真假一招鮮 揭秘投影機極致色彩密碼

著眼DLP短板，德儀開發(fā)極致色彩技術

    2007年被DLP投影機核心技術擁有商德州儀器TI成為“極致色彩”年。極致色彩是德州儀器為DLP投影技術開發(fā)出的旨在提高產品色彩表現(xiàn)能力的顯示技術。該技術的實質可以看成是“多基色”彩色再現(xiàn)技術。07年應用該技術的投影機產品獲得了長足的市場發(fā)展。因此才有德州儀器07年是“極致色彩”年的說法。

    極致色彩技術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的投影機產品。但是受制于投影機行業(yè)市場規(guī)模的影響，05年采用極致色彩技術的DLP投影機主要集中在家用視頻產品上。直到06年晚期和07年，極致色彩技術才被諸多DLP技術陣營廠商推向全方位的普及應用。

德州儀器亞太區(qū)業(yè)務總監(jiān)黃志光和圣誕寶貝在一起

    在投影機陣營，具有LCD技術、DLP技術、以及LCOS技術三項目前主流的投影技術。其中，只有DLP技術采用的使徹底的數(shù)字顯示方案。即是指DLP投影機畫面是由與數(shù)字視頻信號完全對應的光包構成。該顯示技術的純數(shù)字顯示方案有助于保持畫面的準確性。同時DLP投影機光機采用高效的反射式光路，具有光利用率高、對比度大的特點。

    不過與競爭者LCD特別是三片式LCD投影機相比，DLP投影技術也有著自身的弱點。與采用3LCD技術的投影機比較，DLP投影機往往在色彩的柔和性、飽和度上處于劣勢。產生這一結果的原因主要是色輪技術對白色光分色處理，提取單色色光的效率不理想造成的。

    為了改善DLP投影機在色彩表現(xiàn)上的弱勢，德州儀器公司在吸取了部分投影機廠家：如明基等采用的多段色輪技術的經(jīng)驗的基礎上，憑借自身在DLP技術上的核心優(yōu)勢和視頻CPU芯片上的設計優(yōu)勢，于2005年提出了名為“極致色彩”的DLP投影機色彩表現(xiàn)改善技術。該技術主要針對普通消費市場的“單片式DLP”投影機提供全套的色彩提升技術方案。

“多基色”極致色彩變革DLP影像

    極致色彩技術的目的是推進DLP投影機產品的色彩表現(xiàn)力，特別是柔和性、飽和度的提升。從核心結構上來看，極致色彩技術是一種多基色色彩合成技術。

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

一年來多個投影廠商運用“極致色彩”技術

    在應用了“極致色彩”技術的單片式DLP投影機上，色輪的改進是核心變化之一。通過采用非傳統(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，進而改善透過色輪形成的時序分光光包序列的質量來改善最終的成像效果。色輪采用不同色彩過濾材料制作，必然具有不同的光學特性。更多的色彩段的色輪，能透過比單純三原色色輪透過的波長更豐富的色彩。當然實際多段色輪透過那些波長的光線還與色輪的具體材料和制作工藝有關系。

    最典型的“極致色彩”技術的色輪設計具有六種顏色的過濾設置，分別是三原色的RGB “紅綠藍”，和成為減色三原色或者是三補色的CMY“青、品紅、黃”。在色輪上六種色彩交叉設置，形成六色的時序分光序列。這樣的色輪設置，在CMY“青、品紅、黃”端能夠透過以往的紅綠藍色輪不能透過的光波，進而顯著改善投影機在色域上的廣度和色彩上的飽和度。

    應用“極致色彩”技術的DLP投影機，由于采用與傳統(tǒng)產品不同的色輪，必然要求在色彩的合成計算上做出變革。例如如果畫面需要黃色，原來的三原色色輪就必須用紅和綠色合成，而現(xiàn)在加入補色色段的色輪則可以令黃色、紅色和綠色色輪均參與進來。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，進而需要專門的數(shù)據(jù)處理芯片支持。

    德州儀器在推出極致色彩技術的同時，配套推出了一系列的專用cpu芯片來解決新的合成算法的問題。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，同時更是采用了更加精確的浮點運算，從而提高色彩還原的準確性。

揭秘“極致色彩”投影機主要性能改善

    DLP投影機采用極致色彩技術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。在極致色彩技術中多基色色輪具有核心的地位。極致色彩技術改善色彩表現(xiàn)的實質是通過多基色色輪捕獲更多的光能量和更多波長的光。因此色輪的設計對于極致色彩技術發(fā)揮出優(yōu)秀的效果具有決定性的影響。標準的極致色彩技術建議采用六段色色輪。六色分別是三原色RGB “紅綠藍”和三補色CMY“青、品紅、黃”。

