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2．数字电影放映机技术发展回顾
1）1.3k数字放映机
初期的1.3k数字电影放映机很像传统的胶片放映机，是数字放映从无到有的第一个体积庞大、但非常神奇的机器，它可以不用传统电影胶片就可以放出影像色彩接近电影胶片放映质量的影像，使业界同仁大开眼界。例如，Barco（比利时巴可有限公司，以下简称巴可）2002年1月出产的D-Cine Premiere DP50数字放映机，它主要由数字机头、主镜头、变形镜头和灯箱几部分组成，外观如图1所
图1 DP50数字放映机
示，其核心部分是数字机头，数字机头的内部结构如图2所示。
DP50采用TI公司的M15 1.1” DLP DLP CinemaTM DMD 芯片，分辨率为1280 x 1024，对比度为1350:1，最大光输出为13，500流明，可以满足幕宽为15米银幕的放映要求。DP50的主要技术亮点是有完全密封的光引擎、主动式冷却系统和防盗版装置。
a） 密封的光引擎 光引擎包括DLP CinemaTM DMD成像芯片和复杂的棱镜系统，是整个数字放映机中最为精密和昂贵的组成部分之一。若油烟或灰尘散落到芯片和棱镜上，会迅速降低画面的对比度，影响光输出和影像质量。巴可专为光引擎设计了密封装置，完全杜绝了烟尘的入侵。
b）主动式DMD芯片冷却系统 DLP CinemaTM DMD芯片是数字放映机中对热最为敏感的部件，DP50数字放映使用先进的冷却装置，热电冷却和液冷结合，在芯片与液冷组件之间安装了珀耳帖（Peltier）有源散热器件，从而为芯片提供更有效的散热性能，以确保DMD芯片在高亮度（热量）输出下的高效冷却。
图2 D-Cine Premiere DP50数字机头的内部结构
c）防盗版装置
巴可开发的钥匙Dalas Key电子密码锁可防止电影内容的被盗。只有获得授权的人员（如授权服务人员或影院经理），才能利用密码和钥匙打开防盗电子板卡箱，接触电影信号处理部分。
图3 数字机头信号处理部分的原理
DP50数字机头信号处理部分的原理如图3所示。
随着影院客户对于紧凑型产品的需求，巴可又推出了1.3k的DP30数字放映机，更加便于安装和节省空间，如图4所示。
图4 DP30数字放映机
DP30采用TI公司的M10 0.9” DLP CinemaTM DMD 芯片，分辨率为1280 x 1024，对比度为1250:1，最大光输出为6000流明。可以满足幕宽为8米银幕的放映要求。
由于绝大多数电影格式宽高比为1.85：1和2.35：1，而1.3k DMD芯片宽高比是5：4，若直接无压扩放映，则会损失很多像素分辨率和光输出（多至46.8% [?]）。为了在1.3k技术上提高成像器件像素利用率和光输出，初期的数字放映机引入了拓展镜头(拓展率TRa = 1.9x 或1.5x)，它只在水平方向进行拓展，纵向不变，从而提高了影像质量和亮度。其原理是将电影数字发行母版（DCDM）的影片内容原始信号在制作时进行预压缩，例如：将高清格式信号压缩到1280x1024区域。在放映时，数字放映机将输入的影像信号进行处理，映射到显示器件的有像素区域，通过拓展镜头展宽适当的比例（例如：1.9x或1.5x）进行放映，从而还原成所需比例的影片影像。
对于1.3k技术的数字电影放映机，使用双拓展镜头并配合使用主镜头，可以充分地利用成像DMD芯片的像素分辨率（最高达100% [?]），从而得到最大的光输出和最高的清晰度。这种技术是限于当时成像器件技术水平，开发技术人员用心良苦的结晶。但是，1.3k机分辨率较低，影像质量还是不如胶片的好，而且需使用两只拓展镜头，设备成本会很高，而且每个像素都拉长了，另外，1.3k机的光效还远达不到胶片的水平，这给开发人员提出了更大的挑战。
2）2k 数字放映机
随着集成芯片技术的不断进步，2003年2K的DLP CinemaTM DMD 芯片诞生了。TI公司不但将此DMD芯片的分辨率提高到2k（2048x1080），而且将微镜偏转角增大到±12?，因为增大微镜的偏转角度可有效地提高对比度。在TI公司推出M25 1.2” 2K DLP CinemaTM DMD 芯片之后，巴可相继推出了基于M25技术的DP100 和DP90。见图5所示。在技术上又一次进行了重大改进，在机器结构上借鉴了高亮度投影机的平台的优点，数字机头与灯箱集成一体，灯电源分开放置。使之在安装和使用的方便性、影像质量和光效上都有长足的提高，色彩深度比HDTV高40%左右，色彩深度达15位×3，基本达到或超过胶片的水平。另外也改进了光路设计，并与氙灯生产厂合作研制适合数字放映的超短弧氙灯，比同样功率比普通胶片氙灯亮度高20-30%，使光效达到3流明/瓦。
图5 DP100 数字放映机
DP100采用TI公司的M25的1.2” DLP CinemaTM DMD 芯片，分辨率为2048 x 1080，对比度为2000:1，最大的光输出大约为18，000流明。可支持的最大银幕宽度可达20米。
为了提高2K技术成像芯片像素的利用率和光输出，DP100数字放映机也引入了拓展镜头(拓展率TRa=1.26x)。2k DMD芯片宽高比是1.89：1，对于宽高比2.39：1影片的放映，像素利用率接近100%，从而提高宽银幕影像质量和光输出。与1.3k不同的是对于宽高比1.85：1的影片，不需要加拓展镜头。
DP50/DP30/DP100/DP90都满足当时TI公司对DLP数字影院设备的基本特性要求，即CinePaletteTM 色彩管理、CineCanvasTM图像管理、CineLinkTM安全管理和CineBlackTM 对比度管理。并且可以使用触摸屏或按键对放映机进行操作。可以通过D-Cine Communicator通信控制软件工具进行安装维护,以及远程操作。
2k数字放映机投入应用影院运营以后，以它出色的影像效果、方便的安装使用方式，逐步创造出比胶片放映更好的票房效益，从而得到了业界的积极认可，确立了其市场地位。
由于DLP数字放映机厂商的产品都使用TI的DC2K芯片，所以在性能指标上基本相同。而数字电影服务器和影片内容格式上，存在兼容性方面的问题，迫切需要产品规范的统一，因此,六大片商为此成立了DCI数字影院倡导组织，并开展了意义深远和卓有成效的工作。于2005年7月，在DCI《数字影院技术规范》（v1.0）发布之后，各数字放映设备厂商和芯片制造商不断跟进，对其产品进行了软、硬件的升级，并推出顺应DCI规范的新产品，使各厂商的放映机和服务器产品以及数字电影制作发行格式得到了统一和兼容。随着适应不同影院需要的2k放映机的不断推出，真正开始了全面胶转数技术改造的进程。目前DCI《数字影院技术规范》是2008年3月发布的V1.2版。
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