目前家庭影院已逐步进入家中。实践证明要有接近电影院的感受,显示屏幕的尺寸(对角线)超过70英寸比较好。而直视型CRT、平板显示等屏幕超过50英寸就很困难,因此大屏幕投影电视机就成为家庭影院的最佳选择。
大屏幕投影电视机又简称投影机,它是利用光学系统将电视图像、数据或图形,经过放大后投射到屏幕上的一种显示方式。它一般由三部分组成:图像信号发生器、光学系统和屏幕。下边就投影机的分类和选用常识作些介绍,供广大读者建立家庭影院时参考。
一、投影机分类
1.CRT投影机。它是在3个投影管的荧光屏上分别产生红、绿、蓝三基色电视图像,通过光学系统放大投影到屏幕上合成为大屏幕彩色电视图像。它是在彩电基础上发展起来的,具有直视型CRT彩电相媲美的图像质量。
CRT投影显示需要3个高质量的CRT投影管,产品的体积和重量相对较大,制造成本也较高。另外,在日常使用中调整也很麻烦。因此CRT投影机已经难以独霸大屏幕显示市场。
2.液晶显示(LCD)投影机。它是用电写入方法在三块液晶板或一块彩色液晶板上,分别产生红、绿、蓝电视图像,以此作为光的阀门,在相应的三基色恒定光源照射下,液晶板对光强进行调制,通过光学系统进行放大,投影在屏幕上,从而产生大屏幕彩色图像。
同CRT投影机相比,LCD投影机具有体积小,结构简单,重量轻及使用方便等优点。由于LCD投影机光的产生与光的调制是分开的,从长远来看,还具有进一步提高亮度和清晰度的潜力。
3.图像光放大(ILA)型光寻址液晶光阀投影机。它是用光写入方法的一种液晶光阀投影机,采用光驱动的光—光变换型的液晶光阀。ILA是一种光寻址的液晶光阀器件,它是通过液晶层用低亮度的图像对一个高强度光进行相位调制。如液晶片的图像可以用CRT作图像光源写入,简称ILA液晶投影机,又称光写入液晶光阀投影机。
由于ILA液晶光阀的优良特性,以传统的CRT投影机、LCD投影机相比,具有能兼顾高亮度和高清晰度的优点,典型产品的亮度高达2000ANS流明以上,水平清晰度超过1000电视线,对比度为150:1,可达到HDTV的质量。
4.油膜光阀投影机。利用油膜在一定范围内形变深度与衍射光强度之间存在近似线性作为光阀,油膜形变的深度受视频信号调制,在油膜面上形成相位衍射光栅,恒定光源通过输入光阀、衍射光栅、输出光阀,衍射光线射到屏幕上,将产生大屏幕电视图像,这就是油膜光阀投影机。
5.数字微镜器件(DMD)式投影机。DMD是一种单片微机机械空间光调制器,属机电半导体器件。它的核心是三组(红、绿、蓝)微型铝质反射镜矩阵,每个矩阵由数十万个16μm的方形反射镜组成。每一基色光照射一组DMD,然后与其它二组DMD反射光会合,形成一个全色图像。
二、投影机的选用
选用投影机时必须考虑以下几个技术指标:
1.屏幕尺寸。屏幕尺寸是选择投影机时的关键指标之一,屏幕尺寸愈大,则要求投影机的亮度愈高。它的大小与观众人数有关,对一定数量观众来说,如果选择图像暗淡的过大屏幕,或亮度足够高的过小屏幕,均会严重影响显示效果。附表给出屏幕尺寸(对角线)与观众人数之间的关系。表中所列屏幕尺寸为取得影院效果的起码要求,尺寸大一些效果会更好些,一般要求大于60英寸。现代投影机焦距都是可调的、观赏时调一最佳尺寸即可。
附表:屏幕尺寸与观众人数的关系
观众人数 屏幕尺寸(对角线)
20~ 50 75英寸(1.875m)
50~300 105英寸(2.625m)
250~500 150英寸(3.75m)
400~750 180英寸(4.5m)
≥700 210英寸(5.25m)
2.亮度(光输出)。投影机的光输出与环境光、投射面积上的照度有关,而屏幕上的亮度与光输出、屏幕增益和投影方式有关。
