第三代投影的3LCoS技术 到底强在哪 (第三代投影的特点是)

第三代投影的3LCoS技术 到底强在哪 (第三代投影的特点是)

懂老师

第三代投影的3LCoS技术,到底强在哪?

不知道大家发现没有,这两年投影仪市场的产品多了不少,甚至有不少千元价位的投影仪,难道是投影仪市场迎来了技术更新,消费者也能以较低的价格获得出色的观影体验?

但大家翻翻近些年推出的一些投影仪产品,不难发现一些中高端投影仪会在光源、云台上大作文章,但它的核心技术其实并没有迎来什么大的升级。改变最大的,大概是光源从过去的LED,变成了现在的三色激光了。

而对于画面清晰度影响最大的光阀,目前主流投影仪用的仍旧是十几年前的DLP技术,市面上热销的千元价位投影仪,甚至用的还是几十年前被近乎淘汰的的单片LCD技术。

在消费者对画面清晰度要求愈来愈高的当下,投影仪的这些“边缘创新”,真能满足消费者的实际需求吗?

咱们今天就从这个角度出发,跟大家聊聊当下投影仪行业的发展,以及科普科普如今的第三代投影技术,能给消费者带来哪些增值体验。

现在的投影仪真能满足消费者的需求吗?

1.从实用角度:投影仪存在的技术难题

首先咱们来探讨一个问题——“投影仪真能满足消费者的需求吗”?

要想解决这个问题,就得从两方面分析,一是从消费者的实用角度,二是从行业角度出发。

目前市面上的家用投影仪投影仪,以LCD、DLP投影仪为主,尤其是后者,近乎占据了家用投影仪市场的7成份额。从当下需求出发的话,目前的LCD、DLP投影仪勉强能满足使用需求。

然而在消费者愈加追求高清化的时代,4K投影是必然发展趋势,而依靠“抖”出来的4K分辨率,实际体验必然要不如第三代投影技术LCoS技术带来的原生4K。因此受到技术限制的前两代LCD、DLP投影仪,将难以适应4K时代的投影仪发展需求。

为了更好地让大家了解LCD和DLP投影仪的技术限制,接下来我也会给大家稍稍深入讲讲二者的原理。

首先单片LCD投影设备是通过光源发出的白光照射到全彩的投射式LCD液晶屏上,通过投影镜头将LCD液晶屏的图像放大投射到屏幕上。彩色图像显示全靠全彩的LCD液晶屏实现。

而新的3LCD技术则是将光源发出的白光分成红、绿、蓝三原色,然后分别引导到对应的LCD芯片上,再将三个面板的光线通过棱镜组合为一个全彩的图像,通过镜头放大投射到屏幕上。

由于全彩LCD液晶屏的彩膜上的小色块只能透过一种颜色的光,其它不能透过的光会被吸收或者反射掉,这就造成白光透过彩膜的透过率只有30%,还有其他光学层的透过率损失,因此整块全彩LCD液晶屏的综合透过率很低。就算是三色激光的光源,也让LCD技术的透过率低于其他的技术。

亮度不均匀、对比度不高 等缺陷;还有由于是透过LCD面板成像,在画面被放大时,会有一定的像素结构,像是透过纱窗在看画面。

DLP技术的核心是DMD芯片,它由成千上万个微小的反射镜组成,每个镜子代表一个像素。这些微镜通过调节反射光的方向来控制图像的显示。

光源方面,DLP投影仪使用UHP灯泡发射的冷光源,通过冷凝透镜和光棒将光均匀化,然后通过色轮将光分成RGB三色,再投射到DMD芯片上,最后反射经过投影镜头在屏幕上成像。

单片式DLP投影机可能会出现“彩虹效应” ,这是由于用一个旋转色轮来调制图像色彩而产生的。这种效应可能导致色彩分离,看起来就像彩虹一样,有些不习惯的用户可能会因此感到眼睛胀痛和头痛。

DLP技术还存在一个问题,由于DMD芯片的尺寸、成本受限,DLP投影仪基本不可能实现原生4K的画面投影,即便是当下尺寸最大的0.66尺寸大小的DMD芯片,仍就是原生2K分辨率。

那么市面上大多数的高端DLP投影仪,如何实现4K分辨率的呈现呢?它主要通过XPR技术(即像素移动技术),将画面的分辨率“抖”至4K。而XPR技术是一种通过物理移动像素点,来提高分辨率的技术。它可以提高画面的分辨率,虽说实际观看体验和第三代投影3LCoS技术上的原生4K还是有一定差距,但至少意味着在DLP投影仪上,4K分辨率是可以通过技术弥补。

当然这样也会导致DLP投影仪存在另一短板—— ,同样是4K画质,在DLP投影仪上就只能支持60Hz的画面帧数,而在大屏游戏需求愈加增长的未来,60hz的画面帧率有着很大的限制。

2.从行业角度:投影仪的“伪创新”&标准混乱

那么整个行业角度出发,投影仪的发展存在哪些不足的短板呢?

