ГлавнаяСтатьиОбзоры и тестыОсновы технологии 4DColorTM

Основы технологии 4DColorTM

Краткое описание

Мощный световой поток или цветовая насыщенность?

В процессе создания высокотехнологичных продуктов всегда приходится идти на компромисс.

Цифровые проекторы не являются в данном случае исключением. Как правило, при их разработке приходится жертвовать одним из параметров качества изображения в пользу другого. Одним из главных показателей производительности проектора является мощность светового потока. От нее зависит и максимальный формат проецируемого изображения, и допустимая яркость внешнего освещения. К сожалению, при создании проектора ради насыщенного цвета чаще всего приходится жертвовать яркостью. Повышение одного показателя приводит к снижению другого. Тем не менее, технология 4DColorTM, новейшее достижение в области проекционных технологий, отменяет это правило.

Формирование цветного изображения

Рисунок 1. Оптическая схема 3LCD

Полноценная цветная картинка, полученная с помощью цифрового проектора, на самом деле является комбинацией как минимум трех изображений: красного, зеленого и синего. Все остальные цвета получаются в результате смешения трех примарных цветов. (В некоторых проекторах для смешения применяют дополнительные цвета: голубой, пурпурный и желтый.)

В большинстве цифровых проекторов используется белый источник света с ртутной газоразрядной или ксеноновой короткодуговой лампой. Эти лампы излучают непрерывный свет с длиной волны в диапазоне от инфракрасного до ультрафиолетового. Первыми отфильтровываются невидимые инфракрасные и ультрафиолетовые области спектра, оказывающие отрицательное воздействие на оптическую систему проектора. Затем оставшийся видимый белый свет с помощью нескольких дихроичных фильтров делится на примарные цвета: красный, зеленый и синий.

Дихроичный фильтр позволяет разделить световой поток на цвета, пропуская излучение с длиной волны больше или меньше определенного значения (так называемой волны среза), отражая при этом оставшееся излучение. В LCD (жидкокристаллических) проекторах эти фильтры установлены последовательно. В обычной конфигурации дихроичный фильтр пропускает синий cвет, отражая более короткие волны. Отраженный свет попадает на второй дихроичный фильтр.

У этого фильтра другая волна среза: он пропускает красный свет, отражая зеленый. Таким образом при помощи зеркала с лицевой отражающей поверхностью волны нужной длины попадают на три разные LCD панели (каждый для своего цвета), окружающие призму. LCD панели модулируют поступающее излучение в соответствии с проецируемым контентом. Призма, в состав которой входит собственный набор дихроичных фильтров, комбинирует модулированные изображения и посылает их на объектив проектора (рис. 1).

Чистота цвета

Рисунок 2. Диаграмма цветности CIE

Приведенное выше описание процесса создания цветного изображения в LCD проекторе хотя в общем виде и верно, в нем отсутствует одна важная деталь: цвет, поступающий на LCD панель, не является чистым – красным, зеленым или синим. Каждый из них составляют волны, длина которых колеблется в определенном диапазоне. Этот эффект можно легко объяснить, расположив цвета на диаграмме цветности CIE, использующей координаты X и Y. Чистые спектральные цвета (цвета радуги) следуют от красного к синему по подковообразной дуге, называемой линией спектральных цветностей. Эта дуга, вместе с линией, соединяющей красный цвет с синим, охватывает пространство, на котором представлены все цвета, воспринимаемые обычным человеческим глазом, вне зависимости от их яркости (рис. 2).

Чистые красный, зеленый и синий цвета, используемые проектором, наносятся на диаграмму цветности в пределах определенных координат. Вместе они образуют треугольник, на котором представлены все цвета, отображаемые на экране вне зависимости от его яркости. Их совокупность называется цветовой палитрой. Чем чище основные цвета, тем больше треугольник. Смешение основных цветов приводит к созданию менее насыщенных оттенков, нежели примарные. Они располагаются на диаграмме ближе к белому цвету в центре треугольника – в точке, соответствующей смешению примерно одинакового количества красного, зеленого и синего цветов.

Рисунок 3. Предполагаемая потеря света при сужении 3LCD фильтров

Использование примарных цветов, состоящих из волн разной длины, также приводит к уменьшению насыщенности и движению от линии спектральных цветностей к белому цвету. Для достижения максимальной цветовой насыщенности следует использовать наиболее спектрально-чистые цвета. Однако при наличии белого источника, как правило, происходит фильтрация волн, что приводит к потере света. Например, при получении насыщенных зеленого и красного, желтое излучение между зеленым и красным отфильтровывается в обоих потоках. Это приводит к потере света, которая оказывается особенно значительной при использовании ртутных газоразрядных ламп, так как лампы такого типа отличаются «резким повышением» в области желтого цвета (рис. 3).

