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3．目前数字电影放映机结构和性能特点
为了满足市场要求，目前各数字放映机厂商在数字电影放映机的技术研发和制造上，主要围绕着如何将主要部件创造性地集成到更小的机箱中，同时改进光效，提高可靠性和灵活性，最终交付给客户安全可靠性更好、光效更高、运营费用更低的数字放映系统。主要体现在：对光引擎的优化和保护、关键组件的模块化设计、宽范围变焦比镜头、自动冗余灯电源和远程监控预警方案等方面。
3-1、 对光引擎的优化和保护
对DLP数字放映机有了解的朋友们都知道放映机光引擎的主要组成部分是DMD芯片和棱镜，而几千瓦的氙灯所发出的高能量光经过集光器聚焦，将通过棱镜照射在DMD芯片上，必然会产生很大的热量，如不迅速散热，会使得DMD芯片的温度急剧升高。根据TI公司关于DMD可靠性的白皮书所述，DMD芯片的寿命将会随工作温度的升高而缩短，如图6所示：
图6 DMD运行温度与使用寿命的关系
另外一个对于DMD芯片极大损害的因素便是灰尘和油烟，烟尘在高温的环境下极易顽固的附着在DMD芯片上，降低影像的清晰度和对比度。而清洁DMD芯片是非常危险和困难的工作，需要经过严格训练的专业工程师完成。
所以如果从一开始产品设计时便综合考虑对光引擎的散热和防尘保护，一定会大大提升产品的可用性。巴可的数字电影放映机在光引擎部分全部采用全密封设计，从而有效地防止了烟尘对DMD芯片的侵扰；同时在散热方面采用了先进有源热电冷却、液体冷却以及风冷相结合的散热体系，有效的降低了DMD的工作温度。
首先通过安装在DMD芯片上的珀耳帖（Peltier）将热量迅速地从密封光引擎中导出，再通过液体冷却将热量带走。这是一套完整高效的散热系统，它对3个DMD（红、绿、蓝）芯片以及集光器光孔（灯箱与光管之间）都进行有效散热。
注：珀耳帖效应---热电冷却的物理基础是珀耳帖效应。流经两种有不同传导性的半导体材料的电子在通过一种材料时会吸收周围的热量，在通过另一种材料时会释放热量。
3-2 关键组件的模块化设计
数字放映机除了前面所提到的光引擎，还要包括TI的电路板，电源，灯箱等多种组件。好的设计要从客户的应用出发，真正了解客户的需求，为客户日常的运营带来最大的便利。
巴可的数字放映机全部都采用模块化设计，将放映机的关键部件集成在几个主要的模块中，它们是光引擎、独立式灯箱、电源、输入接口箱和电源板卡箱。
密封的光引擎主要包括3片DMD芯片和棱镜；独立式灯箱确保氙灯在相对独立的环境下工作，即使万一氙灯爆裂，也不会影响到放映机内部其他组件和留下难以清除的残骸，并保证放映员可在远离放映机安全的地方更换氙灯；输入接口箱安装有TI的信号输入板、彩色处理板以及放映机控制板和一个扩展插槽；电源板卡箱内安装有为放映机内部供电的电源板；而在放映机后部是维护方便的灯电源模块。如图7所示。
图7 主要模块光引擎，灯箱，灯电源
模块化的设计为客户的带来的益处是显而易见的，尤其体现在日常的运营和维护上。模块化的设计会降低客户零备件的数量，使得更换备件的时间明显减少，同时无须聘请高级技术服务人员便可轻易的自助更换备件，而最终会降低客户放映设备的平均故障恢复时间和成本。
3-3 灵活的镜头解决方案
镜头当然是数字放映系统重要的组成部分，每家放映机厂商都会为客户配备高质量的镜头，这里我们不再针对镜头的光学指标进行探讨，我们将它作为数字放映系统的一部分来看镜头解决方案在数字放映系统中的应用。
DCI规范中定义的2k数字内容格式的有效像素如下：
–像素分辨率2048 x 858 宽高比AR=2.39:1
–像素分辨率1998 x 1080 宽高比AR=1.85:1
DCI规范中定义的4k数字内容格式的有效像素如下：
–像素分辨率4096 x 1714 宽高比AR=2.39:1
–像素分辨率3886 x 2160 宽高比AR=1.85:1
对于等宽的银幕来说，不论宽银幕图像还是遮幅图像，由于银幕宽度固定基本不变，所以镜头的投射比（变焦比）也相对固定；而对于等高的银幕来说，在播放宽银幕图像和遮幅图像时镜头的投射比相差较大，这就要求镜头具有更大的变焦范围可满足对于不同格式时不同的投射比要求。在过去遇到这种情况时，多采用电子变焦或在主镜头前加变形镜头的解决方案，前者，会损失很多像素（遮幅1.85：1时达38.5%），后者，变形镜头的价格比较昂贵，无形中增加里客户的投资成本，同时变形镜头作为第二只镜头，也会产生部分光损失（达5%），所以，不是很好的解决方案。如图8所示。
图8 等高银幕的图像需求
巴可的数字放映系统为客户提供了一个更合理灵活的镜头解决方案，即宽范围变焦比电动记忆型镜头解决方案，一支镜头便可实现遮幅与宽银幕两种放映格式的一键式自动切换,而不在需要昂贵的变形镜头（DCI规范也不建议使用变形镜头）。
3-3-1 重叠宽范围变焦比镜头 目前巴可的数字电影放映机，不论0.98” 平台的产品还是1.2”平台的产品都有多个镜头可供选配，并且每款镜头之间的投射比都是重叠的，以0.98”平台产品的镜头为例，如图9所示：
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0.98”DC2K家族系列数字放映机的镜头
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最小投射比
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最大投射比
