光影魔术师——热门投影技术与功能解析
特别策划
投影机能否在市场和用户接受度上更上一层楼，未来两三年是一个关键时期，当然，投影机要想在市场上获得更大的突破，功能和技术上的革新势在必行。最近一两年，投影机的新功能和新技术层出不穷，LED光源、USB和无线投影、短焦投影、3D投影和互动投影等等不断出现，让投影机在行业中的应用如虎添翼。
LED：让灯泡不再是耗材
LED（Lighy Emitting Diode，发光二极管）是一种利用半导体芯片作为发光材料的光源，当在LED两端加上正向电压，半导体中的载流子发生复合，放出过剩的能量，引起光子发射即可产生可见光。
LED光源在显示器和照明领域早已经开始应用，随着技术的不断进步，LED也成为目前最热门的投影词汇。这是因为，投影机的光源问题已成为影响投影机成本与普及的主要因素，目前常用的金属卤化物灯泡（如UHP灯泡，主要用于普通商教机型）、氙灯（主要用于工程机型）都存在灯泡寿命偏短（500～3000小时）、节能性差等问题，而LED光源的出现正好可解决这些问题。
从技术上来看，LED光源是一种冷光源，不需要装备灯管、散热器就可实现投影，且能投影出鲜艳的图像。LED光源的寿命可轻松达到30000小时以上，以每天使用5个小时计，一款采用LED光源的投影机产品可轻松使用15年以上，用户不用再担心日后更换灯泡的问题。也正因为这样，LED投影机可以比一般投影机做得更小巧、更安静、更节能、更环保、更轻便、色域更广，为投影机在市场上更大范围内的普及打开了方便之门。
当然，作为一种新的光源技术，LED投影机产品也有弱点，例如，在投影机最重要的技术指标如亮度输出等方面，目前LED掌上便携式投影机的亮度仅可达50～200ANSI流明，就算是在CES2009消费电子展上展出的几款代表新技术水准的新款LED全高清投影机，其亮度也仅为700～1000ANSI流明之间，与主流投影机的1500～4000ANSI流明的亮度水准差距较大，如果在技术上不进一步突破，LED投影机很难在商教领域全面应用。
LED投影机可实现真正的即时开关机，不需要启动过程，也不需要关机冷却过程。整机功耗很低，交直流供电均可，有市电时用交流电供电，无市电时可用电池供电。随着LED光源技术的成熟，LED微型投影机可以被整合入笔记本电脑、DV、DC、手机、移动DVD、MP4等移动终端中，从而大大拓宽LED投影机的应用领域。
延伸阅读：激光光源技术
在投影机的光源方面，值得关注的还有激光光源技术，从技术应用范畴来看，它比LED更“高端”。激光光源是一种以激光器替代灯泡的光源技术，它同样具备寿命长（寿命在5万小时以上）、维护费用低、环保低能耗、色域宽广（具备激光波长可选择和高光谱亮度的特点，因此显示图像具有更大的色域）、色彩饱和度和还原度高等特性。并且，由于激光光源可采用多台中高功率红、绿、蓝激光器叠加输出，从理论上讲没有极限功率限制，可轻松实现上万ANSI流明的亮度输出。随着激光光源技术不断走向成熟，它更适合于被应用在工程投影、会议投影、影院投影、商教投影等中高端应用领域。
短焦：小空间也能投出大画面
投影机的优势在于它具有大画面的投射能力，但投影机要投射出大画面，需要与投影幕（墙）保持足够远的距离，例如通常情况下，想要投射100英寸左右的画面，需要3米以上的投影距离，使用空间较小的用户就难以享受到投影机的大画面效果。
2008年后，短焦投影机产品大量出现，让这一切变得简单。在一些受空间限制的商教场合，短焦镜头的投影机只需要1米左右就能投射出比较大的投影画面，如投射距离为0.6米左右就能投射60英寸的大画面，这对于需要在近距离或小空间内演示的商务用户十分有用。这样，用户就可以将投影机放置在会议桌的最前沿，甚至是放在会议桌的下面，都不会影响正常使用。
