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数字光处理

数字光处理(Digital Light Processing,缩写:DLP)是一项使用在投影仪背投电视中的显像技术。DLP技术最早是由德州仪器开发的,德州仪器至今仍然是此项技术的主要供应商。现在,DLP技术被很多许可制造商所采用,他们销售的产品都是基于德州仪器芯片组的。德国德累斯顿Fraunhofer学院(The Fraunhofer Institute of Dresden)也生产有着特殊用途的数字光处理器,并把它称作空间光调节器(Spatial Light Modulators,SLM)。例如,瑞典Micronic激光系统公司(Micronic Laser Systems of Sweden)就在其开发的Sigma印版硅模板刻印机中,利用Fraunhofer生产的空间光调节器来生成远紫外线图像。

德州仪器DLP注册商標

在DLP投影仪中,图像是由DMD(Digital Micromirror Device)产生的[1]。DMD是在半导体芯片上布置一个由微镜片(精密、微型的反射镜)所组成的矩阵,每一个微镜片控制投影画面中的一个像素。微镜片的数量与投影画面的分辨率相符,800×600、1024×768、1280×720和1920 x 1080(HDTV)是一些常见的DMD的尺寸。

这些微镜片在数字驱动信号的控制下能够迅速改变角度,一旦接收到相应信号,微镜片就会倾斜10°,从而使入射光的反射方向改变。处于投影状态的微镜片被示为“开”,并随数字信号而倾斜+10°;如果微镜片处于非投影状态,则被示为“关”,并倾斜-10°。与此同时,“开”状态下被反射出去的入射光通过投影透镜将影像投影到屏幕上;而“关”状态下反射在微镜片上的入射光被光吸收器吸收。

本质上来说,微镜片的角度只有两种状态:“开”和“关”。微镜片在两种状态间切换的频率是可以变化的,这使得DMD反射出的光线呈现出黑(微镜片处于“关”状态)与白(微镜片处于“开”状态)之间的各种灰度。DLP投影仪主要通过两种方法来产生彩色图像,这两种方法分别被用在单片DLP投影仪和三片DLP投影仪中。

单片DLP投影仪 编辑

单片DLP投影仪内部只安装一片DMD芯片,颜色是通过在光源与DMD之间安装一个色轮来产生的。色轮通常被分为四个区域:红区、绿区、蓝区和一个用来增加亮度的透明区域。由于透明区域会减弱色彩的饱和度,所以在某些型号的投影仪中可能会被禁用或者干脆省略掉。

DMD芯片与色轮的转动保持同步,这样,当色轮中蓝色部分位于光源前面的时候,DMD就显示画面中蓝色的部分。红色和绿色的情况也非常类似。红、绿、蓝三种画面按照顺序以非常高的速度被投射出来,因此观察者就能看见合成的“全彩色”画面了。在早期的型号中,每显示一帧画面,色轮只旋转一周。后期的型号中,色轮按照帧速率的两到三倍旋转,其中也有一些型号同时将色轮上的颜色区域重复两次,这意味着红绿蓝三色序列图像将在一帧之中重复六次。

 
彩虹效应

DLP的“彩虹效应” 编辑

简而言之,此种视觉现象可以被简单地理解为可感知的红绿蓝三色闪光留下的“影子”,这种现象经常发生的场合大多为明亮(白色)的物体出现在几乎全暗(黑色)的背景上,例如大多数影片(《不可逆转》即为特例)的结尾制作人员名单滚动字幕中。彩虹现象对于有些人来说,他们是一直可以看到的,而有些人就很少能看到,除非他们把自己的头沿着画面进行快速转动。甚至还有一些人从来都没有感受到彩虹现象。其实,这种现象的产生原因,来自于闪烁融合阈限概念英语Flicker fusion threshold(Flicker fusion threshold,一种心理物理學概念)。

右边显示的是,在长时间曝光条件下,一个白色圆圈在沿水平位置上移动的摄像机中的图像。看起来白色光很明显地分成了彩色分量。彩虹现象就是在类似情形下被肉眼所观察到的。右图的多个圆圈表示了在视频中每一个单桢画面的情况,与彩虹现象并无直接关系。

