真假一招鮮 揭秘投影機(jī)極致色彩密碼

著眼DLP短板，德儀開(kāi)發(fā)極致色彩技術(shù)

    2007年被DLP投影機(jī)核心技術(shù)擁有商德州儀器TI成為“極致色彩”年。極致色彩是德州儀器為DLP投影技術(shù)開(kāi)發(fā)出的旨在提高產(chǎn)品色彩表現(xiàn)能力的顯示技術(shù)。該技術(shù)的實(shí)質(zhì)可以看成是“多基色”彩色再現(xiàn)技術(shù)。07年應(yīng)用該技術(shù)的投影機(jī)產(chǎn)品獲得了長(zhǎng)足的市場(chǎng)發(fā)展。因此才有德州儀器07年是“極致色彩”年的說(shuō)法。

    極致色彩技術(shù)首次映入人們的眼簾是在2005年。概念三菱公司推出了首款采用極致色彩技術(shù)的投影機(jī)產(chǎn)品。但是受制于投影機(jī)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模的影響，05年采用極致色彩技術(shù)的DLP投影機(jī)主要集中在家用視頻產(chǎn)品上。直到06年晚期和07年，極致色彩技術(shù)才被諸多DLP技術(shù)陣營(yíng)廠商推向全方位的普及應(yīng)用。

德州儀器亞太區(qū)業(yè)務(wù)總監(jiān)黃志光和圣誕寶貝在一起

    在投影機(jī)陣營(yíng)，具有LCD技術(shù)、DLP技術(shù)、以及LCOS技術(shù)三項(xiàng)目前主流的投影技術(shù)。其中，只有DLP技術(shù)采用的使徹底的數(shù)字顯示方案。即是指DLP投影機(jī)畫(huà)面是由與數(shù)字視頻信號(hào)完全對(duì)應(yīng)的光包構(gòu)成。該顯示技術(shù)的純數(shù)字顯示方案有助于保持畫(huà)面的準(zhǔn)確性。同時(shí)DLP投影機(jī)光機(jī)采用高效的反射式光路，具有光利用率高、對(duì)比度大的特點(diǎn)。

    不過(guò)與競(jìng)爭(zhēng)者LCD特別是三片式LCD投影機(jī)相比，DLP投影技術(shù)也有著自身的弱點(diǎn)。與采用3LCD技術(shù)的投影機(jī)比較，DLP投影機(jī)往往在色彩的柔和性、飽和度上處于劣勢(shì)。產(chǎn)生這一結(jié)果的原因主要是色輪技術(shù)對(duì)白色光分色處理，提取單色色光的效率不理想造成的。

    為了改善DLP投影機(jī)在色彩表現(xiàn)上的弱勢(shì)，德州儀器公司在吸取了部分投影機(jī)廠家：如明基等采用的多段色輪技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，憑借自身在DLP技術(shù)上的核心優(yōu)勢(shì)和視頻CPU芯片上的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，于2005年提出了名為“極致色彩”的DLP投影機(jī)色彩表現(xiàn)改善技術(shù)。該技術(shù)主要針對(duì)普通消費(fèi)市場(chǎng)的“單片式DLP”投影機(jī)提供全套的色彩提升技術(shù)方案。

“多基色”極致色彩變革DLP影像

    極致色彩技術(shù)的目的是推進(jìn)DLP投影機(jī)產(chǎn)品的色彩表現(xiàn)力，特別是柔和性、飽和度的提升。從核心結(jié)構(gòu)上來(lái)看，極致色彩技術(shù)是一種多基色色彩合成技術(shù)。

