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DLP技術助力精準呈現4K超高清影像內容

2018-01-02 10:00:08作者:德州儀器來源:智能電子集成

[摘要] 面臨的挑戰是如何呈現4K超高清內容的細節、景深以及身臨其境的觀感。

       4K超高清 (UHD) 流媒體、播放器和藍光影碟業務正在快速增長。4K UHD內容每幀數據包含800多萬個像素 – 數量是全高清 (1080p) 內容的四倍多。

  面臨的挑戰是如何呈現4K超高清內容的細節、景深以及身臨其境的觀感。我們已習慣使用大屏電視,50英寸1080p的電視幾乎隨處可見,而且4K大電視價格也逐漸親民。可是,如果想體驗到四倍的1080P電視所顯示的細節,我們也可以合理假設需要四倍的屏幕尺寸。這就意味著4K UHD投影是唯一能夠以合理價格呈現超大畫面的顯示技術。

  在學校或商業環境中,投影顯示非常有效,便于觀眾觀看所有的細節。在家庭娛樂中,投影也能帶來無比精彩的沉浸式體驗。真正的4K UHD顯示解決方案可以展現4K UHD規格要求的800萬像素,呈現精準、清晰的圖像,讓你看清楚所有細節。

  4K UHD技術的關鍵因素

  一個像素只是圖片中非常微小的單元。4K UHD內容中每幀的像素有800萬,但并不是所有的像素顯示都是相同的。4K UHD的800多萬像素全部顯示才能呈現出精確的圖像。為了充分顯示4K UHD內容的所有細節,顯示設備需要具備優異的美國國家標準協會 (ANSI) 對比度,以及可以完美實現校準的像素、高成像速度和高質量的圖像處理能力。

  具有高ANSI對比度的圖像可以在同一圖片中呈現出非常暗的黑色和非常亮的白色,展現圖像真實的對比度。很多技術引入其它的標準顯示圖像對比度,但這些對比度選項并不能同時在同一圖片中呈現暗黑和亮白。例如,簡單的“開/關”對比度指標僅對比全白屏和暗屏,但由于真實的圖像是在單張圖片中查看,因此在同一圖像中顯示最暗的黑色和最亮的白色至關重要。具備優異的ANSI對比度時,圖像更明快、清晰,更具身臨其境感。

  成像面板是投影機的核心元件。面板技術通常基于液晶顯示(LCD)、硅上液晶(LCOS)或德州儀器(TI) DLP技術,組成成像元件陣列。屏幕上所見的像素均由這些成像元件生成。在DLP技術中,成像元件是一系列微鏡,單個微鏡尺寸約為人體紅細胞大小。采用DLP技術的器件容納的微鏡數量可達數百萬,切換速度快到無法想象。

  部分投影儀采用不同的成像面板形成三原色:紅色、綠色和藍色。每組成像面板必須精確對準,從而保證每個像素中的三原色精確重疊。像素尺寸越小,制造過程中對準成像面板就越難。如果紅色、綠色和藍色像素未對準,就會導致顯示顏色出現偏差。

  DLP單芯片技術只使用一個成像面板就能顯示所有顏色,避免可能存在的未對準問題,因此它是一種非常適合獲得高分辨率圖像和4K UHD內容的技術。

  仔細查看黑色背景上的白色文本 – 如果在文本邊緣看到紅色、綠色或藍色,則說明成像面板可能未對準。像素校準誤差可能引起4K UHD圖像顏色失真。

  像素尺寸會隨著分辨率的增大而縮小。720P分辨率的圖像有100萬個像素。1080P 分辨率的圖像有200萬個像素。4K UHD在投影幕上呈現的像素為800萬。目前,4K UHD成像元件尺寸非常小,當使用多個成像器時,很難實現校準。這是4K UHD投影技術面臨的最大挑戰之一。

  讓所有像素物盡其用

  美國消費技術協會(CTA)對4K UHD的定義為可以在屏幕上顯示800萬個像素的技術。但實際上并不是所有的“4K”投影技術都在屏幕上呈現4K UHD指定的800萬個像素;有一些只呈現400萬像素。為利用4K UHD內容的大量細節,顯示800萬個像素顯然至關重要。核對你計劃采用的技術的規格標準。查找UHD首字母縮略字。

  顯示4K超高清的任務之一就是通過高性價比的方式在屏幕上顯示所有細節。利用成像元件產生多個像素,呈現極高品質、全800萬個像素的4K UHD投影,便是有效的方式之一。這可以通過集成高速成像功能和高級信號處理功能實現。DLP 4K UHD技術利用高級圖像處理算法創造出明亮、清晰、精確的高分辨率圖片。

  為何4K UHD技術應用如此之廣?