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1.2-1.81
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1.2
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1.81
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1.4-2.05
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1.4
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2.05
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1.6-2.5
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1.6
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2.5
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1.95-3.2
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1.95
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3.2
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2.4-3.9
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2.4
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3.9
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图9 重叠宽范围的镜头变焦比（Scope-宽银幕；flat-遮幅）
如此的解决方案，便可容易的选择合适的镜头使其同时可满足遮幅和宽银幕两种格式的需求。
3-3-2 一键式自动切换 使用单镜头的方案，一定要考虑如何实现多种放映格式之间的自动切换，所以在镜头上安装电动马达，可以实现镜头电动的聚焦和电动的变焦；安装在放映机内部镜头支架上的马达可以帮助镜头实现电动的水平和竖直方向上的位移；而数字放映机内置的管理系统可以保存镜头变焦和聚焦的位置和镜头支架的位移信息，并将其应用于放映机的宏文件中，最终体现为放映员只要在放映机上按某一设定好的按键时，放映机便会调用预先保存的镜头参数，并精确地驱动镜头和镜头支架运动到预先设置的位置，从而完成不同放映格式的自动切换。如图10所示。
图10 电动变焦镜头
3-4 冗余的灯电源方案
数字放映机内部另一个重要的模块便是灯电源，巴可是目前唯一采用冗余电源方案设计数字电影放映机厂家。供电单元包括两个或三个供电模块，提供多组灯电源。如果其中一个出现故障，另外的电源模块可以继续供电保证放映（只是亮度降低）。放映结束后可以轻易地更换备件。这种设计可以最大限度地保证影院的放映，降低放映时中断放映的风险。
3-5 远程监控预警方案
随着数字放映技术在各个行业中的广泛应用，对于地域分布广数字放映机的监控管理，也是一个重要问题。数字放映机除了可以在本地通过触摸屏电脑多种语言界面进行控制和监视外，也可以通过以太网络进行控制和监视，例如，巴可提供PC版的Communicator软件可以实现对一台或多台放映机进行网络化的控制和设置；而且可对SNMP（Simple network management protocol）支持，可以使放映机自动地向客户的监控服务器实时地发送诸如温度，电压，风扇速度，灯的运行时间，内部状态诊断，灯和关光闸的状态，输入选择，预设置列表等信息，帮助客户远程了解机器的运行状态，实现故障预警和远程诊断。
3-6 全面支持新的体系结构
巴可最新系列2产品全面支持新的体系结构，S II平台将S I平台中的3块板卡，接口板，颜色处理板，格式化接口板的功能集成到1块ICP（Integrated Cinema Processor）影院集成处理板卡上，然后通过格式化板驱动1.2” DC2K 或0.98” DC2K数字电影芯片从而在银幕上成像。由于S II平台的系统性能得到了更大的提升，从而可以支持处理4K分辨率的数字电影数据信息，即市场上所说的“4K Ready”。换言之 ，所有基于S II平台设计生产的数字电影机都在技术上可以实现从2K到4K的升级。
最新的S II产品支持内置IMB（Integrated Media Block集成媒体模块）技术，引入了新的安全机制和集成媒体模块（IMB）概念，将传统服务器分成外部存储系统和媒体模块（MB）两部分。外部存储系统保存节目内容DCP包，集成媒体模块（IMB）嵌入到基于巴可S II平台的数字放映机内，负责内容的解码，通过加密的高速数据传输通道（1Gb/sec）将存储的内容数据从外部存储系统传输到放映机，并将声音信号以AES/EBU输出到音频处理器。S II平台的系统集成度更高，视频信号进入放映机后通过IMB或解码板进入ICP板，在通过3个格式化板（卫星板）驱动DMD芯片成像，这既是4K数字放映平台的基本体系结构。
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