超高對(duì)比度：成為新品家用投影機(jī)的一個(gè)賣(mài)點(diǎn)

高對(duì)比度投影如何層出不窮

    “超高對(duì)比度”已經(jīng)成為七八月間上市或者曝光的家庭影院用投影機(jī)中一個(gè)顯著的特點(diǎn)。包括三菱、三洋、愛(ài)普生、JVC以及索尼等產(chǎn)業(yè)巨頭不約而同的加入了這一行列。其中以愛(ài)普生的75000流明的3lcd產(chǎn)品最具代表性。投影產(chǎn)業(yè)何以短時(shí)間內(nèi)興起了高對(duì)比度熱呢？這樣的高對(duì)比度對(duì)消費(fèi)者又有什么意義呢？

近期上市或者曝光的高對(duì)比度投影機(jī)型集錦：

    追求高對(duì)比度數(shù)值一直是家用投影機(jī)行業(yè)的一大特色。做為普通家用產(chǎn)品，投影機(jī)最容易引起關(guān)注的參數(shù)莫過(guò)于分辨率、對(duì)比度和亮度三個(gè)了。而對(duì)于亮度來(lái)講大伙的水平通常都是在1000流明上下；分辨率水平也不過(guò)是480p、720p、1080p三種——作為旗艦產(chǎn)品的家用投影機(jī)分辨率基本上均是1080p全高清。這樣的事實(shí)導(dǎo)致，在參數(shù)表上廠家能夠“展現(xiàn)實(shí)力”、“吸引消費(fèi)者眼球”、增加產(chǎn)品的“媒體曝光點(diǎn)”的主要參數(shù)就剩下“對(duì)比度”了。

    廠家愿意不遺余力的提升產(chǎn)品的對(duì)比度數(shù)值，最主要的目的自然就是迎合大眾口味。高對(duì)比度意味著更好的灰階表現(xiàn)和更豐富的畫(huà)面層次。但是這種對(duì)技術(shù)極限的“窮兵黷武”卻未必能給消費(fèi)者帶來(lái)實(shí)實(shí)在在的意義。

    首先從技術(shù)角度來(lái)講，在對(duì)比度數(shù)值上打前站的3LCD投影技術(shù)并不是擅長(zhǎng)于“高對(duì)比度”的投影技術(shù)。依據(jù)顯示面板的光學(xué)性能，3dlp投影機(jī)的對(duì)比度展示能力位居第一位，而接下則應(yīng)該是3lcos技術(shù)、單片DLP技術(shù)，以及3lcd技術(shù)。這樣的排序是由各種技術(shù)本身的特質(zhì)決定的。

    但是，目前市面上的產(chǎn)品的對(duì)比度標(biāo)值卻出現(xiàn)了明顯的倒掛情況。3DLP技術(shù)的百萬(wàn)元級(jí)數(shù)字影院投影機(jī)產(chǎn)品的對(duì)比度標(biāo)值通常只有幾千比一，即便是標(biāo)值最高的產(chǎn)品也停留在10000：1的水平。3lcos技術(shù)、單片DLP技術(shù)產(chǎn)品對(duì)比度標(biāo)稱(chēng)大多數(shù)較實(shí)在：3lcos在20000：1前后，單片式DLP在10000：1上下。相反的，在顯示面板對(duì)比度能力上處于最下風(fēng)的3LCD陣營(yíng)，卻在08年夏季把標(biāo)稱(chēng)對(duì)比度一下子提升到了70000：1的級(jí)別�！�—這種強(qiáng)弱倒掛的局面理應(yīng)引起消費(fèi)者的思考。

“超高對(duì)比度”投影機(jī)到底藏著那些技術(shù)秘密

    通過(guò)對(duì)“超高對(duì)比度”的3lcd產(chǎn)品的技術(shù)特性了解，可以得知，3LCD投影技術(shù)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高對(duì)比度并不依賴(lài)于顯示面板的特性，更得求助于一種稱(chēng)作“動(dòng)態(tài)光圈”或者是“動(dòng)態(tài)虹膜”的鏡頭功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。