“彩虹效应”是单片DLP投影仪所特有的现象。如前所述,因为单片DLP投影仪使用一个色轮来控制颜色,那么在任一特定时刻,屏幕上出现的其实只有一种颜色。如果人的目光在投影屏幕前快速晃动,那么合成画面的组合颜色(任一个特定时刻的红绿蓝三种颜色的画面)将会是对肉眼可见的。单片DLP投影仪的生产商使用更快的色轮转速,以及更多的色轮颜色段数来消除这一先天缺陷,这就是我们现在在市场上所看到的2倍速、3倍速或者4倍速色轮了。例如,一个六段色轮(红绿蓝红绿蓝)以2倍速的转速转动,那么其带来的结果将是4倍速色轮。另外一种方法是将分段色轮变为阿基米德螺旋色轮,这样的色轮是使颜色在屏幕的上下移动。普通的分段式色轮在颜色与颜色的转换之间会有一个短暂的暂停,这就意味着如果色轮的颜色段数越多投影图像就会越暗一些(反之段数越少图像越明亮)。使用了螺旋色轮,微镜器件就会在同一时刻在屏幕上投射出不止一种颜色,每一种颜色都随着色轮的转动而上下移动。

三片DLP投影仪 编辑

三片DLP投影仪内部安装三片DMD芯片,光源发出的光被棱镜分离成三路,这三路光线经过滤光分别成为红、绿、蓝三种颜色,然后分别照射到相应的DMD芯片上。最后,三束经过DMD芯片调制的光线借助棱镜再重新合并成一路光线,并通过镜头投射到屏幕上。三片DLP系统能够显示35万亿种颜色,相比之下,单片DLP系统却只能够显示1670万种颜色。

市场 编辑

在背投电视市场上,DLP技术正在迅速成为主角。使用DLP技术的背投电视已经销售了200多万台,并且抢占了10%的市场份额。在2004的圣诞和新年假期中,有超过50家的厂商供应此类产品,这一数字在2003年还只有18。而於數位前投影機的市場中,2006年時DLP的市場佔有率已經達到50%,與3LCD技術平分市場(依据Pacific Media市場調查)。现在,德州仪器公司总销售额的5%来自于DLP芯片组。使用DLP技术的小型独立投影单元(也称作前置投影仪)在办公室演示和家庭影院中也变得非常流行。

优点

  • 图像平滑流畅
  • 优秀的色深以及对比度
  • 不会烧屏
  • 消除了传统LCD技术本身的“Screen door effect (页面存档备份,存于互联网档案馆)”缺点,能够得到无缝画质
  • DLP背投电视比CRT电视更小、更薄、更轻
  • 光源可更换,因此潜在寿命比CRT和等离子显示器更长
  • 光源的更换比LCD投影仪更为简便,通常可由用户自己进行

缺点

  • 在单片设计中,一些人能够观察到“彩虹效应”
  • 重量上与LCD或等离子显示器相差不大,但是却比它们要厚
  • 存在风扇噪音

DLP与LCoS 编辑

与DLP技术最为接近的技术是硅基液晶。该技术使用一个芯片表面上的固定光镜,并通过液晶阵列来控制光线反射的强弱,来投射最终构成的画面。

相关条目 编辑

腳註 编辑

  1. ^ 数字微镜器件 互联网档案馆的,存档日期2012-05-05.

外部链接 编辑

  • DLP Demo by Texas Instruments (页面存档备份,存于互联网档案馆) (Flash)
  • DLP Overview by Texas Instruments (页面存档备份,存于互联网档案馆
  • Resource page on DLP and TVs in general
  • "The Great Technology War: LCD vs. DLP" (页面存档备份,存于互联网档案馆) (projectorcentral.com)
  • What's so hot about LCOS technology? (页面存档备份,存于互联网档案馆) A comparison of DLP and LCoS
  • A directory of DLP-enabled cinemas
  • Howstuffworks.com DLP (页面存档备份,存于互联网档案馆) Howstuffworks.com's article on DLPs
  • Home Theater Network (页面存档备份,存于互联网档案馆) Upside and downside of DLP technology.

