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智能投影:亮度的盡頭是對比度

來源:投影時代 更新日期:2024-11-21 作者:蕭蕭

    摘要:根據洛圖科技線上監測數據顯示,2024年雙十一促銷期間,激光光源(含混光)投影機,銷量占比為25.2%,較2024年前三季度上漲13.9個百分點;4K產品銷量份額達到15.7%,較2024年前三季度的平均水平高出8.8個百分點。由此可見,消費者對中高端投影需求方興未艾。隨著三色激光的普及,當前中高端投影的亮度已經完全達到甚至超過了用戶的實際需求。投影的另一關鍵指標——“對比度”,卻還沒有引起用戶的關注!傲炼鹊谋M頭是對比度”,下一階段,對比度將成為中高端投影對比的另一重要標準。

    投影如何選?

    近幾年,“一份亮度一分錢、選投影就是選亮度”,成了投影行業的流行語。說明亮度對投影體驗的重要性。但是從實際的使用需求來看,亮度也不是越高越好,當前中端投影的亮度1000流明起步、高端2000流明起步,已經強到“已經沒得選”,且各主流高端投影間幾乎沒有差別。另外,超過一定的亮度后,為提升亮度值增加的成本為最終用戶體驗增值的邊際效應幾乎為零,而且太高亮度會容易造成觀看者的視覺疲勞。

    從另一個方面看,投影行業有一句俗話:“窮則亮度、達則對比度”,亮度夠用的情況下,就要看對比度參數。因為,最終消費者關心的是畫質的整體表現,如果只有亮度,投影機與燈泡也就沒有區別。投影體驗的核心是“畫面的細膩”,而除了分辨率之外,對比度指標是投影基礎參數中,最能代表“視覺觀察到的細節”的參數。

暗場環境下,對比度不足,容易細節丟失,上面的圖片在不同對比度下看到的星空完全不同

 

    對比度就是細節

    “對比度就是細節!”這是對對比度概念最簡潔的描述。對比度的細節概念包括三個層次的核心畫質效果:

    第一是色彩細節。三色激光、全色LED光源等都強調更高的色域覆蓋、更準的色準。如果都是紅色,淺紅和深紅之間如何區分?這就是灰度、色階的概念,也就是對比度。色域更寬、色準更準,都類似于“亮度更高”,是一個籠統的定義,與對比度強調明暗之間的顯著差異,定義細節能力是“互補作用”。只有充分的細節展示力,才能讓色彩有的放矢。

    第二是分辨率細節。對比度如何影響分辨率細節呢?現在,越來越多消費者傾向選擇更高分辨率的投影,2K起步,4K更好。高分辨率就意味著像素點的間距很小。那兩個像素之間的差異就是通過色彩不同、或者同一色彩的明暗不同來實現,相鄰像素之間平滑過度的展現能力就是“對比度”。

    第三是整體畫面的觀感。即通常所說的景深問題,是一個畫面中不同部分有更多的明暗反差時,每一部分的細節展現能力。在新一代內容標準中,這個效果被強化成一個專有名詞:HDR(英語:High Dynamic Range Imaging)。同時,更高的對比度和景深表現,也是高級游戲的光追效果的顯示基礎(光線追蹤能夠精確地模擬光線的反射、折射和陰影等效果,其中反射、折射、陰影會表現出截然不同的明暗場景差異)。

高對比度使畫面看起來更自然,細節表現更準確

    具體到投影機的選購,“窮則亮度、達則對比度”——好的投影需要具有真正好的對比度能力,而不僅僅是對比度參數。因為,就和讓消費者“頭暈目!绷炼葏,對比度參數也“深有玄機”。

 

    對比度的提升:本源是關鍵

    對比度如此重要,如何提升對比度就成了一門很深的功夫,并由此分成了兩大門派:技巧派和本源派。

    對于技巧派而言,重點關注的是測試標準:原生對比度、黑白對比度、ANSI對比度,還有水分最高的動態對比度。同樣一款產品,用不同標準得出的對比度參數,可以相差幾萬倍。例如,黑白對比度500:1的機型,動態對比度可能高達百萬:1乃至千萬:1。有了動態對比度這個概念,顯示設備對比度上限不斷突破,從05年的1,000,000:1到08年的10,000,000:1到之后的100,000,000:1,最后到了∞:1,這個時候標準也就失去了應有意義。