    從對(duì)比度的含義可以了解到，對(duì)比度數(shù)值的大小取決于白色畫(huà)面的最亮程度以及黑色畫(huà)面的最暗程度：對(duì)比度就是二者的比值。上文已經(jīng)介紹過(guò)，家庭影院用投影機(jī)的亮度水平普遍控制在1000流明左右——這是由具體應(yīng)用的需求決定的。也就是說(shuō)決定對(duì)比度的兩個(gè)因素中的“白色畫(huà)面最亮的程度”已經(jīng)不可能有太大的改變。在這樣的背景下，能令黑色畫(huà)面更暗則成了廠商提升產(chǎn)品對(duì)比度數(shù)值的唯一選擇。

    對(duì)于熟悉攝影的讀者，對(duì)光圈這個(gè)概念一定非常熟悉：光圈是鏡頭上決定通過(guò)鏡頭的光線多少的一個(gè)可以調(diào)節(jié)的組建。常見(jiàn)的光圈是一種稱(chēng)作“虹膜”光圈的產(chǎn)品。虹膜光圈是由多個(gè)相互重疊的弧形薄金屬葉片組成的，葉片的離合能夠改變中心圓形孔徑的大小。雖然鏡頭制作完之后其口徑是固定的，但是依然可以通過(guò)調(diào)整光圈葉片的位置控制鏡頭通光口徑的大小。當(dāng)有一束固定能量（亮度）的光線通過(guò)鏡頭時(shí)，鏡頭的光圈可以收縮，或者放大，進(jìn)而在鏡頭另一端得到一束能量低于或者等于入射光束的光線。

     “超高對(duì)比度”的3lcd投影機(jī)得到超高對(duì)比度的秘密就在其鏡頭采用的虹膜光圈上。雖然調(diào)整光圈不能改變鏡頭通過(guò)的光線的最大強(qiáng)度，以及投影機(jī)面板的光學(xué)特性，但是卻可以改變投影機(jī)鏡頭射出的最暗的光線的強(qiáng)度。

    假設(shè)某臺(tái)投影機(jī)的面板輸出全黑畫(huà)面能夠控制的最低亮度為2流明。當(dāng)這束光線通過(guò)鏡頭的時(shí)候，光圈大小調(diào)整到最大值的十分之一時(shí)，實(shí)際射出的光線強(qiáng)度就變成了0.2流明。如果這臺(tái)投影機(jī)的白色畫(huà)面最亮為1000流明，其不采用動(dòng)態(tài)光圈和采用動(dòng)態(tài)光圈時(shí)的對(duì)比度就分別是500：1和5000：1。由此讀者可以看到動(dòng)態(tài)光圈在提升投影產(chǎn)品動(dòng)態(tài)對(duì)比度時(shí)的能力非常了得。

    這里必須首先解釋一下動(dòng)態(tài)對(duì)比度和靜態(tài)對(duì)比度的基本區(qū)別：動(dòng)態(tài)對(duì)比度是投影機(jī)在不同條件下可能的最亮的白色畫(huà)面與最暗的黑色畫(huà)面的能量比值；與其不同的靜態(tài)對(duì)比度則是投影機(jī)投射的同一畫(huà)面中最亮的白色的亮度和最暗的黑色的亮度的比值——實(shí)際測(cè)試中，靜態(tài)對(duì)比度的測(cè)試畫(huà)面采用黑色和白色方格交替分布的影響，最終測(cè)試結(jié)果由所有白色的平均亮度和所有黑色的平均亮度作比較得出。

    由于靜態(tài)對(duì)比度不允許在測(cè)試中調(diào)節(jié)產(chǎn)品的組建狀態(tài)，所以靜態(tài)對(duì)比度能夠忠實(shí)的反映投影機(jī)的整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的對(duì)比度顯示性能。相反的，動(dòng)態(tài)對(duì)比度則可以通過(guò)各種可控原件，例如動(dòng)態(tài)光圈的改變來(lái)提供更高的測(cè)試數(shù)值。

