家用智能投影仪光源差距很大?三色激光:家用投影的未来光源技术

发布时间:2023-12-09 16:11:57   来源:斯诺克直播吧

  从今年的家用智能投影仪市场表现上看,今年激光投影仪的出现频率明显变高,且成系列发布。上半年,海信旗下Vidda品牌就连续推出多款三色激光投影仪,下半年,坚果投影推出三款三色激光投影仪——坚果N1 Air、坚果N1S Pro 4K和坚果N1S Ultra 4K,其中坚果N1S Pro更是凭借优异的画质表现,成为目前家用激光投影仪的TOP 1。

  在解答这个问题之前,我们首先要知道三色激光的原理。三色激光是通过直接使用对应于红、绿、蓝三种基本色的激光器,无需通过荧光色轮等组件即可直接形成图像。

  激光能够逐渐替代LED光源,成为高端旗舰投影仪首选光源的一个重要原因就是——亮度。LED光源的亮度存在明显的天花板上限,目前市面上LED投影仪的最高亮度仅约为2500 ANSI流明左右,而激光投影仪则能轻松突破3000 ANSI流明以上,三色激光更是佼佼者。

  从光学角度来看,激光拥有极佳的方向性。激光发射器发出的光束几乎是平行垂直而集中的,相较于其他光源,激光在单位面积上携带的光能更为集中,因此能够实现更高的亮度。

  相比之下,LED光源存在较大的散射角度,其发光效率相对较低。提高LED灯功率以增加亮度往往会导致过多的发热,轻者可能产生巨大的风噪,重者则可能导致长时间高功率发光,从而减少使用寿命。

  在选择家用智能投影仪时,很多人常常忽视一个重要的参数——画面的亮度均匀度。通常情况下,投影仪呈现最高亮度的区域位于画面中央,而边缘则相对较暗。因此,亮度均匀度越高,画面从中央到边缘的一致性就越强,而亮度均匀度越低,画面的亮度差异就越明显。

  一般而言,LED投影仪的亮度均匀度约为90%,容易在四角出现暗角问题。相比之下,三色激光投影仪由于其出色的准直性和稳定性,在光路中的可控性优于LED,因此其亮度均匀度也更为出色。例如坚果N1S Pro和坚果N1S Ultra的亮度均匀度均能超过95%。

  坚果投影产品之所以能够实现如此高的亮度均匀度,也跟其搭载的自研MALC目氪TM三色激光光机中的400分区四层复眼匀光系统有关。

  激光在射出时形成一个能量极为集中的小型光斑,通过复眼模组将光斑整形成16:9的形状,并且充分匀光。复眼的分区数量越多,亮度分布就越均匀。坚果三色激光投影仪产品的系统每一层复眼透镜都有400个小分区,实现微米级的均匀光照。通过4层高精度的复眼设计,亮度均匀度就达到了远超行业平均水平的95%。

  对比度指的是画面亮区和暗区之间的比值,高对比度能够使画面层次显示更加丰富。在相同亮度条件下,三色激光的对比度表现更为突出。这与光源的发散角度密切相关,当光源的发散角度增大时,外溢光也相应增多,在需要呈现暗场效果时,画面就更难以完全黑暗。

  LED光源的发散角度达到105°,而三色激光的发散角度仅为2°,这是一个巨大的差距。通常情况下,LED投影仪的对比度约为500:1到700:1左右,而三色激光投影仪的对比度能够轻松达到LED的两倍水平。这种差异使得三色激光在呈现画面时更能够展现出深刻的黑暗细节,提升了画面的层次感和视觉体验。

  色域是对一种颜色进行编码的方法,同时也表示技术系统能够产生的颜色总和。通常,我们使用sRGB、BT.709、DCI-P3等参数来描述色域。优秀的LED投影仪色域能够达到99.9%的sRGB,然而,三色激光投影仪则采用更为严格的标准,其色域可达到110%的BT.2020,几乎是LED的两倍。