就近两年投影仪行业的发展来看,最大的革新便是3色激光的普及。简单给大伙儿简单科普下,3色激光是指使用红(R)、绿(G)、蓝(B)三种激光器分别发光,作为光学引擎光源的技术。

对比LED光源,激光光源投影仪的亮度以及对比度都更好,可覆盖的色域也更加广。

而随着3色激光投影仪的普及,现在大多数投影仪在创新方面出现了一定的疲软,核心的光阀、光源等技术都没有更新,而将创新的重点放在了云台等方面,消费者的核心体验得不到提升。

抛开新投影带来的“伪创新”这一问题,行业标准不统一,也让消费者的学习成本过高,使得消费者对于投影仪没有一个很好地认知,这也是当下行业存在的一大短板。

就拿亮度标准不统一来讲,目前主流线上平台各投影仪品牌针对光输出和亮度的标称不一致,存在多种标称方式,例如:ANSI亮度、ANSI流明、ISO流明、光源流明。

这种不统一的标称方式导致消费者无法一目了然地进行品牌、型号之间的比较。

所以在选购的时候,消费者的学习成本非常高,很容易出现产品到手出现与宣传不符的情况,特别是宣传高亮度的产品,详情页写的是可以在室内亮光情况下使用,可是实际情况是产品在亮光环境下很容易就出现画面模糊反光等情况,也就达不到消费者所希望的样子。

综合实际使用和行业标准两大方面,消费者对于投影仪的 实际使用体验不佳、行业创新的停滞 投影仪各参数没有一个既定的标准 ,都导致了消费者对于投影仪这类产品的体验差,自然难以满足消费者的使用需求。

第三代投影将至,能否解决当下短板?

那么基于以上投影仪存在的短板,有什么方法可以做到有效解决呢?

过去数十年,家用投影仪市场被第一二代投影仪占据,而在超高清时代的需求下,第三代投影仪将会成为主流。

1.投影光阀科普,为什么第三代更高清?

先来给大家展开讲讲什么是第一、第二、第三代投影仪。大家都知道,投影仪最核心的参数就是分辨率,而影响分辨率的核心部件,就是它的光阀。

1988年,第一台LCD投影机诞生,结束了市场上只有CRT投影机的现象。LCD投影机色彩还原度高、亮度高,但对黑色层次感显示不佳,像素结构明显,灯泡寿命低。

不管是后面发展的3LCD投影仪还是最开始的单片式LCD投影仪,他们都搭载的LCD光阀,统称第一代投影。

后来1996年,DLP技术正式商品化,DLP投影机面世。DLP技术的核心是由数以万计的微镜片组成的数字显微镜系统,相比LCD技术具有便携和高端的优势。而这就是第二代投影,这也是当下最为普及的投影仪技术。

现在的投影仪技术也已经发展到第三代了,也就是——3LCoS(液晶硅反射)技术,这种技术结合了LCD和DLP技术的优点。3LCoS投影仪使用液晶层覆盖在硅反射镜上,以控制光线的反射。

这种技术提供了高分辨率和出色的图像质量,同时减少了像素结构的可见性,像上海海思的3LCoS技术就发展的十分成熟。

那么可能有朋友要问了既然第三代投影技术更加成熟,为什么现在市面上的投影仪更多是LCD技术以及DLP技术的呢?

首先当然是制作成本的问题,LCD作为一代投影仪,制作技术以及供应链都更加完善,因此在市场上具有较高的性价比。DLP投影仪也是同样的道理,不过更优质的画面表现以及体积更加小巧,所以在高端市场中占比更大。

但二者能在投影仪市场成为主流,和当下的片源有很大的关系。

虽然4K技术发展到现在已经非常成熟,但是市面上4K片源还是非常稀缺,大部分是伪4K画质或者只支持1080P画质的。包括各种网络平台也是,1080P的画质还是占绝大多数的。

在这种情况下,能完美适配4K,8K画质的LCoS技术自然不吃香,大家都是1080P的内容,一个更加便宜的自然会成为消费者的首选。

但是在未来画质提升的时代,第三代的投影仪的优势就自然显现出来了。

2.第三代投影仪的发展势在必行

首先我们先来了解一下第三代投影的3LCoS技术,3LCoS技术采用三片式架构,使用红绿蓝三原色通过棱镜分离再汇聚的成像方式,三个激光器全时点亮,具备更高光源利用率。

这种架构使得光源产生的彩色流明与白色流明一样多,从而产生更明亮、更鲜艳的色彩。

相较于单片式DLP时序成像的缺陷,三片式的3LCoS投影系统色彩稳定性更高,不会出现彩虹画面问题。

也就是说3LCoS技术在物理分辨率上更具优势,相比于需要像素移动技术来达到4K画质的DLP技术来说,第三代投影技术的4K画质是原生的4K画质,不需要其他的辅助。

同样的,3LCoS技术也支持更高的亮度、对比度,尤其是DLP难以提升上去的对比度,在3LCoS技术的加持下,投影仪可以实现超过10000:1的对比度,带来更具细节的画面表现。

那么为什么说3LCoS发展势在必行?上面提到了,LCD技术和DLP技术在投影仪中可以稳固是因为片源大部分是没有超高清的,而国内推行的 超高清电视先锋行动计划 就是宣告着我们即将进入超高清的时代。