(1)投影机的光输出。我们先要确定室内环境光的大小,因为任何直接落在屏幕上的环境光均会影响图像质量。一般说来,室内的环境光愈亮,则要求投影机的亮度(光输出)愈高。各种应用场合对环境光有不同要求,例如在电化教学和培训时,在场内需要一定亮度,以便学员记笔记,而剧场环境允许暗一些。环境光会冲刷图像中的黑暗部分,使整个图像对比度下降。为了得到满意的图像质量,其对比度(全白亮度与全黑之比)不劣于10:1。
(2)屏幕增益。屏幕上的亮度除与投影机光输出有关外,还与屏幕增益密切相关。所谓屏幕增益是在标准光源照射下,屏幕亮度最大值和置于同一位置的标准白色漫反射面亮度的比值。虽然带有一定增益的屏幕不会增加可利用光,但可使其更集中、定向地朝向观众,较少朝向无用区域,如天花板、地板和房间边侧。其缺点是视角变窄,使坐有偏离屏幕主光轴的观众看到的图像比中心区的暗淡。视角为增益下降到最大值的50%时的方向和屏幕法线所成的夹角;或为增益下降到绝对值为1时的方向和屏幕法线所成的夹角。市场上已有多种高增益屏幕可供选用,但视角会变窄。一般说来,用在大礼堂和大会议室的屏幕增益约为2,更大的增益屏只能用在窄房间里,因为那里的大部分观众都集中在屏幕的前面。因为带增益的屏幕也同时反射落在屏上的环境光,所以它不一定能提高对比度,这取决于环境光源的位置,一般总是希望将环境光远离屏幕。
(3)投影方式。在需要改善环境光影响和提高对比度时,可考虑采用适当的投影方式。当采用前投方式时,将投影机放在屏幕的前面,而当采用背投方式时,就将投影机放在屏幕的后面,并通过屏幕将光投向观众。在背投式中,约有90%的环境光会透射过去,而不会反射给观众,这与前投式相比,能有效地减少环境光干扰和提高对比度,对比度可提高约70%,例如由原来的10:1提高到17:1。背投式的缺点有两点:一是需占用屏幕后面的空间;二是在屏中心易见到较显著的明亮区域,称为“热点”,影响视觉效果。
通过上面的讨论,当你知道了屏幕尺寸(与观众人数有关)、环境光、屏幕增益和采用的投影方式后,就能基本上选定投影机的光输出。
3.投射距离。它是指屏幕和投影机之间的距离,在选用投影机时它也是需考虑的使用指标之一。所有CRT投影机的投射距离均为固定的,一般是画面宽度的1.5倍。例如屏幕宽度为144英寸时,其投射距离为216英寸。由于需将投影机沿屏幕主光轴安置,有时只好放在观众中间,占去不少可视面积。解决办法有:①在条件允许时,可吊装在天花板上;②如果在屏幕后面有空间,则可采用背投式;③选择某些LCD和光阀投影机,因为它具有机内变焦距镜头、可更换镜头系统或新型多镜头系统,以便在选择投影位置时具有更大灵活性。
4.信号源。另一个需考虑的重要使用指标是对输入信号源要求。所选购的投影机应该能够投影所有现有和未来可能需要的输入信号源,如录像机、影碟机和计算机等。视频投影机只能显示符合电视标准的图像,如电视台信号、录像机、影碟机、卫星信号以及摄像机信号等,它不能显示需要更高清晰度的计算机数据或图形信息。虽然某些视频投影机能附加一个扫描变换器,可以将较高行扫速率的计算机信息转换为视频行扫速率,但画面细节远不如数据投影机。数据投影机能兼顾显示视频和计算机数据信号,可用来投影最流行的各种计算机信号以及标准视频信号源。数据/图形投影机可输入视频信号、数据信号以及高清晰度图形工作站。
总之:由于各种投影机的投影技术、性能和结构不同,各有特点,因此在价格上有很大差别。在基本上满足上述使用要求情况下,一般会有多种质量不同的选择方案,可按经费情况酌情选择,有时也会因经费不足而牺牲一些使用指标。
附表列举了三种常见的大屏幕投影电视机,供大家选购时参考。(倪志荣)