    通過對極致色彩技術的分析，可以看出極致色彩技術對于提高三元色的色彩效果并沒有太多進步：對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運算處理器帶來的運算精度。而在紅綠藍色彩的在線上，從色輪角度來看在工作的依然只有原色色段，因此極致色彩技術從色輪這一核心部位來講，對于三原色的表現(xiàn)并沒有變化。這種“沒有變化”不僅體現(xiàn)在飽和度上，也體現(xiàn)在亮度和對比度以及三元色的灰度效果上。

    事實上，德州儀器也從沒有宣稱過“極致色彩技術對三原色的表現(xiàn)擁有太多的幫助”。極致色彩技術隨色彩的額提升主要體現(xiàn)在中間色上。由于采用三補色CMY“青、品紅、黃”進入色輪，而導致色輪過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”進入色輪，而使色輪過濾后的光線具有更加豐富的波長分布。這一特點顯然能夠提高投影機色彩表現(xiàn)的色域范圍。

    同時，在生成彩色畫面的時候，擁有極致色彩技術的投影機對中間色的調配可以選擇的方案更多。例如對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。而黃色段色輪透過的光波又不僅局限于紅色和綠色的組合，這會改變黃色這個中間色的色彩效果和飽和度。

    除了典型的由三原色和三補色構成的六段色輪外，極致色彩技術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。采用這種色論會導致整體畫面輕微的偏向某一色調。而白色的加入則可以顯著提高投影畫面的亮度。但是這樣的色輪設置不適合于家用投影機等對視頻要求較高的應用環(huán)境。但是，特殊的色輪設計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得到色調比較明快、活躍的效果，格外適合商務和教學這樣的應用領域。

采用極致色彩技術的色域更寬廣

    極致色彩技術的多段色輪也會改變投影機的光利用效率。以往的三原色色輪同一時間僅有一種原色透過色輪，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，同時還用更多的波長透過（具體情況視色輪材料的光學特性而定），這必然提高燈泡的光利用效率。

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

    解決以上問題的思路是調整色輪上補色和原色的寬度比例：令原色寬度顯著寬于補色。經(jīng)過這樣的改進后的多基色色輪能夠在保證整體亮度獲得一定提高（筆者認為在20%左右）的基礎上保持畫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

    極致色彩技術是德州儀器在提高DLP投影機綜合色彩表現(xiàn)上的重要努力和技術成果。進入06年之后，各主要投影機廠商紛紛推出采用了該技術的投影機產品。一時間，極致色彩技術成了眾多投影機廠家產品最主要的宣傳賣點。同時，許多消費者也把具有極致色彩作為挑選投影機產品，特別是DLP投影機產品的必須條件之一。

    但是并不是號稱具有極致色彩技術的投影機都具有完備的極致色彩配置。上文已經(jīng)說到，極致色彩技術的核心是所基色色輪，同時對基色色輪又對數(shù)據(jù)處理芯片ASIC提出新的要求。因此，采用極致色彩技術的DLP投影機必須具有多基色多段色輪和適當?shù)腁SIC芯片。其中常見的用于極致色彩技術的投影機ASIC芯片包括2230、3020、3021。

XG-G230XA

    在極致色彩技術采用的多基色色輪上也具有不同的情況。極致色彩技術基本的色輪配置三原色結合三補色，這種色輪對能發(fā)揮DLP投影機極致色彩技術的優(yōu)勢，改善投影機的中間色表現(xiàn)。另一種情況是只在紅綠藍三原色外添加一種或者幾種其它基色，而不是添加三補色，該類型的產品也能一定程度上表現(xiàn)出極致色彩技術對畫面色彩的提高。但是第二種情況的色輪會使投影機的色彩偏好發(fā)生變化，所以不適合應用在家用投影等以播放視頻為主的產品上。

    對于那種不具有多基色色輪的投影機產品，即便它采用了極致色彩技術的ASIC芯片，也不能真正發(fā)揮出極致色彩技術的真正效果——此種情況可以認為是假極致色彩。

    消費者選購具有極致色彩技術的投影機最重要的是要認準多基色色輪。對于選購家用機的消費者更要看清楚是不是三原色加三補色的六段六基色色輪。因為這是最能發(fā)揮極致色彩技術效果的配置方式。同時極致色彩技術的性能發(fā)揮還需要專用的ASIC芯片，以及優(yōu)良的色輪工藝。色輪的光學性能對投影機最終的畫質效果具有決定性的影響。