Как известно, на сегодняшний день в проекторах в основном используются ЖК-технологии. Однако в последнее время все более широкое применение находит и технология цифровой обработки света, или DLP (Digital Light Processing), разработанная Texas Instruments, о которой мы и планируем сегодня рассказать.
Работы по созданию подобной технологии велись в TI еще с 1977 г., а в 1987 г. специалисты компании начали разработку полностью цифрового решения. Как отмечают представители TI, основной упор делался на создание цифровой технологии отображения, потому что не имеет смысла хранить и обрабатывать изображения в цифровом виде и отображать их с помощью аналоговой системы. В результате на свет появилось цифровое микрозеркальное устройство — DMD (Digital Micromirror Device), которое сегодня является ключевым элементом любой DLP-системы.
DMD представляет собой яркий пример микроэлектромеханической системы — MEMS (microelectromechanical system). Оно состоит из большого (более полумиллиона) количества микрозеркал размером по 16 микрон. Каждое зеркало способно принимать два положения: в одном оно направляет свет на оптическую систему проектора (соответствующий зеркалу пиксел включен), а в другом — на светопоглотитель (соответствующий зеркалу пиксел выключен). Необходимо отметить, что свет поступает на зеркала уже разделенным на основные цвета — красный, зеленый и синий (о способах разделения света будет рассказано ниже). Используется по 256 оттенков каждого цвета, которые задаются временем экспозиции пиксела в течение одного цикла работы DMD.
Конструктивно DMD размещается поверх микросхемы памяти. Каждому зеркалу соответствует определенный адрес памяти, и для управления этим зеркалом процессор системы посылает сигналы по данному адресу. Вращение зеркала происходит под действием электростатического поля, генерируемого соответствующей ему ячейкой памяти. Первоначально для ограничения вращения зеркал в TI также пытались использовать электростатические поля, однако пришли к выводу, что физические ограничители работают лучше. Для того чтобы зеркала не "прилипали" к ограничителям из-за накопления заряда (эффект, наблюдаемый для микроскопических тел; примером могут служить самые обыкновенные пылинки), перед каждым циклом работы DMD через него пропускается небольшой разряд.
Существуют три разновидности DLP-систем: с одним, двумя и тремя DMD. Главное различие между ними заключается в способе разделения света на основные цвета. Рассмотрим каждую из этих разновидностей в отдельности.
DLP-система с одним DMD для выделения основных цветов использует светофильтр, вращающийся с частотой 60 об/с (соответствует скорости обновления кадров 60 Hz для телевизионного стандарта NTSC). Он разделен на три сектора: красный, зеленый и синий. Таким образом, для формирования каждого основного оттенка пиксела отводится треть рабочего цикла DMD, и оттенки эти от каждого зеркала поочередно проецируются в одну и ту же точку экрана. Иначе говоря, в отличие от ЖК-дисплеев, да и обычных ЭЛТ, где применяется метод разделения цветов в пространстве (красный, зеленый и синий пикселы расположены рядом; в телевизоре, например, это очень хорошо видно с близкого расстояния), в DLP-системах на базе одного (и, как станет ясно позже, двух) DMD используется разделение цветов во времени.
Теперь рассмотрим DLP-систему на базе трех DMD, потому что это, так сказать, второй крайний случай. Здесь разделение света производится с помощью призмы, и красный, зеленый и синий оттенки одновременно подаются на разные DMD. Сформированные всеми DMD картины (красная, зеленая и синяя) вновь направляются на призму, которая объединяет их в окончательное изображение, проецируемое через оптическую систему проектора на экран.
И наконец, DLP-система на базе двух DMD, представляющая своего рода гибрид из устройств, описанных выше. Прежде всего, она использует специальную металл-галогенидную лампу. Далее в ней, как и в системе первого типа, имеется вращающийся светофильтр, однако он уже разделен не на три, а на два сектора — фиолетовый и желтый. Первый пропускает красный и синий цвета, а второй — красный и зеленый. Также имеется призма, разделяющая свет на два оттенка в зависимости от положения светофильтра. На одно из устройств DMD подается только красный свет, а на другое — поочередно синий и зеленый. Формирование изображения осуществляется, опять же, призмой. Как видим, в случае DLP-системы на базе двух DMD имеет место разделение во времени только для двух цветов — зеленого и синего.
Очевидно, что разные типы DLP-систем имеют разные характеристики и ориентированы на различные области применения. Так, продукты на базе одного DMD способны генерировать изображения с разрешением VGA и SVGA и яркостью от 200 до 800 люменов и имеют небольшие размеры и массу. Проекторы же на базе двух DMD позволяют достичь качества VGA и SVGA и яркости от 200 до 400 люменов, обладая при этом большей оптической эффективностью. Системы этих обоих типов неплохо подойдут для использования в небольших аудиториях. Что касается устройств на базе трех DMD, то они предоставляют возможность получать изображения большого размера с яркостью от 1000 до 5000 люменов, т. е. ориентированы в основном на профессиональную сферу.