数字光处理, 此条目的主題是dlp的一种意思, 关于dlp的其他含义, 請見, digital, light, processing, 缩写, 是一项使用在投影仪和背投电视中的显像技术, dlp技术最早是由德州仪器开发的, 德州仪器至今仍然是此项技术的主要供应商, 现在, dlp技术被很多许可制造商所采用, 他们销售的产品都是基于德州仪器芯片组的, 德国德累斯顿fraunhofer学院, fraunhofer, institute, dresden, 也生产有着特殊用途的器, 并把它称作空间光调节器, spatia. 此条目的主題是DLP的一种意思 关于DLP的其他含义 請見 DLP 数字光处理 Digital Light Processing 缩写 DLP 是一项使用在投影仪和背投电视中的显像技术 DLP技术最早是由德州仪器开发的 德州仪器至今仍然是此项技术的主要供应商 现在 DLP技术被很多许可制造商所采用 他们销售的产品都是基于德州仪器芯片组的 德国德累斯顿Fraunhofer学院 The Fraunhofer Institute of Dresden 也生产有着特殊用途的数字光处理器 并把它称作空间光调节器 Spatial Light Modulators SLM 例如 瑞典Micronic激光系统公司 Micronic Laser Systems of Sweden 就在其开发的Sigma印版硅模板刻印机中 利用Fraunhofer生产的空间光调节器来生成远紫外线图像 德州仪器DLP注册商標在DLP投影仪中 图像是由DMD Digital Micromirror Device 产生的 1 DMD是在半导体芯片上布置一个由微镜片 精密 微型的反射镜 所组成的矩阵 每一个微镜片控制投影画面中的一个像素 微镜片的数量与投影画面的分辨率相符 800 600 1024 768 1280 720和1920 x 1080 HDTV 是一些常见的DMD的尺寸 这些微镜片在数字驱动信号的控制下能够迅速改变角度 一旦接收到相应信号 微镜片就会倾斜10 从而使入射光的反射方向改变 处于投影状态的微镜片被示为 开 并随数字信号而倾斜 10 如果微镜片处于非投影状态 则被示为 关 并倾斜 10 与此同时 开 状态下被反射出去的入射光通过投影透镜将影像投影到屏幕上 而 关 状态下反射在微镜片上的入射光被光吸收器吸收 本质上来说 微镜片的角度只有两种状态 开 和 关 微镜片在两种状态间切换的频率是可以变化的 这使得DMD反射出的光线呈现出黑 微镜片处于 关 状态 与白 微镜片处于 开 状态 之间的各种灰度 DLP投影仪主要通过两种方法来产生彩色图像 这两种方法分别被用在单片DLP投影仪和三片DLP投影仪中 目录 1 单片DLP投影仪 1 1 DLP的 彩虹效应 2 三片DLP投影仪 3 市场 3 1 DLP与LCoS 4 相关条目 5 腳註 6 外部链接单片DLP投影仪 编辑单片DLP投影仪内部只安装一片DMD芯片 颜色是通过在光源与DMD之间安装一个色轮来产生的 色轮通常被分为四个区域 红区 绿区 蓝区和一个用来增加亮度的透明区域 由于透明区域会减弱色彩的饱和度 所以在某些型号的投影仪中可能会被禁用或者干脆省略掉 DMD芯片与色轮的转动保持同步 这样 当色轮中蓝色部分位于光源前面的时候 DMD就显示画面中蓝色的部分 红色和绿色的情况也非常类似 红 绿 蓝三种画面按照顺序以非常高的速度被投射出来 因此观察者就能看见合成的 全彩色 画面了 在早期的型号中 每显示一帧画面 色轮只旋转一周 后期的型号中 色轮按照帧速率的两到三倍旋转 其中也有一些型号同时将色轮上的颜色区域重复两次 这意味着红绿蓝三色序列图像将在一帧之中重复六次 nbsp 彩虹效应DLP的 彩虹效应 编辑 简而言之 此种视觉现象可以被简单地理解为可感知的红绿蓝三色闪光留下的 影子 这种现象经常发生的场合大多为明亮 白色 的物体出现在几乎全暗 黑色 的背景上 例如大多数影片 不可逆转 即为特例 的结尾制作人员名单滚动字幕中 彩虹现象对于有些人来说 他们是一直可以看到的 而有些人就很少能看到 除非他们把自己的头沿着画面进行快速转动 甚至还有一些人从来都没有感受到彩虹现象 其实 这种现象的产生原因 来自于闪烁融合阈限概念 英语 Flicker fusion threshold Flicker fusion threshold 一种心理物理學概念 右边显示的是 在长时间曝光条件下 一个白色圆圈在沿水平位置上移动的摄像机中的图像 看起来白色光很明显地分成了彩色分量 彩虹现象就是在类似情形下被肉眼所观察到的 