Технология 4DColor™ меняет правила игры

Рисунок 4. Оптическая схема 4DColorTM

Как было сказано выше, традиционный LCD проектор использует три LCD панели, по одной на каждый примарный цвет. Эта технология известна во всем мире как 3LCD. В конструкцию проектора с технологией 4DColorTM добавлена четвертая LCD панель. Она находится непосредственно перед зеленой панелью – там, где обычно проходит канал зеленого излучения. Однако в проекторе с технологией 4DColorTM по этому каналу проходит как зеленое, так и все желтое излучение. Волна среза дихроичного фильтра, установленного в традиционном проекторе 3LCD и отделяющего красное излучение от зеленого, была заменена на более длинную и близкую к красному. В результате примарный красный цвет стал спектрально более чистым.

Желтое и зеленое излучение теперь направляется на четвертую LCD панель, называемую регулятором цвета. Анализируя каждый пиксель, регулятор цвета сопоставляет количество посылаемого желтого излучения с количеством, указанном в данных об элементе изображения. Отфильтровывая желтое излучение, регулятор цвета также создает более чистый зеленый для полностью зеленых пикселей (рис. 4).

Таким образом, четвертая панель повышает качество красного и зеленого цветов.

Рисунок 5. Расширенная палитра 4DColorTM в сравнении с палитрой 3LCD

Более чистые примарные цвета расширяют цветовую палитру, получаемые оттенки становятся более насыщенными. Область воспроизводимых цветов на 20% больше, чем у 3LCD проекторов предыдущих поколений (рис. 5). Кроме того, за счет более эффективного использования света при скачках желтого излучения, мощность светового потока ртутной газоразрядной лампы увеличивается примерно на 10%.

Благодаря большей насыщенности примарных цветов – красного и зеленого, проекторы с технологией 4DColor™ имеют улучшенную цветопередачу. Разница особенно заметна при передаче телесных тонов. Если раньше приходилось жертвовать насыщенностью ради большей яркости, то теперь идти на компромисс не нужно. В качестве примера можно привести портативный проектор, используемый для демонстрации товара. Новая технология позволяет показывать изображения в цветах, более близких к оригиналу.

Преимущество использования неорганических материалов

Технология 4DColorTM использует ориентирующие слои из неорганических материалов. Эти слои расположены внутри каждой LCD панели. Они отвечают за ориентацию жидкокристаллических молекул. LCD панель регулирует интенсивность проходящего света за счет изменения угла поляризации. Для эффективной поляризации жидкокристаллические молекулы должны быть ориентированы в строго определенном направлении — близко к передней или задней стеклянной стенке LCD панели. За это и отвечает ориентирующий слой.

В старых LCD проекторах слои выполнены из органики. В современных LCD проекторах, включая модели с технологией 4DColorTM, используется неорганический материал. Он лучше противостоит ультрафиолетовым волнам, остающимся после фильтрации большей части излучения, и тем самым обеспечивает полноту цвета на протяжении долгого времени. Технология нанесения неорганического слоя также позволяет добиться более последовательного расположения жидкокристаллических молекул. Ее применение в несколько раз повышает коэффициент контрастности устройства. Повышение контрастности способствует увеличению цветовой насыщенности и образованию более глубоких черных тонов, значительно улучшая качество цветопередачи проекторов с технологией 4DColorTM.

Заключение

Благодаря добавлению четвертой LCD панели в традиционную архитектуру 3LCD проектора, применение технологии 4DColorTM расширяет цветовую палитру экрана на 20%. Вместе с тем, почти на 10% увеличивается яркость изображения при использовании ртутной газоразрядной лампы. Кроме того, неорганический ориентирующий слой, используемый в LCD панелях, значительно повышает коэффициент контрастности. Применение неорганических слоев не только повышает качество передачи черных тонов, но и помогает сохранять насыщенность цветов на протяжении многих лет эксплуатации. Еще недавно существовала проблема выбора между яркостью и цветопередачей. Теперь, благодаря технологии 4DColorTM, больше не нужно идти на компромисс.

www.christieEMEA.com

Тэги записи:
Комментариев нет

Оставить комментарий

Разработка и поддержка: Дизайн студия Visuallab | 2016