而从成像方式来看，短焦投影机可以分成：采用鱼眼镜头的鱼眼式投影机和采用反射镜头的反射式投影机。通过采用鱼眼镜头，投影机可以在很短的距离内投射出很大的画面，这样就可以解决投影机的光线对演讲人的视线干扰，也可解决演讲者自己的影子遮挡画面的问题，投影机输出的画面亮度损失减小，用户可以适当调低投影机的亮度，这样投影机灯泡的功耗也降低了，还可延长成像元器件的寿命。而采用反射镜头的产品则可将影像投射在反射镜上，再由反射镜投射到投影幕上，这样可在反射镜至投影幕数十厘米的距离上投射出数十英寸甚至上百英寸的画面（以对角线距离计算），一些此类产品，可轻松地在30厘米的距离内投射出60英寸画面，在65厘米的距离内投射出100英寸的画面。
当然，焦距越短，视角越大，因光学原理产生的画面变形便会越明显，为了保持画面不变，通常短焦投影机设计时都会进行画面的矫正，以便使投射出来的画面更接近原图，这就间接增加了投影机的成本，所以市售的短焦投影产品，在价格上一般都比普通的投影机产品略贵，且焦距越短的产品越贵。
延伸阅读：短焦投影机用途广泛
短焦投影机产品的出现，大大提升了投影产品的适应性。学校的多媒体教室、商业橱窗演示、小型商务办公会议等场所都有短焦投影机的用武之地。
当然，最受关注的短焦投影产品应用领域还是多媒体教室，互动教学解决方案中使用的短焦投影机，已普遍能在1米左右投射出60英寸以上的画面，让观看者能更清晰地看到画面，且能避免出现阴影和遮影问题。
正是短焦技术的不断进步，让互动电子白板能更方便地应用在各种场合。使用短焦投影机和电子白板搭配，能够为教学带来全新的操作体验感受，让老师在课堂教学中的演示更加得心应手。
高亮度：更逼真的视觉盛筵
要想在户外或其他光照较强的场所实现高清晰投影，就需要亮度较高的投影机产品。例如，商业用户要进行大型户外影音视频展示（如会议、演出、广告等等），由于外界光线干扰大，投影距离又远，主流的亮度在2000～4000ANSI流明的商教投影机便难以满足需求。这就需要更专业的户外高亮度投影机，也就是常说的工程投影机来一展身手了。从目前的发展趋势来看，我们一般将亮度在5000ANSI流明以上的投影机型称为高亮投影机。常见的10000ANSI流明左右的投影机可满足真正电影院级投影的需求，而配备了6000W～7000W氙灯的巴可或科视的3DLP（三芯片DLP技术）投影机，则可实现30000ANSI流明的亮度输出。
当然，为了实现更高亮度，不同的投影机产品会采用不同的方案。如ASK Proxima C500+是目前单灯工程投影机中亮度最高的产品之一，可满足中型会议室、礼堂等明亮场合的应用需求。它采用3LCD技术，分辨率为1024×768，亮度为5600ANSI流明，对比度1000∶1，光源采用最新的高压水银灯技术，和以往的产品相比，灯泡内的压力更大，发光效率更高，因此可以在不增大体积的同时增加亮度输出，同时保证灯泡有足够长的使用寿命。
再如PLC-XF47是三洋最新旗舰级专业用投影机，它采用4灯泡设计，能投射15000ANSI流明的亮度，是现在全球最高亮度的LCD投影机之一。在PLC-XF47上，三洋工程师精心开发了崭新的光学引擎，把镜头、反射镜和液晶显示面板完美结合，浑然一体，其优点是能进一步提升亮度，而且还解决了4灯泡的冷却问题，从而全面提升投影机的性能。
而科视（Christie）Roadie HD+35K则是目前世界上亮度最高的一款投影机，它拥有32500ANSI流明的亮度，采用科视独有的分体式灵活设计，装配有分离式镇流器，拥有2048×1080全高清原生分辨率和10bit图像处理功能。
延伸阅读：高亮工程投影机应用范围扩大
相比主流的商教投影机，工程投影机的投影面积更大、可投射的距离更远、投射亮度更高，而且一般还支持多灯泡模式，能更好地应付户外多变的环境，对于电影院、大型集会场所、商业演示、机场车站、大型3D和虚拟现实、模拟仿真等场所和领域都很适用。
在北京奥运会及今年举行的全运会的开/闭幕式上，高亮度的工程投影机所展示出来的美妙视觉效果令人惊叹。如北京奥运会上采用了奥运史上最庞大、最复杂的视觉解决方案：21组3机堆叠式Christie CP2000-ZX投影机投射出21幅360度影像；84台Christie Roadster S+20K投影机安装在二楼观众席栏杆处和“鸟巢”体育馆顶部，鸟巢体育馆14米高近500米长的环状“碗边”充当投影幕墙，上百台工程投影机联合实现了这个最大、最长、最美的光影奇迹。