这个计划旨在推动我国超高清全产业链优化升级,强化内容生产、内容播出、网络传输、终端接收等全链条系统布局。

计划内容包括超高清节目制作总时长按照不低于15%的增速逐年提升;在2024至2025年,陆续实现中央广播电视总台电视剧、纪录片等4个频道超高清频道播出;到2026年,爱奇艺、优酷、咪咕三家北京头部网络视听平台年新增节目中超高清占比超过50%。

那么4K画质的内容将会大大提升,不管是电视频道还是网络视听平台,4K超高清内容在接下来的内容中将飞速提高占比,在第三代投影技术的加持下,全民超高清的时代即将来临。

也就是说无论是电视还是投影仪,支持原生4K的产品会更加值得购买,在很大程度上会非常直观的提升消费者的观看体验。而3LCoS技术对于4K甚至是8K的兼容都要远超前两代投影仪,那么像上海海思等支持3LCoS技术的则可以更好适应超高清时代的到来。

而不单单是影视内容的画质提升,在游戏行业同样也颠覆了观众的想象。今年爆火的《黑神话:悟空》在2024年度金摇杆奖颁奖典礼上荣获“终极年度游戏”及“最佳视觉设计”两项重磅大奖。在Steam平台的销量已突破2300万份,销售额超过10.1亿美元(约合73.1亿人民币)。

这很好地刺激了国内的3A游戏市场,也就让玩家对于游戏画面的要求更加挑剔了,而类似这类游戏可不单单只是追求4K画质那么简单,在帧数上也同样有着严格的要求。

就拿FPS射击类游戏来说,如果投影仪只支持60Hz,那整体的感受会直线下降。而提升画面体验最简单的方式就是更好的画质以及更高的帧数。

那么支持4K画质以及高帧数的播放设备在接下来的环境中,肯定会越来越吃香,相较于之前的能看就行,现在政策的支持以及游戏环境的趋势,用户以及玩家追求的就会变成极致的体验。

而作为当下可以商用的3LCoS技术,无论是在画面表现还是整体体验,相较于前两代投影仪来说,更适合接下来即将发展的超高清环境,也因此才会说第三代投影仪的发展势在必行。

3.目前LCoS亟待解决的问题

那么即将到来的风向,LCoS还存在着哪些问题呢?

首先当然是产业化能力的问题,相较于前两代投影仪,LCoS光阀只有部分品牌的少数机型采用,产品高度定制化,供应链成本也比较高。而这正是从商用走向家用存在的最大问题之一。

紧接着是行业标准不统一的问题,不单单是指亮度等标准不统一带来的影响,还指各家产品专利技术以及上游配套的产品相对复杂,没有统一在一起也就会让整个市场难以突破当前的技术壁垒。

在这样的环境下,高端产品自然就没有产品出现,而是在低价产品中内卷,这样的情况当然提升不了投影核心的技术,也同样没有办法给到用户极致的体验。

所以当下LCoS的发展还是处于非常尴尬的境地的,而如何解决这些问题就成了行业的首要目标,恰好最近的LCoS产业大会也提到了这些问题。

最后聊聊:家用投影仪的未来发展如何?

的举行让我可以切实的看到3LCoS技术的可发展性。

LCoS技术凭借独特的原理带来的优势,已在多个领域广泛应用,未来也有望在投影、VR、AR等领域应用,在智能汽车、智能家居、远程通信等领域内发展。

在这种情况下,产品的创新就显得尤为重要,针对消费者核心需求,上海海思开发的LCoS面板实现了原生4K分辨率,具有90.8%的高填充率,显著降低图像删格效应。同时通过液晶偏振和灰阶工艺技术,实现了10000:1以上的对比度。

此外会议中提到的鸿鹄解决方案还有新的驱动芯片,不单单是画质高,还同时支持支持高帧率,SOC五芯片都是从4K画质144Hz起步的。要知道目前绝大部分的投影芯片连4K,30Hz都不一定支持,144Hz起步的投影仪在以后的使用场景中必然大有用处。

同时还集成了智能畸变校正、分区智能对焦等功能。加上三片式的3LCoS新型构架,可以实现小体积的原生4K光机,是综合性能非常强的产品。

而对于行业标准不规范这一问题,上海海思配合中国电子视像行业协会也发布CVI亮度测试和标识标准,以及针对对比度这一重要性能进行要求,以此规范市场。

这对于整个投影仪行业来说都是相当重要的,统一标准不但可以规范产品,还能降低消费者的学习成本,在各类投影仪产品中可以简单地挑选出适合自己的产品。

当然在这种政策以及标准利好的情况下,也希望投影相关产业上下游可以努力合作,让产业链更加成熟,从商用的高度定制化走向大众的视野,成为每个家庭都可以选择的超高清投影产品。

所以在第三代投影3LCoS技术的作用下,家用投影仪的未来会有更多超高分辨率以及高帧率的产品出现,填补高端市场产品的空缺,让全民都可以实现超高清的画质体验。

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