    單片式DLP投影機(jī)的畫(huà)面顯示必須依靠色輪對(duì)白色光源進(jìn)行時(shí)序分光處理。即通過(guò)傳統(tǒng)色輪分光后，白色光變成一段時(shí)間是紅色、一段時(shí)間是綠色、一段時(shí)間是藍(lán)色，三種顏色周而復(fù)始循環(huán)出現(xiàn)的三原色的時(shí)間序列。這樣的時(shí)序分光光源照射在DLP投影的核心芯片：DMD芯片上。該芯片按照畫(huà)面信號(hào)要求反射出不同數(shù)量的三原色光線，最終在屏幕上實(shí)現(xiàn)彩色的畫(huà)面。

一年來(lái)多個(gè)投影廠商運(yùn)用“極致色彩”技術(shù)

    在應(yīng)用了“極致色彩”技術(shù)的單片式DLP投影機(jī)上，色輪的改進(jìn)是核心變化之一。通過(guò)采用非傳統(tǒng)的三原色色輪，例如加入黃色、白色等色段，形成多基色色輪，進(jìn)而改善透過(guò)色輪形成的時(shí)序分光光包序列的質(zhì)量來(lái)改善最終的成像效果。色輪采用不同色彩過(guò)濾材料制作，必然具有不同的光學(xué)特性。更多的色彩段的色輪，能透過(guò)比單純?nèi)�原色色輪透過(guò)的波長(zhǎng)更豐富的色彩。當(dāng)然實(shí)際多段色輪透過(guò)那些波長(zhǎng)的光線還與色輪的具體材料和制作工藝有關(guān)系。

    最典型的“極致色彩”技術(shù)的色輪設(shè)計(jì)具有六種顏色的過(guò)濾設(shè)置，分別是三原色的RGB “紅綠藍(lán)”，和成為減色三原色或者是三補(bǔ)色的CMY“青、品紅、黃”。在色輪上六種色彩交叉設(shè)置，形成六色的時(shí)序分光序列。這樣的色輪設(shè)置，在CMY“青、品紅、黃”端能夠透過(guò)以往的紅綠藍(lán)色輪不能透過(guò)的光波，進(jìn)而顯著改善投影機(jī)在色域上的廣度和色彩上的飽和度。

    應(yīng)用“極致色彩”技術(shù)的DLP投影機(jī)，由于采用與傳統(tǒng)產(chǎn)品不同的色輪，必然要求在色彩的合成計(jì)算上做出變革。例如如果畫(huà)面需要黃色，原來(lái)的三原色色輪就必須用紅和綠色合成，而現(xiàn)在加入補(bǔ)色色段的色輪則可以令黃色、紅色和綠色色輪均參與進(jìn)來(lái)。這種具有更多多樣性的色彩合成途徑必然要求更新原有的色彩合成方法，進(jìn)而需要專門(mén)的數(shù)據(jù)處理芯片支持。

    德州儀器在推出極致色彩技術(shù)的同時(shí)，配套推出了一系列的專用cpu芯片來(lái)解決新的合成算法的問(wèn)題。目前主要的ASIC芯片包括主要有2230、3020、3021，他們支持不同的DMD光芯片。全新的ASIC芯片不僅支持多基色的彩色合成算法，同時(shí)更是采用了更加精確的浮點(diǎn)運(yùn)算，從而提高色彩還原的準(zhǔn)確性。

揭秘“極致色彩”投影機(jī)主要性能改善

    DLP投影機(jī)采用極致色彩技術(shù)的主要目的是改善色彩的表現(xiàn)能力，主要提高色彩的飽和度。在極致色彩技術(shù)中多基色色輪具有核心的地位。極致色彩技術(shù)改善色彩表現(xiàn)的實(shí)質(zhì)是通過(guò)多基色色輪捕獲更多的光能量和更多波長(zhǎng)的光。因此色輪的設(shè)計(jì)對(duì)于極致色彩技術(shù)發(fā)揮出優(yōu)秀的效果具有決定性的影響。標(biāo)準(zhǔn)的極致色彩技術(shù)建議采用六段色色輪。六色分別是三原色RGB “紅綠藍(lán)”和三補(bǔ)色CMY“青、品紅、黃”。

