為了講清楚這個問題我特意拆了一個投影儀,我們從原理,構造說起,談談影響投影儀投影效果的核心原因是什麼,知道了投影儀是如何工作的也就知道應該注意什麼了。下面就是這次拆解的投影儀——極米Z6,這是國內銷量最大的品牌的主力產品之一,因此很有代表性。
根據全球知名市調機構IDC《2020年第二季度中國投影機市場跟蹤報告》,2020年上半年家用投影機出貨量131萬臺,頭部幾大品牌一直處於供小於求的缺貨狀態。同時市場均價上升,表明消費者更需要品牌品質的需求提升。在具體品牌方面,在出貨量方面,極米(XGIMI)在今年上半年以37.4萬臺的出貨量,22%的市場份額成為中國市場當之無愧最受歡迎的投影機品牌,也就是說中國市場上每五臺投影機中就有一臺是極米的。
不管是攝影還是投影,根本上都是光學問題,投影儀的好壞最關鍵的也是光機部分,就像相機的CMOS、汽車的發動機一樣,投影儀的光機原理圖如下所示,光源透過DMD(數字微鏡器件)反射到螢幕上成像,如下圖所示:
實際拆解如下圖所示:
日常生活中,我們都是用鏡子對光進行反射,在投影機中DMD就是這面鏡子,上圖中紅綠藍三色LED陣列提供光源,而DMD晶片則提供影象。
因為光機需要很好的密閉性,拆解完幾乎無法重新,要取出DMD晶片甚至只能暴力拆解,下圖左上角的損壞就是暴力拆解導致的並非機子原本的就是殘次品,這裡也非常不建議個人拆解投影儀,失去保修不說,還很難重新組裝好。
與鏡子不同的是DMD晶片由幾百萬的鋁微鏡組成,每個鏡子都可以翻轉角度接收0和1組成的數字訊號,根據數字訊號決定每個鋁微鏡如何翻轉,這樣不同的光就被反射出來,DMD上的每一個鋁微鏡代表了投影中的一個或多個畫素,如下圖所示(動圖截自TI影片):
我拆解的這款極米Z6投影儀採用的是TI的DLP3310這款DMD晶片為例,DMD晶片內部的鋁微鏡頭矩陣排列如下圖所示,由1368x786約105萬個鋁微鏡組成,尺寸為0.33英寸(對角線),用以實現1080p (1920x1080)解析度的投影,通常也被成為0.33DMD。
在TI提供的DMD晶片中支援1080P的有三款,另外兩款分別為DLP4710(微鏡矩陣為1920 x1080)和DLP230NP(微鏡矩陣為960x540),通常來說,每個微鏡代表了螢幕上的一個畫素。但是也可以透過一些技術進行調整實現比微鏡矩陣更高的解析度,比如雙軸振鏡、菱形排列等,DLP4710可以提供物理1080P效果固然是好,但是因為成本控制問題較少出現在3000元以下價位,想要控制在這個價位就必須在光源等方面大幅縮水,最終導致成像效果不佳,所以主流廠商都不會這麼做,這個價位段主要是DLP3310和DLP230NP,這兩個會有多大差別呢?
DLP230NP鋁微鏡數量只有DLP3310的一半,0.23英寸,通常被成為0.23DMD,物理解析度自然也更低,解析度天然要弱,雖然藉助雙軸振鏡可以實現1080P但是除錯不佳就會出現線條的顆粒感,在解析度等各方面有所差距。
下面做一個對比,如下圖所示,同樣是1080P的影片右邊為0.33DMD的投影效果在解析度方面,比如下圖中人物的毛髮,臉上的面板等更銳利清晰,更多的振鏡也意味著每個振鏡對應的畫素更少,色彩的還原可以更加的準確,所以下圖中右邊採用0.33DMD的畫面色彩更自然真實。
僅僅解析度嗎?不,還有亮度!0.33DMD能夠接受的亮度更高,相對來說往往對比度也會更高,所以在畫面中出現較大的明暗細節時可以更好的呈現,如下圖右邊0.33DMD鏡頭左側的機身有較為清晰的細節而左側0.23DMD則糊成一片。
亮度是選購投影儀的另一個重要指標,理論上投影儀的亮度請認準ANSI 流明,但是現在市面上很多投影所標註的ANSI流明都是峰值亮度,對選購參考意義並不大。決定投影儀亮度的因素有很多,其中DMD晶片就是一個很重要的因素,DMD晶片的大小就像鏡子的大小一樣,大鏡子自然能反射更多的光,這是顯而易見的。除此之外還有兩個重要因素光源和散熱,投影儀過熱不工作的情況估計很多人遇到過,就以這裡拆解的極米Z6為例,機身看著很輕薄,裡面一半以上的空間跟散熱有關。
光機的每個LED陣列後面都有銅板輔助散熱,透過矽膠與銅管相連,最後風扇排出,因為光與熱是不分離的,長時間工作必然產生大量的熱,此時風扇的靜音程度也很重要。
既然0.33DMD與0.23DMD相比有明顯優勢,那為什麼不都採用0.33DMD晶片呢?原因就是價格,根據TI官網的報價0.33DMD(DLP3310)的產品售價為73.49美元,而0.23DMD的價格為47.84美元,成本相差非常多。所以眾多2000元檔投影採用了0.23DMD,而像極米Z6這樣的產品就採用了0.33DMD,從某種程度上來說這可能也是規模效應的結果,在開頭我們說過了極米的投影機市佔率非常的高,大批次的出貨有助於降低成本以及與供應商進行價格談判時有更高的議價權。
這裡只是以0.33DMD與0.23DMD舉例來說明,透過這個對比我們也可以知道投影機上也存在"底大一級壓死人"的情況,對於DLP投影來說DMD尺寸越大越好這是毋庸置疑的。選購投影機千萬不要被標出的解析度等引數迷住了雙眼,要注意看DMD晶片的尺寸,這與看相機的CMOS是一樣的道理。
上面我們拆解的極米Z6屬於DLP投影技術,但是這並非投影儀的唯一解決方案,從投影技術方面來說,3DLP技術方案在效果方面最好但是因為高昂的成本基本是無緣家庭投影機市場的,目前家用投影機市場的主流技術是:3LCD、DLP、LCoS。這三種投影技術在亮度,對比度,解析度等方面有什麼差別呢?我們用一個表格來簡單描述下:
三種技術各有優缺點,這個表格也並不準確,就像上面我們所做的對比一樣同樣1080P的DLP投影也有很大差別。目前市面上是單DLP方案佔據主流,根據奧維雲網(AVC)2019年中國智慧投影市場DLP投影技術佔據了72.6%的市場份額,LCD技術因為一些中小品牌的湧入份額出現了增長,LCoS技術很好但是因為售價原因並非大眾的選擇。
事實上,前面的表格還是有一些概括了,每一種技術受制於成本、設計、用料在不同的產品上表現也是不同的,沒有絕對的好壞,使用者要根據自己的需要選擇適合自己的投影儀。但是一定要注意不要被引數矇蔽雙眼,如果看著引數差不多請比較下DMD晶片的大小,價格差不多的情況下選大的肯定更爽,當然嚴重的硬體越級,可能就要考慮是否光源、鏡頭、稜鏡以及內部分光鏡材質縮水的問題了。