  这差异的原因在于LED光源主要采用“带状光谱”,即红、绿、蓝三种光的波长在30-40范围内。而激光光源则采用“线nm的极窄范围内。这意味着激光能够呈现更为纯净、无杂质、准确且全面的三种颜色。

  事实上,目前三色激光是唯一一种能够做到超100%BT2020色域的显示技术,其他光源投影仪都无法达到这一水平。这使得三色激光投影仪在呈现色彩时具有无与伦比的优势,提供更为真实、生动的视觉体验。

  不过,三色激光技术并非没有缺点。在过去,其应用面临较高的难度,研发及生产成本居高不下,主要被用于万元级以上的产品或商业激光影院。然而,近两年来,技术难题逐渐攻克,三色激光技术的应用范围逐渐扩大,开始涵盖万元级以下的投影仪产品,使得三色激光投影仪成为了更大众化的产品。

  随着这股技术普及潮流的兴起,三色激光投影仪的热度不断攀升,也因此在市场上获得了更大的份额。与此同时,为了抢占市场份额,一些竞争对手开始利用大众对散斑现象的不了解,通过夸大其词宣传三色激光存在“散斑”问题。

  如上图所示,在投影仪所投射出的画面中,有些区域很明显感觉就像被蒙了一层油一样模糊,这种就被叫做“散斑现象”。

  从原理上说,散斑是反射光的物理现象。当光线在反射到比自身光波粗糙的表面时,因为光线之间的相干性会“相互打架”,在画面上呈现出一种粗糙的颗粒感,这种颗粒感就是我们说的「散斑」,但是以往LED光源等的光线较杂,形成的散斑没有规律,超过人眼分辨,我们就“看不到”了。而三色激光具有高纯度的特性,使其形成和分布更加有规律,就容易被我们“看到”。

  也就是说,将三色激光的散斑也降低到人眼不可察觉,散斑也就变相“消失”了。

  坚果投影经过十多年的技术研发沉淀,创新性地推出了LSR(激光消散斑模组)动态消散斑专利技术,该技术的原理是在平面区域内进行X、Y方向的二维高频振动,通过振动的随机性来消除激光间的相干性。此外,坚果还采用了定制的电磁线圈,以使振幅尽可能降低,并通过电流信号确保振动的持续性。

  这一项技术也就实现了坚果N1S Pro的97%散斑消除率。目前科学研究表明,散斑低于3%时,人眼基本感觉不到散斑的存在。也就是说,坚果N1S Pro不存在散斑干扰视觉效果的情况,画面更清晰、逼真,为用户呈现了更好的投影画面,久看不累眼。

  家用激光投影仪的“销冠”坚果N1S Pro搭载了坚果自主研发的MALC目氪TM三色激光光机,做到2000CVIA的高亮度输出、1600:1的超高对比度、以及色准达到ΔE1、色域高达110%BT2020。让投影画面实现更高亮、更清晰,同时色彩更饱满有层次,明暗过渡细腻自然,细节展现更清楚的影院级大片质感。

  同时做到了4K分辨率,以及97%的散斑消除率,画面清晰度再上一层楼。4K+三色激光的组合优势,将旗舰级家用智能投影仪的优势放大,居家既能享受大屏高质观影。

  在外形设计上,也是别具一格。坚果N1S Pro采用了N1系列的一体式云台设计。

  用物理云台式支架实现上下俯仰135°调节,底部圆盘360°自由旋转,阻尼感十足且丝滑,单手即可操控机器投影角度,且机身角度能时刻保持稳定状态,实现更自由的角度调控,免去外接支架的麻烦。

  而算法上的“云台式画面矫正”功能则是将家用智能投影仪的智能化优势进一步发挥出来。内置陀螺仪,实时智能感应机身角度,角度一变秒速矫正。在开机状态下,画面能时刻保持方正,无需用户另外手调。这个软硬结合的方案,便捷程度可以说是目前顶级。

  云台带来的便捷使用及三色激光带来的画面优势,这也就不难理解为什么坚果N1S Pro是今年激光家用智能投影仪类目的TOP 1了。如果近期准备入手家用智能投影仪,优先考虑这台。

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