  4K內容充滿動態豐富的細節。借助合適的4K UHD投影技術,細節就以更具價值的方式清晰呈現出來。可以想象一下顯示技術在商業中的應用。演示過程中,你希望房間內每個人都可以清楚地看到幻燈片的細節。您是否經常看到帶有密密麻麻的表格的幻燈片,而且需要很努力才能看清楚上面的數字?

  4K UHD投影顯示可以有效改善這些內容的可讀性、呈現清晰的字符、生成平滑曲線和邊界,使閱讀和查看可視化數據更容易。4K UHD同樣適用于學校,可以幫助學生查看和閱讀盡可能多的內容。對家庭娛樂而言,4K UHD設備完全可以投影超大的屏幕,創造終極的娛樂體驗。采用4K UHD技術的先進設備還具有便攜式4K體驗,可以讓用戶攜帶設備并查看點播內容。4K UHD DLP技術以精確、精度和細節著稱,可以提升業務效率、實現更加有效的教育和更身臨其境的家庭娛樂。

  4K UHD投影顯示技術的應用已突破傳統的投影顯示市場,如商業、教育和家庭影院,擴展至數字標牌、激光電視和移動式智能電視等新領域。

  數字標牌可以讓公司或組織在公用設施上傳遞實時信息,如餐廳或廣告牌等。4K UHD設備支持高清晰細節和巨大的顯示屏,這兩者都是傳遞信息的有效方式。

  激光電視是4K UHD超短焦投影顯示的新應用,專門用于在起居室等環境光條件下播放流媒體點播視頻。消費者可以將產品放在地板上,在特定的環境光抑制投影幕或墻上投影出100英寸或更大的顯示屏。激光電視專為現代生活方式設計,即使在移動時也能呈現巨大的顯示屏。通常,4K UHD激光電視都采用DLP技術,來呈現無以倫比的高清內容和沉浸式體驗。


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  圖1:激光電視改變觀看體驗

  一般來說,移動式智能電視產品采用發光二極管(LED)照明。這種產品幾乎只專注流媒體點播內容,并且幾乎從不附帶環境光抑制屏幕。而通常激光電視亮度可達3000流明,但一般而言,移動式智能電視的亮度級為1500流明或不到1500流明。這些產品正在推動4K UHD顯示屏的發展,以應對快速增多的4K UHD流媒體內容。4K UHD移動式產品尺寸緊湊,非常便于攜帶,可以方便地將4K UHD顯示屏遷移至新的地方。關于移動式智能電視的更多信息,請查看 在線培訓。

  擴展4K UHD的使用范圍

  在去年發布的DLP660TE芯片組基礎上,TI又推出了兩款小型芯片組——DLP470TE和DLP470TP。DLP470TP是DLP產品中最緊湊的4K UHD解決方案,針對尺寸和功率進行了優化。這款芯片組最適合那些要求具有移動性,亮度級低于1500流明的應用。DLP470TE與DLP470TP具有許多共有特性,但前者可以針對亮度級超過1500流明以上的投影儀進行優化。DLP470TE比DLP470TP的封裝尺寸更大,亮度級可達4000流明。

  借助0.47英寸的細小對角線,可以在更小的設計模塊中顯示830萬個像素,為主流市場打造性價比更高的顯示解決方案。DLP470TE和DLP470TP 4K UHD芯片組的每個微鏡顯示四個像素,可支持基于DLP技術的4K UHD最小數字微鏡芯片(DMD)。DLP 4K UHD芯片組系列可支持不同亮度級, 利用芯片組的高亮度特征及小外形封裝進行系統開發,可用于激光電視、數字標牌、游戲、公司和教育投影儀、移動智能電視等各種終端產品中,DLP 4K UHD推動顯示產品無限可能。


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  圖2:DLP660TE、DLP470TE和DLP470TP芯片組尺寸比較

  在內容向4K UHD過渡的趨勢下,市場必須做好應對之策。全新的4K UHD解決方案如DLP 4K UHD技術借助全新的創新技術和先進的圖像處理算法可以出色地呈現出明亮、清晰、精密的圖像。真正的4K UHD顯示800萬個像素,可以逼真地顯示4K UHD內容,進一步提升觀看、閱讀和娛樂體驗。


注:本文來自德州儀器供稿


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[責任編輯:黃文鳳]

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