 DLP 投影仪带来了另外的问题,有些人的动态视力非常灵敏,能察觉到彩色的转换过程,导致某些时刻的画面看上去像彩虹一样呈现出条状的单色,这种情况是随机出现的,并且只持续一瞬间。还有些用户可能因为色彩的迅速变化,而产生眼睛胀痛和头痛的情况。这种现象在早期的 1 倍速投影仪上发生概率较大,在现代家庭影院的高倍速 DLP 投影仪上较少产生。

另一个问题是,由于单 DLP 投影仪在某一时刻只显示单色图像,光源的利用率较低;在色轮上加入透明段增加亮度,则可能会稀释色彩显示效果不理想,为了平衡画面,需要厂家进行系统而精细的调整,对生产厂家的设计制造能力提出了挑战。

那么,是否可以去掉色轮,采用多片 DMD 芯片进行成像呢?答案是可以的,电影院使用的放映机就是 3DLP 放映机,图像质量绝佳,但 3DLP 投影仪的光路庞大,成本高昂,并不适合家庭购买使用。

3LCD 技术

LCD 投影技术出现早于 DLP 技术,目前主要是爱普生等厂家在生产,其原理和教学用的插片式投影仪非常类似。将光源聚焦到 LCD 面板上,控制 LCD 像素的透明度来形成具有灰度的图像,最后通过聚焦镜及镜头打到屏幕上而成像。

3LCD 使用三片液晶板,分别用作红、绿、蓝三原色成像。利用分光镜将光源的白光分为红、绿、蓝三原色,并通过相应的液晶片形成图像。最后三路光线由合色棱镜汇聚在一起,被镜头投射出去。由于 3LCD 技术同时将三路光线投出,光源的利用率较高,也不存在色彩切换导致的彩虹效应,更不会有高频振动图像错误,可以形成锐利而稳定的图像。

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3LCD 技术也具有自身的局限,由于 LCD 面板需要透过像素成像,电路无法隐藏,会形成更加明显的像素结构,在分辨率较低的情况下,图像看起来就像是隔了一层纱窗,称之为“纱窗效应”。但随着 LCD 制造技术的长足进步,像素间的间隙越来越小,使得纱窗效应变得不明显了;另外随着分辨率的增加,像素变得更小,整个画面的像素结构也不太容易看出来了,在合理的工作距离内,不再受到纱窗效应的困扰。

其次,LCD 完全关闭的状态也具有一定的透光性,导致在过去的一段时间内,LCD 投影仪的对比度难以与 DLP 投影仪抗衡。但随着无机 LCD 面板在家庭影院投影仪种的应用,3LCD 投影仪的 ANSI 对比度有了明显的改进。在 ProjectorCentral 的测试中,配备有机面板的 LCD 投影机一般在 250:1 的 ANSI 对比度范围内,配备无机面板的型号则达到了 400:1 到 450:1 的水平。而且 3LCD 厂家一直对于研发高效率的自动光圈系统非常积极,它有助于进一步提升画面的对比度。

另外,不同于 DLP 投影仪常采用的封闭式光路,3LCD 投影仪涉及三个色彩通道的对齐,一般采用开放式光路,LCD 面板容易落上灰尘,给图像带来噪点。所以需要注意投影仪的摆放环境,长时间使用后也需要清理灰尘。

3LCOS 技术

LCOS 技术相对更年轻,目前主要由索尼等日系厂商开发。属于 LCD 技术的变种,将透射改为反射,可以进一步提高光源利用率。LCOS 面板以镀铝的 CMOS 芯片为电路基板及反射层,液晶注入 CMOS 和玻璃基板之间,光线透过玻璃基板和液晶材料,经调光后从芯片表面反射出来。LCOS 将控制电路放置于显示装置的后面,可以提高透光率,从而达到更大的光输出和更高的分辨率。另外,由于 LCOS 是直接用硅晶圆作为基板,可以利用现有的蚀刻技术做出很高的分辨率,实现 4K 相对容易。

3LCOS 投影仪同样采用分光光路,通过多枚棱镜组合,将三路光线分别投射到 LCOS 上成像,在合为一路经由镜头投射出去。

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现阶段 LCOS 仍有许多技术问题有待克服,例如面板老化问题、元件成本较高、3LCOS 光路体积较大等。目前在市场上 LCOS 投影机仍占少数,仍需时日 LCOS 才能普及开来。

从需求出发的选购要诀

在了解了各种光源和成像技术的特点和优劣之后,我们就可以从自己的需求出发,开始选购投影仪了。小编列出了我们应当关注的参数与指标,供大家在选购时参考。

亮度/色彩亮度

由于光路损耗、漫反射成像等原理上的限制,厂商会在维持对比度的情况下将亮度提升到最高,足够高的亮度才能显示出足够动人的细节。而且高亮度也会带来让投影仪对环境影响更加宽容,一般来说,超过 2200 ANSI 流明,才能够在白天室内非阳光直射的条件下正常使用。