此外，投影机还可通过多机叠加等方式实现更高亮度，如NEC发布的全新工程投影机NP3250+系列，单机亮度达到3700～5000ANSI流明，通过NEC的智能叠加解决方案，可完成4台投影机叠加，实现最高20000ANSI流明的亮度。而科视AutoStack更是一个基于视觉显示效果的著名叠加解决方案，它可以快速完成总共12台投影机的组合堆叠和“融合”，从而能更好地满足专业用户对大尺寸和高亮度画面的需求。
USB连接：原来影像输出这么简单
复杂的电缆连接显然是不方便的，随着投影机的USB视频连接技术的广泛使用，它有望替代传统的VGA连接，实现从视频、音频到鼠标控制功能的数据传输，极大地简化了投影机的应用操作，尤其在商务应用中很适用。
从技术上来看，多数USB视频连接技术基于DisplayLink技术，该技术允许使用者通过USB接口直接连接投影机传输视频信号。在具体应用中，用户只需要在电脑上安装DisplayLink驱动，负责GPU与CPU之间的信号转换和自动调制；DisplayLink可通过自适应压缩技术，自动根据CPU和USB带宽的情况压缩视频内容；压缩的数据包通过USB电缆快速传送到DisplayLink设备上，让用户几乎感觉不到延迟；如果高速DisplayLink芯片嵌入显示设备或适配器上，则可以直接传送视频或图形数据。
应用了该技术的投影机产品可以非常简单、方便地连接电脑和多个显示设备（可支持8台显示设备同时显示32位色彩的任意分辨率画面）。允许用户用USB虚拟遥控器直接控制投影机，用户还可以利用USB接口连接多台投影机组成投影幕墙，实现超大画面输出。由于USB接口在电脑中的普及率已非常高，用户的接受程度也较高，这些都使得投影机的USB连接输出深受欢迎。
延伸阅读：无线投影技术
无线连接也是投影机连接技术中的一个热门关键词。由于多数商务应用是不固定的，投影机具备了无线功能，就可大大减少麻烦的接线工作，可以实现即开即用、瞬间切换，更换视频源像换电视频道一样简便快捷，从而大大提升了商务应用的效率。目前主流的商务投影机普遍开始标配802.11g（54Mbps）无线功能或可选802.11g无线模块实现无线投影。并且，一些前沿产品已开始标配速率更快的802.11n无线功能（如三洋PLC-WXU700便是一款内置802.11n无线模块的投影机），这个特性使投影机可以更流畅地进行流媒体播放操作。
此外，在无线连接功能方面，值得关注的还有一些非Wi-Fi无线技术。例如，WHDI（无线HDMI，WHDI的数据传输率可达3Gbps）、WiHD（WirelessHD，WiHD 1.0的数据传输率可达4Gbps）等无线新技术，随着这些技术的不断成熟，它们在投影机上大有可为。
1080P：让画面更清晰
视频分辨率是显示设备的主要技术指标之一，投影机也不例外。十多年来，投影机的分辨率从近10万像素级（以352×288、320×240为代表，普通电视效果）、近50万像素级（以800×600、720×576或720×480为代表，DVD效果），到近100万像素级（以1280×720及1024×768、1366×768为代表，接近高清效果），再到近200万像素级（以1920×1080、2048×1080为代表，全高清效果）。其中向200万像素级进军，成为了高端投影机及影院投影机追求的目标。
随着2006年第一代1080P的DLP、3LCD、LCOS投影机全面上市，到今年，入门级“全高清”（物理分辨率达1920×1080，Full HD，也就是1080P）投影机的价格已从最初的3万元以上，降到了10000元以内，给需要高分辨率投影机的商教用户、娱乐场所用户、专业影音用户以更多的“一步到位”的选择。并且，在高端投影机方面，还出现了多款具备2048×1080分辨率的全高清投影机产品（如巴可的XLM H25、科视的Roadie 25K等投影机），它们代表了影院级投影机的最高水准，可更好地满足大型舞台及各种特殊场所的大尺寸全高清演示需求。