    通過(guò)對(duì)極致色彩技術(shù)的分析，可以看出極致色彩技術(shù)對(duì)于提高三元色的色彩效果并沒(méi)有太多進(jìn)步：對(duì)于提高三原色色彩效果能發(fā)揮一定作用的僅是采用浮點(diǎn)運(yùn)算處理器帶來(lái)的運(yùn)算精度。而在紅綠藍(lán)色彩的在線上，從色輪角度來(lái)看在工作的依然只有原色色段，因此極致色彩技術(shù)從色輪這一核心部位來(lái)講，對(duì)于三原色的表現(xiàn)并沒(méi)有變化。這種“沒(méi)有變化”不僅體現(xiàn)在飽和度上，也體現(xiàn)在亮度和對(duì)比度以及三元色的灰度效果上。

    事實(shí)上，德州儀器也從沒(méi)有宣稱過(guò)“極致色彩技術(shù)對(duì)三原色的表現(xiàn)擁有太多的幫助”。極致色彩技術(shù)隨色彩的額提升主要體現(xiàn)在中間色上。由于采用三補(bǔ)色CMY“青、品紅、黃”進(jìn)入色輪，而導(dǎo)致色輪過(guò)濾后的光波分布與傳統(tǒng)的三原色色輪形成差異：通常由于采用CMY“青、品紅、黃”進(jìn)入色輪，而使色輪過(guò)濾后的光線具有更加豐富的波長(zhǎng)分布。這一特點(diǎn)顯然能夠提高投影機(jī)色彩表現(xiàn)的色域范圍。

    同時(shí)，在生成彩色畫(huà)面的時(shí)候，擁有極致色彩技術(shù)的投影機(jī)對(duì)中間色的調(diào)配可以選擇的方案更多。例如對(duì)于黃色可以僅采用黃色段色輪的光波，也可以一并考慮紅色和綠色段參與黃色的合成。而黃色段色輪透過(guò)的光波又不僅局限于紅色和綠色的組合，這會(huì)改變黃色這個(gè)中間色的色彩效果和飽和度。

    除了典型的由三原色和三補(bǔ)色構(gòu)成的六段色輪外，極致色彩技術(shù)還可以采用其它的色輪配置。例如具有三原色、黃色和白色的色輪。采用這種色論會(huì)導(dǎo)致整體畫(huà)面輕微的偏向某一色調(diào)。而白色的加入則可以顯著提高投影畫(huà)面的亮度。但是這樣的色輪設(shè)置不適合于家用投影機(jī)等對(duì)視頻要求較高的應(yīng)用環(huán)境。但是，特殊的色輪設(shè)計(jì)可能形成特殊的綜合效果。例如加入黃色和白色，配合三原色的色輪會(huì)得到色調(diào)比較明快、活躍的效果，格外適合商務(wù)和教學(xué)這樣的應(yīng)用領(lǐng)域。

采用極致色彩技術(shù)的色域更寬廣

    極致色彩技術(shù)的多段色輪也會(huì)改變投影機(jī)的光利用效率。以往的三原色色輪同一時(shí)間僅有一種原色透過(guò)色輪，而多基色色輪則不是這樣。例如具有黃色的色輪，在黃色段不僅有紅色和綠色透過(guò)，同時(shí)還用更多的波長(zhǎng)透過(guò)（具體情況視色輪材料的光學(xué)特性而定），這必然提高燈泡的光利用效率。

    但是對(duì)光利用效率的提升并不能認(rèn)為是顯著改善投影機(jī)畫(huà)面的最終亮度。在德州儀器的官方材料中也僅是提到在補(bǔ)色顯示的時(shí)候整體亮度水平能夠提高50%，而并未指出是綜合畫(huà)面亮度提升50%。導(dǎo)致之一現(xiàn)象的原因是，即便采用極致色彩技術(shù)投影機(jī)在三原色上對(duì)燈泡的光利用效率也不會(huì)獲得大幅度的提升，甚至基本沒(méi)有變化。在綜合畫(huà)面中必須保證每種顏色具有輸入信號(hào)指定的亮度比例。由于三原色亮度不變，所以，即便中間色和補(bǔ)色得益于極致色彩技術(shù)，具有較高的光利用效率，但是綜合畫(huà)面的色彩亮度依然必須以“短板”三原色為準(zhǔn)。