    在實(shí)際的投影機(jī)產(chǎn)品中，鏡頭光圈的改變由微電腦芯片控制的。微電腦芯片通過(guò)測(cè)試將要輸出的畫(huà)面的整體明暗度來(lái)決定到底采用什么樣的光圈。通常，畫(huà)面整體能量值越高，微控制芯片則會(huì)把光圈調(diào)節(jié)到較大的狀態(tài)，如果畫(huà)面整體比較暗，那么微電腦控制芯片就會(huì)將鏡頭光圈盡量縮小。持續(xù)不斷的進(jìn)行這種調(diào)整，就形成了投影機(jī)的“動(dòng)態(tài)光圈”或者是“虹膜光圈”功能。

問(wèn)我們的眼睛，投影高對(duì)比度真的有效嗎

    消費(fèi)者關(guān)心“超高對(duì)比度投影機(jī)”的真正原因并不是在于了解，這些對(duì)比度實(shí)現(xiàn)出來(lái)的具體技術(shù)。更多的，與消費(fèi)者切身相關(guān)的是這樣的高對(duì)比度到底帶來(lái)了怎么樣的性能提升。高對(duì)比度對(duì)畫(huà)質(zhì)的改善真的有想象中的那么神奇嗎？

    要了解這一特點(diǎn)，必須了解眼睛的能力范圍�；蛘呤钦f(shuō)，假設(shè)投影機(jī)真正投射出了75000：1對(duì)比度，眼睛能不能看到這樣的畫(huà)面對(duì)比度差距。

    和投影機(jī)的對(duì)比度概念類(lèi)似，人的眼睛對(duì)光線強(qiáng)弱的感知能力也有動(dòng)態(tài)靜態(tài)之分。對(duì)于靜態(tài)場(chǎng)景中的對(duì)比度分辨能力，人眼往往只能達(dá)到800：1或者1000：1，甚至一些情況下僅僅有300：1。這也是3DLP技術(shù)的百萬(wàn)元級(jí)數(shù)字影院投影機(jī)的靜態(tài)對(duì)比度僅達(dá)到500：1，1000：1或者稍高一些的原因：哪怕?lián)碛懈�高的靜態(tài)對(duì)比度，人眼也不能觀察到，那樣就失去了高靜態(tài)對(duì)比度的意義。

    在動(dòng)態(tài)對(duì)比度方面，人眼的適應(yīng)能力可謂遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了我們目前任何的科學(xué)設(shè)備�？茖W(xué)家在眼睛的動(dòng)態(tài)對(duì)比度的適應(yīng)能力上給出的數(shù)值甚至高于1億：1。人眼擁有如此驚人的動(dòng)態(tài)亮度變化適應(yīng)能力不僅取決于虹膜的調(diào)整（與光圈的原理類(lèi)似），更是得益于人眼的感光物質(zhì)的調(diào)整——這是一種化學(xué)調(diào)節(jié)作用；以及人腦復(fù)雜的計(jì)算能力。

    不過(guò)可惜的是人眼的這種動(dòng)態(tài)對(duì)比度能力并不能像投影機(jī)的光圈鏡頭那樣以幾十分之一秒甚至是百分之一秒速度來(lái)實(shí)現(xiàn)。人眼達(dá)到對(duì)不同明暗環(huán)境的適應(yīng)必須依賴(lài)于一段時(shí)間。讀者可能有類(lèi)似的經(jīng)歷：夜晚，當(dāng)屋子里面的電燈關(guān)上的時(shí)候，首先是眼前一片漆黑，但是慢慢的各種物體又能被清晰的識(shí)別出來(lái)。這是人眼適應(yīng)光線變化的調(diào)節(jié)功能的最好案例。

