投影机的色彩魔术师 DLP极致色彩技术剖析_技术学园

　　投影机技术目前主要有LCD和DLP两大阵营，不管是采用LCD还是DLP显示技术，自从有了投影机那天开始，亮度就成了衡量一台投影机性能的主要指标之一。因此，各大投影机厂商都在不遗余力地改善投影机的光学效率。不管是LCD还是DLP厂商，都在灯泡功率、光学部件效率方面取得了长足的进步。尤其是美国德州仪器推出的极致色彩技术不仅大幅的提升了DLP投影机的亮度，还让投射出来的画面效果更加真实，可以是说成功缔造了投影机亮度再提升的一个新的里程碑。

　　极致色彩(Brilliant Color)技术的诞生

　　在DLP投影系统的发展过程中，由于3片式DLP系统的成本过高，使得极致色彩技术孕育而生。

　　DLP投影技术的诞生

　　要了解极致色彩技术就要首先了解一下DLP投影技术的发展过程，这才能让您更加全面的了解DLP极致色彩技术。

　　每一种DLP投影系统的核心是光学半导体，即数字显微镜装置或DLP芯片，是德州仪器公司Larry Hornbeck博士于1987年发明。DLP芯片含有200万个规则排列相互铰接的微型显微镜，每个显微镜的大小仅相当于头发丝的五分之一。当DLP芯片与数字视频或图像信号、光源和投影透镜彼此协调之后，显微镜可将全数字图像投射到屏幕或其他表面上。我们将DLP及其外设的先进电子器件称之为Digital Light Processin技术（数据光学处理）。

　　数字光学处理之灰度图像

　　DLP芯片的显微镜以微型链固定，可沿DLP投影系统光源向前或向后倾斜，在投影面上形成或亮或暗的像素。DLP投影系统中的显微镜可反射1024像素的灰色阴影，将输入DLP芯片的视频或图像信号转换成层次丰富的灰度图像。

　　数字光学处理之添加色彩

　　DLP投影系统照明灯产生的白光穿过色轮打到DLP芯片平面上。色轮将光滤为红、绿、蓝，每个显微镜的开关状态与三个基本色块相协调。例如，投射紫像素的显微镜只负责在投影面上反射红蓝光；人的肉眼可将这两种快速闪动的光混在一起，在投影的图像上就能看到混合后的颜色。

　　单片式DLP投影系统

　　目前的主流DLP投影机主要采用单片式DLP投影系统，其主要为单个芯片配置，灯泡发出的白光通过色轮过滤器产生红、绿、蓝三种颜色的光，顺序打到DMD的表面上，显微镜开关“开”或“关”的投影时间，依照色彩亮度来调谐，人的视觉器官将连续投射的色彩混在一起，于是便可以看到全色图像。

　　3片式DLP投影系统

　　采用3片式DLP投影系统的投影机适用于画面质量或亮度要求极高的场合，如电影院或超大型的会议厅。在3片式系统中，照明灯产生的白光通过棱镜分成红、绿、蓝三种光。每个DLP芯片负责其中一种颜色，显微镜反射的彩色光经过结合，穿过投影透镜形成图像。

　　看过上面的介绍后，相信您应该大致了解了DLP投影系统的工作原理，其中采用3片式DLP投影系统可生成的颜色不少于3500万种，而单片式DLP投影系统利用经色轮过滤后的光生成的颜色却只有约1670万种，但前者过高的成本显然不能满足消费者的需要，而通过应用多色轮与极致色彩技术将大幅提升后者的色彩表现力。

　　DLP技术色彩技术

　　相信大家通过上面的DLP显示技术的已经对整个有所了解了，下面为大家介绍DLP技术色彩技术。

　　单片式DLP投影系统原本有红、黄、蓝三种色轮，只能产生约1670万种颜色，而三片式投影系统因为成本过高，导致其只适合高端应用。为了满足市场的需要，新的DLP极致色彩技术应运而生，其在原有的三色色轮基础之上，增加了黄、青和品红等三个补色的色段，即滤光片。通过增加黄、青和品红等额外滤光片，不但可以有效地提高色轮的光学效率，还能充分运用灯泡的能量，有效利用大部分投影机被迫牺牲的黄色等补色光，进而在不增加灯泡功率的前提下，大大提升DLP投影机的亮度。一个使用五色照明（红、蓝、绿、黄、青）的投影系统可以将亮度提高50%。另外，使用DLP极致色彩技术可以产生高达200万亿种色彩，对图像的还源更加真实

　　在实际应用中如果可以很好的处理RGB三原色之外的补色，对呈现自然界色彩的中间色将有很大的帮助，包括提升色彩的亮度与饱和度，可使最终的色彩表现更加真实。极致色彩技术采用了浮点运算，从模拟到数字转换的过程中，需要很高的精度，才能更接近于自然界到模拟界中的连续变化，因为任何数字化的处理都会有这种量化的误差。浮点运算从本质上讲比定点运算的精度要高很多，采用浮点运算的极致色彩技术对最终的色彩表现，包括整个信号处理的精度都会有很大的提升。

　　最早的DLP投影机都是采用RGB的三段色轮设计，并且要把白色的光分解成RGB三种颜色。如果只增加黄色色轮，它仅对黄色的处理有一定的提升作用，而同时应用极致色彩技术的话，那么整个信号的处理链中都会增加一个单独的通道对黄色进行处理。

　　此外，还可以加上青色，对青色进行提升；再加上品红，达成6色处理，厂商可以根据需要选用4色、5色或者是6色，极致色彩技术提供了一个很大弹性的空间可以自由发挥。

　　极致色彩技术的实现

　　首先，一个RGB的色度空间，从黑到白，每个顶点是某一个颜色。在这个色度空间中，通过3D的查找表把整个RGB三维的空间分解成很多小的立方体，当我们对任何色彩处理的时候，我们会找到它所处的位置，并在某个小的3D空间里叠加一个它所需要的增益。

　　对于红、绿、蓝色通道中的任何一个输入，我们都有一个期望的输出值，这样就会有一个对应的关系。通过在整个三维空间里面的查找，会知道对应起来需要什么样的增益。

　　六色段的色轮对比三色段的色轮究竟有哪些性能方面的提升呢？首先我们看一下中间色，中间色除了RGB所在色域的三角形中，任何中间的部分其实对中间色彩的表现都有直接的关系。极致色彩技术可以提升整个中间色调的亮度与饱和度，这是因为我们采用了不同补色的色段所产生的。

　　另外，整个色轮的设计更加的灵活多变，因为OEM厂商可以根据实际产品的定位，可以设计出需要什么样的色轮。比如商务机型可能会采用黄色和白色来提升亮度的表现；而家用机型可能白色会少一点，甚至没有白色，而增加黄色、青色和品红，这样就可以提升色彩的表现，这些设计最终都会让色彩有很大的变化。因此，市面上不同的投影机有着不同的色轮设计，OEM厂商在设计时具有很大的弹性。

　　如今，不同的DMD芯片都可搭载极致色彩技术，极致色彩技术已经应用到各种分辨率的DLP投影机之中。总体来讲，极致色彩技术的出现使整个色轮的利用效率得到了极大的提升，在3片式DLP投影机没有大幅度降价之前，极致色彩技术的普及意义深远。


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