    對于投影機而言,即便是“完全貨真價實的對比度”,有時候也會因為采用的技巧,讓應用感受完全不同:例如,采用鏡頭動態光圈、激光器動態光源技術,在測試黑色時 “盡可能關閉所有提升亮度的能力”,在測試白色時“盡量打開所有提升亮度的能力”,就能得到一個很高的對比度數值。但是,在實際應用場景(看電影、電視、視頻等)中,不是只在最暗、最亮畫面之間切換,而是要看:1)連續順滑的視頻;2)同一畫面大概率既有亮的部分也有暗的部分!礈y試對比度數值的場景,在實際觀賞內容時,很少或者根本不存在;測試數據的方法、標準和結論,完全脫離實際應用。

    技巧派不一定就是“坑”,但是,技巧方向想多了,難免就會不知不覺、或深或淺的變成坑。所以,選擇好的對比度“本源”派更為重要:

    本源派提升對比度的技術,一方面是所有光學材質的選擇要“高”。從光源到鏡頭,每一片涉及光的材料、加工、工藝和結構,在透光、低色散、低串擾、低衍射等方面要做到更好。這一層面,對于中高端機型基本是“與價位相當的用料投入”。

    本源派的另一方面則是投影光閥,也就是投影機真正成像的核心器件(相當于數碼相機的CMOS)。對此,投影行業內有一個基本共識:3LCoS>1LCoS >3LCD> DLP>1LCD。具體數值上,從最高到最低大約有10倍以上的差距。

    其中,LCoS機型的家用機目前比較少見,已商用產品的售價都在5萬元乃至10萬元以上。DLP技術則萬元以下市場占據中高端主力地位,LCoS、DLP、LCD產品目前雖然在技術上有一定程度的提升,但離中高端產品的要求還有較在的差距。

    從原理角度看,LCoS的對比度優勢主要來自于三個方面:

    第一是,反射式技術,光效與DLP相當,達70%以上。顯著高于3LCD,更是高于很多1LCD不到10%光效。這決定了其亮度和對比度上的競爭優勢。

    第二是,相比DLP而言,LCOS表面更為平滑,即減少了散射影響,有利于提升對比度,特別是關鍵的暗部效果。

    第三是,LCOS在表現暗部和黑色時,通過液晶開關直接控制光線出入量;對比而言,DLP則是將多余的光線反射到鏡頭之外——后者難免造成光機內部的“光污染源”、形成散射或者衍射雜光,造成對比度暗部性能下降。此外,色輪作為很多DLP機型的標配部件,應該視為其成像方案的核心部分,但是其對對比度、特別是暗部對比度也會帶來污染。

DLP原理圖和LCoS原理圖

    特別強調的是,暗部對比度是及其重要的部分。因為,有數據顯示電影內容中,90%的電影畫面平均亮度低于最高部分亮度的20%。即暗部其實占據了電影、電視、視頻內容的“絕大部分,是內容真正的主體”?梢姡挡繉Ρ榷缺憩F如何,是對比度真正的精髓。

 

    亮度有盡頭,對比度沒有盡頭

    對比度的體驗與應用場景密切相關、也與人眼感知密切相關。環境光往往干擾對比度、降低對比度,而人眼感光范圍在0.01-100000lx,可感知的對比度理論上在1,000,000:1。目前,一些投影機等顯示產品,對比度在1000:1左右,雖然不同的技術陣營也努力提升對比度,但離人眼的可感知范圍還有很大差距。

智能投影:亮度的盡頭是對比度

Pjtime評測室實拍圖

    總之,一臺好的投影大屏設備,應當是“細節展示能力強、場景景深通透感一流”的產品,也就是“擁有更高對比度的產品”。

    “亮度的盡頭是對比度”,隨著三色激光的普及,當前主流中高端投影機的亮度已經完全滿足甚至超過了用戶實際的需求,走到了“盡頭”。而“對比度”這一投影的關鍵性指標還沒有引起消費者的廣泛關注。究其原因,一是由于技術的限制,真正具有高對比度(2000:1以上)的智能投影在市場上處于缺失的狀態;二是當前對比度的標準混亂,消費者缺乏可信賴選擇依據。

    LCoS技術作為當前主流智能投影光閥方案之一,3LCoS方案在滿足亮度需求的情況下,最高可以達到10000:1的對比度,及4K@120Hz/8K@60Hz的分辨率,能有效適配中高端投影的需求,未來在智能投影領域的應用,將為用戶體驗提升帶來更大想像空間。

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