亮度方面参考价值较高的主要有两项:

其一是 ANSI 亮度,标称亮度一般是画面达到最亮时候的亮度值,在这个亮度下往往无法正常观影。而 ANSI 亮度是在投影机刚好能够分辨出八个灰阶情况下的 9 个测试点的平均亮度,更加具有参考意义。但 ANSI 亮度的测量不考虑色彩信息,为了实现较好的色彩体验,可能需要进一步降低亮度来平衡色彩表现。

第二是色彩亮度,在我国现行的行业标准《电子投影仪测量方法 SJ∕T 11346-2015》中称为色彩光输出,是在刚好能够分辨出八个灰阶的情况下,对红、绿、蓝通道单独进行测量,最后相加得到的值。相比于 ANSI 亮度,色彩亮度指标包含了对于色彩显示能力的一定考量,在家庭影院投影仪的选购中具有更强的参考意义。

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但事实上这两种评价方式都具有局限性。色彩亮度仅考虑色彩光最大输出的能力,并不考虑色彩平衡与实际的显示效果。高压汞灯的光往往会略微偏绿,为了矫正则需要调整三个色彩通道的输出。另外,测试时显示八个灰阶的亮度,相对于理想的高光与暗部细节共存的家庭影院效果,仍然有一定的偏高。曾经有国外媒体进行测试,将色彩平衡调整到相对理想的状态时,会损失24%左右的亮度。所以在购买时,参数只能作为基础的参考,尽量在实际看过显示效果之后,再进行购买决策。

真实分辨率

投影仪由于投影芯片的尺寸限制,分辨率的提升速度低于显示器,目前家庭影院用投影仪多为 1080P,3LCOS 投影仪可以做到原生 4K,DLP 投影仪则可以通过 XPR 技术,用 1080P 的原生分辨率实现 4K 显示,3LCD 投影仪目前并没有原生 4K,一些高端型号可以通过类似 DLP 的像素位移技术实现 4K 显示。

对于家用家庭影院来说,目前能找到的视频资源多为 1080P 封顶,4K 片源还需要很久才能普及,目前的 4K 投影仪价格也相对高,普通家庭无需特别在意。对于想要选购 4K 激光电视的朋友,则需要仔细分辨不同 DMD 芯片实现 4K 的差别,对此值友 小小老本 有很详细的文章可以参考,感兴趣的朋友可以移步。

超大屏电视怎么选?激光电视选购指南在618期间本人写了一篇家庭影院投影机的选购文章,收获了很高的热度,随后写了投影机调试校准的文章,调试校准文章是我个人目前最满意的一篇文章,奈何稍微专业了点,热度反而没有达到我心里预期。后来应部分值友的要求,还写了一篇幕布选购的文章,这几篇文章其实都算是家庭影院的视频系统部分,几篇文章评论里面都有值小小老本| 588 评论330 收藏3k查看详情

投射比与变焦

投影仪与电视不同,往往需要一定的空间来实现投射,所以最好先确定自己需要多大的画面,准备在哪里放置投影仪,距离多远。

投射比越大的投影仪,可以在更短的距离上投射出更大的屏幕,提供更好的视听体验。而变焦则可以让你灵活调整画面大小,适应房间和安装方式,变焦越大安装灵活度也越高。另外,投射同样大小的画面,投影仪距离画面越近、变焦越靠近广角端,亮度越高,实际使用中应当尽量挑选让投影仪维持在广角端的放置位置。

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梯形校正与镜头位移功能

除非是在天花板上预留位置的吊装,否则在家庭使用中,投影仪往往是不能正对幕布的,此时就需要投影仪自带的矫正功能来实现正确的画面。镜头位移功能通过改变镜头位置来改变光路,可以做到无损矫正,DLP 投影仪往往是封闭式光路设计,较难实现镜头位移功能,中高端的 3LCD 投影仪则基本都有配备。

另一个矫正画面的功能是梯形校正功能,这项功能基本上是软件实现,对画质有一定的影响,所以尽量选择可以少用这项功能的投影角度为好。

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幕布

幕布对投影仪来说是否是必须的呢?这要和投影仪的性能与使用环境相结合来确定。平整的白色墙面其实效果并不比入门幕布差,幕布主要是为了亮度增益、抗环境光等效果,或者是家庭装修风格决定了室内没有足够大的白色墙面。关于幕布的选购知识,站内值友 小小老本 也有十分精彩的讲解,考虑选购幕布的值友可以参考。

家庭影院幕布不会选?老本同学8000字长文带你挑选适合自己的投影幕布之前发了一篇家庭影院投影机的选购文章,在评论里面有部分值友表示下一步是不是该写幕布了,希望我能写一篇幕布怎么选购的文章,今天就专门来写这篇文章,详谈一下幕布的选购,如有说得不对的地方,欢迎批评指正。本文有干货有实操,全文8200余字,建议收藏后慢慢看,如若觉得有用,请点赞、收藏、评论、打赏。本文大部小小老本| 573 评论420 收藏6k查看详情

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