在HDTV早期,被人们广为接受的一句名言就是:几乎没有什么设备能够显示全分辨率的1920×1080(不论I还是P)高清源图像。这话当时是对的,但就像许多在当时是正确的东西一样,现在却是不对的。
73磅重的德州仪器DLP影院用投影机头
目前可买到的显示器中,有几款型号已具有这种能力,其中既有CRT也有LCD显示器。令人啼笑皆非的是,直到2003年后期,用于要求严格的数字影院应用的高级显示器,都不具备这种分辨能力。
直到那时为止,DLP(微镜)数字影院显示器的像素数为1280×1020。尽管如此,用于观看数字影院图像的屏幕已变得非常之大,我们仍不记得人们对数字影院的分辨率有过任何抱怨。此外,值得指出的是,1280×1020相当于1.26左右的宽高比——非常接近于4:3,远远偏离16:9。这就意味着,对最近几十年制作的绝大多数预定以1.85的宽高比——对HDTV,宽高比为1.78——投影的影片来说,显示器所固有的垂直分辨能力会有所丧失。在投影大视野影片时,使用的总垂直线数甚至更少。
微镜
回忆可知,DLP投影机使用的是半导体器件,其像素就是微镜——铰接在一起的微型镜子,可在两个位置之间动态开关。在一个位置上,镜子反射来自外部光源的光线,使之通过一个透镜组,后者收集光线、聚焦并投射到显示屏上。
在另一个位置上,镜子将光线反射到光吸收介质中。对显示屏来说,来自某个镜子的光线要么是开要么是关,因而这种投影设备本质上是双态的。由于这种双态镜子只能处于其两个位置之一上,没有生成模拟灰度色标的能力,所以灰度色标是以数字方式合成的,方法就是让镜子以比被投影视频资料之帧频高许多倍的频率做开关式振动。
这样,工作周期即每单位时间里投影光束的开通时间,就可以得到控制,从而被人眼感觉成灰度色标。
这种高频开关模式的附带效果之一就是,它远远超过了大面积闪烁的感知阈值,所以24fps资料可以直接以其固有格式投影播放,而不必像投影播放24fps胶片时那样,对每个帧都进行双重开关。
采用黑芯片
去年后期,DLP微镜显示芯片的研发者和独家制造商德州仪器公司,推出了用于数字影院投影的2K“黑芯片”,目前已有几家公司被获准用这种芯片制造投影机。顾名思义,这种2K芯片有2,048个水平微镜和1,080列垂直微镜,因而能够把1920×1080高清图像直接映射到像素阵列上。
我们注意到每行中有一些多余的水平像素未被使用。这就使得这种芯片非常适合于显示1920×1080×24p视频,而且如前所述,由于DLP芯片中的微镜是以极高的频率被选通的,所以它能以真正24fps的帧频来投影这些图像。
由于这些器件都是针对专业应用设计的,所以它们都采用三芯片式结构——分别用于红色、绿色和蓝色光线——而不是采用带旋转色轮的单片式结构。三芯片结构降低了不同颜色之间出现串扰的可能性,再加上“黑芯片”的增强作用(对2K芯片来说并不新奇),据说可将利用这些器件所能获得的对比率提高到1500:1。
DLP投影引擎所固有的问题之一是,很难获得真正的黑色,这是一个由半导体器件内部的杂散光泄露带来的问题。黑芯片解决了内部光泄露问题,这一优点加上三芯片结构,使之能生成比其它方法好得多的黑色。
更清晰的图像
DLP投影机也像所有其它离散像素设备一样,必须用逐行扫描信号来驱动。这就使它们非常适合于投影24p视频图像。此外,高清晰度和逐行扫描相结合,加上消除了哪怕是最好的胶片投影系统中都会存在的图像弹跳抖动,使得这些图像即使是在极大的屏幕尺寸上,看上去也非常之好。
当然,也可以用它们来投影1080i素材,但1080i素材在被用于驱动投影引擎前,必须首先进行去隔行扫描处理。当然,隔行扫描伪痕是无法消除的,所以它们在去隔行扫描处理后仍将存在,而且在25或30英尺宽的屏幕上是不难看出的。
在观看来源于电影胶片或24p视频的24p图像时,很显然,1920×1080×24p的扫描格式完全有能力提供质量非常之好的图像。我们已经达到这样的地步,即全分辨率HDTV信号的确可以在很大的尺度上被显示出来。在美国刚开始进行HDTV广播时,一位HD方面的先锋者曾说,我们目前所看到的HDTV,是我们今后将看到的HDTV中质量最差的。这一看法无疑已得到证实。