    解決以上問(wèn)題的思路是調(diào)整色輪上補(bǔ)色和原色的寬度比例：令原色寬度顯著寬于補(bǔ)色。經(jīng)過(guò)這樣的改進(jìn)后的多基色色輪能夠在保證整體亮度獲得一定提高（筆者認(rèn)為在20%左右）的基礎(chǔ)上保持畫(huà)面各種顏色的亮度成比例。

極致色彩挑選有秘密，真假一眼看分明

    極致色彩技術(shù)是德州儀器在提高DLP投影機(jī)綜合色彩表現(xiàn)上的重要努力和技術(shù)成果。進(jìn)入06年之后，各主要投影機(jī)廠商紛紛推出采用了該技術(shù)的投影機(jī)產(chǎn)品。一時(shí)間，極致色彩技術(shù)成了眾多投影機(jī)廠家產(chǎn)品最主要的宣傳賣點(diǎn)。同時(shí)，許多消費(fèi)者也把具有極致色彩作為挑選投影機(jī)產(chǎn)品，特別是DLP投影機(jī)產(chǎn)品的必須條件之一。

    但是并不是號(hào)稱具有極致色彩技術(shù)的投影機(jī)都具有完備的極致色彩配置。上文已經(jīng)說(shuō)到，極致色彩技術(shù)的核心是所基色色輪，同時(shí)對(duì)基色色輪又對(duì)數(shù)據(jù)處理芯片ASIC提出新的要求。因此，采用極致色彩技術(shù)的DLP投影機(jī)必須具有多基色多段色輪和適當(dāng)?shù)腁SIC芯片。其中常見(jiàn)的用于極致色彩技術(shù)的投影機(jī)ASIC芯片包括2230、3020、3021。

XG-G230XA

    在極致色彩技術(shù)采用的多基色色輪上也具有不同的情況。極致色彩技術(shù)基本的色輪配置三原色結(jié)合三補(bǔ)色，這種色輪對(duì)能發(fā)揮DLP投影機(jī)極致色彩技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，改善投影機(jī)的中間色表現(xiàn)。另一種情況是只在紅綠藍(lán)三原色外添加一種或者幾種其它基色，而不是添加三補(bǔ)色，該類型的產(chǎn)品也能一定程度上表現(xiàn)出極致色彩技術(shù)對(duì)畫(huà)面色彩的提高。但是第二種情況的色輪會(huì)使投影機(jī)的色彩偏好發(fā)生變化，所以不適合應(yīng)用在家用投影等以播放視頻為主的產(chǎn)品上。

    對(duì)于那種不具有多基色色輪的投影機(jī)產(chǎn)品，即便它采用了極致色彩技術(shù)的ASIC芯片，也不能真正發(fā)揮出極致色彩技術(shù)的真正效果——此種情況可以認(rèn)為是假極致色彩。

    消費(fèi)者選購(gòu)具有極致色彩技術(shù)的投影機(jī)最重要的是要認(rèn)準(zhǔn)多基色色輪。對(duì)于選購(gòu)家用機(jī)的消費(fèi)者更要看清楚是不是三原色加三補(bǔ)色的六段六基色色輪。因?yàn)檫@是最能發(fā)揮極致色彩技術(shù)效果的配置方式。同時(shí)極致色彩技術(shù)的性能發(fā)揮還需要專用的ASIC芯片，以及優(yōu)良的色輪工藝。色輪的光學(xué)性能對(duì)投影機(jī)最終的畫(huà)質(zhì)效果具有決定性的影響。