右图的多个圆圈表示了在视频中每一个单桢画面的情况 与彩虹现象并无直接关系 彩虹效应 是单片DLP投影仪所特有的现象 如前所述 因为单片DLP投影仪使用一个色轮来控制颜色 那么在任一特定时刻 屏幕上出现的其实只有一种颜色 如果人的目光在投影屏幕前快速晃动 那么合成画面的组合颜色 任一个特定时刻的红绿蓝三种颜色的画面 将会是对肉眼可见的 单片DLP投影仪的生产商使用更快的色轮转速 以及更多的色轮颜色段数来消除这一先天缺陷 这就是我们现在在市场上所看到的2倍速 3倍速或者4倍速色轮了 例如 一个六段色轮 红绿蓝红绿蓝 以2倍速的转速转动 那么其带来的结果将是4倍速色轮 另外一种方法是将分段色轮变为阿基米德螺旋色轮 这样的色轮是使颜色在屏幕的上下移动 普通的分段式色轮在颜色与颜色的转换之间会有一个短暂的暂停 这就意味着如果色轮的颜色段数越多投影图像就会越暗一些 反之段数越少图像越明亮 使用了螺旋色轮 微镜器件就会在同一时刻在屏幕上投射出不止一种颜色 每一种颜色都随着色轮的转动而上下移动 三片DLP投影仪 编辑三片DLP投影仪内部安装三片DMD芯片 光源发出的光被棱镜分离成三路 这三路光线经过滤光分别成为红 绿 蓝三种颜色 然后分别照射到相应的DMD芯片上 最后 三束经过DMD芯片调制的光线借助棱镜再重新合并成一路光线 并通过镜头投射到屏幕上 三片DLP系统能够显示35万亿种颜色 相比之下 单片DLP系统却只能够显示1670万种颜色 市场 编辑在背投电视市场上 DLP技术正在迅速成为主角 使用DLP技术的背投电视已经销售了200多万台 并且抢占了10 的市场份额 在2004的圣诞和新年假期中 有超过50家的厂商供应此类产品 这一数字在2003年还只有18 而於數位前投影機的市場中 2006年時DLP的市場佔有率已經達到50 與3LCD技術平分市場 依据Pacific Media市場調查 现在 德州仪器公司总销售额的5 来自于DLP芯片组 使用DLP技术的小型独立投影单元 也称作前置投影仪 在办公室演示和家庭影院中也变得非常流行 优点 图像平滑流畅 优秀的色深以及对比度 不会烧屏 消除了传统LCD技术本身的 Screen door effect 页面存档备份 存于互联网档案馆 缺点 能够得到无缝画质 DLP背投电视比CRT电视更小 更薄 更轻 光源可更换 因此潜在寿命比CRT和等离子显示器更长 光源的更换比LCD投影仪更为简便 通常可由用户自己进行缺点 在单片设计中 一些人能够观察到 彩虹效应 重量上与LCD或等离子显示器相差不大 但是却比它们要厚 存在风扇噪音DLP与LCoS 编辑 与DLP技术最为接近的技术是硅基液晶 该技术使用一个芯片表面上的固定光镜 并通过液晶阵列来控制光线反射的强弱 来投射最终构成的画面 相关条目 编辑Flat panel display LCD 等离子显示器 OLED SED tv 显示技术的比较腳註 编辑 数字微镜器件 互联网档案馆的存檔 存档日期2012 05 05 外部链接 编辑DLP Demo by Texas Instruments 页面存档备份 存于互联网档案馆 Flash DLP Overview by Texas Instruments 页面存档备份 存于互联网档案馆 DLP See It Resource page on DLP and TVs in general The Great Technology War LCD vs DLP 页面存档备份 存于互联网档案馆 projectorcentral com What s so hot about LCOS technology 页面存档备份 存于互联网档案馆 A comparison of DLP and LCoS DLPmovies com A directory of DLP enabled cinemas Howstuffworks com DLP 页面存档备份 存于互联网档案馆 Howstuffworks com s article on DLPs Home Theater Network 页面存档备份 存于互联网档案馆 Upside and downside of DLP technology 取自 https zh wikipedia org w index php title 数字光处理 amp oldid 71060814, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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