Каковы же преимущества DLP-решений перед другими проекционными системами? В первую очередь специалисты называют практическое отсутствие так называемой пикселации (pixelation), заключающейся в появлении промежутков между пикселами при увеличении расстояния между проектором и экраном. Достигается это за счет использования временного разделения оттенков и малых расстояний между микрозеркалами DMD.
Кроме того, в проекторах на базе DLP отсутствует послесвечение, которое иногда проявляется в ЖК-проекторах из-за применения для создания используемых в них светофильтров фосфоресцирующих материалов.
Ну и наконец, DLP-системы обеспечивают высокую яркость и благодаря полностью цифровой системе изображения позволяют точнее управлять цветовой гаммой.
Конечно, ЖК-технология является для DLP серьезным конкурентом, так как применяется уже довольно давно, получила широкое распространение на рынке и, естественно, имеет свои преимущества. Но, тем не менее, перспективы DLP-систем оцениваются специалистами достаточно высоко, и не только благодаря достоинствам лежащей в их основе технологии.
Очень активно занимается продвижением своего детища сама TI, сотрудничающая со многими производителями, выпускающими проекторы различных типов — сверхпортативные, портативные, крупноэкранные, проекторы для домашних театров и т. д. В числе компаний, использующих технологию DLP в своих продуктах, — Digital Projection, Electrosonic, InFocus, NEC, Proxima и Sony. TI также развернула масштабную маркетинговую кампанию, подобную знаменитой Intel Inside, и теперь логотип DSP красуется на каждой системе, изготовленной по этой технологии.
Нельзя не упомянуть также еще об одной области, которая, по мнению специалистов, открывает широкие перспективы для применения DLP-технологии, — кино. Кроме высокого качества изображения она обеспечивает здесь большое количество других преимуществ, например возможность использования цифровых магнитных носителей, при перезаписи на которые не ухудшается качество, или возможность передачи фильмов по различным каналам связи, в том числе спутниковым, что значительно повышает скорость их распространения, и т. д.
Это отнюдь не фантазии — дебют технологии DLP в кино уже состоялся: с 18 июня в двух американских кинотеатрах фильм "Звездные войны. Эпизод I. Скрытая угроза" демонстрируется именно с помощью DLP-проекторов. Как шутят некоторые специалисты, впервые для этого применяются технологии более прогрессивные, чем те, что использовались при его создании. И если данный опыт окажется удачным и получит дальнейшее распространение, то можно будет смело говорить о настоящей революции — как-никак, а способ показа фильмов на протяжении всех ста лет, в течение которых существует кино, оставался одним и тем же
| DLP нашла применение не только в производстве обычных презентационных проекторов — к этой технологии уже давно присматривается Голливуд как к альтернативе нынешним пленочным устройствам. Несмотря на уже давно бытующее мнение, что индустрия кинотеатров переживает последние дни, именно этот вид проката позволяет безбедно существовать таким гигантам, как Sony Pictures, 20th Century Fox, Universal.
Не секрет, что основная доля этого бизнеса приходится на США, где работает более 4500 кинотеатров. Так вот, изготовление только одной копии фильма обходится почти в 2 тыс. долл., добавьте к этому то, что бобину, которая весит пару десятков килограммов, нужно доставить в кинотеатр. Итого только эти затраты выливаются в десятки миллионов долларов. Кроме того, качество. Оно не просто выше в цифровом варианте фильма (а многие специалисты, посмотревшие "Звездные войны. Эпизод I. Скрытая угроза" в таком виде, утверждают это с полной уверенностью), оно долговечнее. Ведь после первого же показа физические свойства пленки начинают изменяться по вполне понятным причинам (заметным это становится, по некоторым оценкам, после 30—40 просмотра). Кроме всего прочего, цифровую копию фильма при существующих ныне спутниковых каналах связи никакого труда не составляет доставить в любой даже самый удаленный кинотеатр. Но, как обычно, при внедрении новой технологии существует масса проблем, и в нашем случае можно выделить две наиболее серьезные. Первая — финансовая, поскольку сегодня DLP-кинопроектор стоит около 200 тыс. долл., и вторая — пиратское копирование, ведь, по большому счету, каждый кинотеатр будет располагать оригиналом. Трудно сказать, каким образом решится последняя проблема, но очевидно, что на перевод индустрии на новые рельсы потребуются годы, и мы, вероятно, не скоро увидим фильмы "иного качества" в наших кинотеатрах. |