防尘：让投影机更长寿
光学引擎是投影机最“娇贵”的部分，一旦被粉笔灰、尘土等侵蚀，投影机将无法正常显示，长此以往，还会引发一系列的故障，所以防尘功能对教育投影机更显重要。
强调防尘功能的教育投影机在2007年后得到了较大程度的普及。对于教育用户而言，防尘性能是重点关注的采购指标之一，因为在灰尘较重的黑板面前，防尘功能表现越优异，越能有效地将灰尘这一影响投影机寿命的“杀手”拒之门外。
目前的教育投影机大多具备不错的防尘功能，以爱普生的防尘投影机产品为例，其“褶皱”设计增大了空气过滤网的表面面积，在静电作用下加大了对细小灰尘微粒的吸附能力，所有部件的衔接处均采用了完全密封设计，不给灰尘一点可乘之机，更好地阻止了污染物进入。此外，通风散热孔良好的过滤功能以及密封镜头罩，使投影机免受恶劣环境下污染物的损害，保持长久的清洁与明亮。此外，一些投影机产品还会通过兼具防尘性的滑动镜头盖设计、美观且利于防尘的侧边栏等细节设计来实现更好的防尘效果。
互动投影：体验亦真亦幻的奇妙世界
互动感应投影系统主要针对互动展示设计。从整体上看，互动感应投影系统由投影机和控制计算机及音响等组成，可直接向地面和墙面投射影像，实现对参与者影像、动作数据的捕捉和采集、互动。互动投影系统具体分为：地面互动感应投影系统、桌面互动感应投影系统、壁面互动感应投影系统、互动感应背面投影系统等等。
互动投影系统采用先进的计算机视觉技术和投影显示技术来营造一种奇幻动感的交互体验。这类产品的投影画面分为两层影像效果，第一层为处于静态的影像，第二层则运用红外线感应技术使影像随着进入画面观众的移动而变化，产生与观众互动的影像效果，你只要轻轻地挥动一下你的双手，墙面上的“花儿”就会开放，“湖水”就泛起了涟漪……
与传统的触摸屏不同，互动投影不需要其他介质，用户可直接使用双脚或双手与普通投影幕上的虚拟场景进行交互，可以支持多人同时参与展示内容的交互，让用户进入一种虚实融合、亦真亦幻的奇妙世界。互动投影系统对科学展示厅、商场、商务展示场所、酒店宾馆、游乐城、主题公园、体验馆、迪厅、KTV等场合都有较强的吸引力，无论是吧台、舞台还是走廊、包房，地面互动投影系统都可以得到充分的应用和展示。它能营造出一种灯光难以实现的光影特效，使用者每一次举手投足，都能带起粼粼波光、轻舞飞扬、七彩炫光，让饮者畅、舞者欢、歌者亢，给消费者带来前所未有的神奇体验。
3D投影：让画面更生动
3D显示是目前的热门技术，3D投影也不例外。与3D显示器和3D电视机采用的高达120Hz的刷新率不同的是，应用在投影机行业中的3D模式分为120Hz高速刷新频率和全息投影两种形式。不过无论是哪种模式的3D效果，投影机所投射的画面让观众在享受到立体效果的同时，都能感受到比3D显示器更大画面所带来的视觉冲击力。
从技术上来看，DLP Link技术是目前较热门的3D投影技术。DLP Link技术是Ti（德州仪器）最新推出的一种3D投影技术。Ti推出的这种全新的3D解决方案，它利用DLP芯片具有极快切换微镜的特点，让左眼和右眼同时呈现出不同的图像，从而在大脑形成具有3D效果的画面，配合DLP芯片迅速的反应速度和刷新率，让生产厂商能够轻松地在产品上加入三维效果，而不会增加投影机的制造成本，用户只需拥有DLP投影机、专用片源与一副立体眼镜便可欣赏到逼真的立体影像。
当然，3D投影技术的普及需要投影机厂商、片源制作商以及眼镜厂商三方共同努力。目前，在Ti的30多个合作伙伴中，已有9家宣布将推出可兼容3D投影的投影机。同时，考虑到3D课件内容不足会严重制约3D投影机的发展，DLP产品事业部已经与包括Discovery Education、Safari Montage、Eon Reality以及NeoTech在内的众多节目制作商紧密合作，制作并推出了3D教学材料，从而加快将3D视听体验带进课堂的速度。