    通常眼睛對(duì)環(huán)境明暗的變化大概需要15秒鐘適應(yīng)變化（就像相機(jī)調(diào)整參數(shù)光圈需要時(shí)間一樣）。但是這不是固定的。不同的亮度范圍變化也需要不同的時(shí)間長(zhǎng)來(lái)讓眼睛適應(yīng)。比如一個(gè)能夠看到微弱的星星的環(huán)境中持續(xù)30分鐘以上，則眼睛需要大約一個(gè)小時(shí)來(lái)完全適應(yīng)白天的環(huán)境亮度。

    眼睛在動(dòng)態(tài)對(duì)比度感知上的對(duì)時(shí)間的需求客觀上決定著投影機(jī)依靠動(dòng)態(tài)對(duì)比度實(shí)現(xiàn)的“高參數(shù)”的意義。首先必須考慮75000：1的動(dòng)態(tài)對(duì)比度會(huì)在什么情況下出現(xiàn)。例如，高對(duì)比度是出現(xiàn)在前后緊連的兩幀畫(huà)面中，或者高亮和黑暗的畫(huà)面高速的交錯(cuò)出現(xiàn)，人的眼睛恐怕沒(méi)有時(shí)間來(lái)適應(yīng)投影機(jī)動(dòng)態(tài)光圈調(diào)整所能帶來(lái)的“高對(duì)比度”效果：事實(shí)上，消費(fèi)者并沒(méi)有看到高動(dòng)態(tài)對(duì)比度帶來(lái)的影像畫(huà)質(zhì)的改善。

    另一種情況是，影像畫(huà)面的明暗變化慢于人眼對(duì)不同亮度畫(huà)面的適應(yīng)能力。也就是說(shuō)，當(dāng)投影機(jī)顯示一幀平均亮度較低的畫(huà)面，而動(dòng)態(tài)光圈調(diào)整到小光圈狀態(tài)，進(jìn)而獲得更黑的黑色和灰色的時(shí)候，人的眼睛跟上了畫(huà)面的這種變化，并成功的捕獲了畫(huà)面中的細(xì)節(jié)信息，則這時(shí)候動(dòng)態(tài)光圈的確給觀賞者帶來(lái)了在畫(huà)質(zhì)黑色端顯示效果的提升。

    不過(guò)希望，這時(shí)候的畫(huà)面中沒(méi)有白色，否則投影機(jī)的顯示效果將大打折扣：要么虹膜動(dòng)態(tài)光圈不啟動(dòng)，要么損失掉白色的真實(shí)感——由于動(dòng)態(tài)光圈的調(diào)整變小，白色部分將變得沒(méi)有之前的畫(huà)面中的白色那么“白”。

問(wèn)我們的使用環(huán)境，投影高對(duì)比度真的有效嗎

    現(xiàn)實(shí)生活中，能夠影響到投影機(jī)對(duì)比度效果的因素，除了人眼睛的特性外，還與設(shè)備的應(yīng)用環(huán)境有著密切關(guān)系。這些應(yīng)用環(huán)境既包括視聽(tīng)室中的光線效果，也包括觀賞的影像節(jié)目的制作水平。

    視聽(tīng)室的環(huán)境控制，特別是光線控制對(duì)整個(gè)投影系統(tǒng)的應(yīng)用效果有著必然的影響。假設(shè)采用的投影屏幕能夠100%的反射照射上的光線，而室內(nèi)的實(shí)際亮度為30流明（這意味著房間沒(méi)有直射光源），那么投影畫(huà)面的最低亮度也至少是屏幕反射室內(nèi)光線的亮度30流明。這意味著如果投影機(jī)的最大亮度為1000流明，那么它的實(shí)際對(duì)比度效果（無(wú)論是動(dòng)態(tài)的還是靜態(tài)的對(duì)比度）均不可能大于1000/30，也就是33：1——哪怕屏幕的反射能力只有50%，這個(gè)數(shù)值也只不過(guò)是67：1。

    也就是說(shuō)，在通常的房間亮度條件下，500:1和5000：1甚至10000:1、10000000000：1的對(duì)比度將沒(méi)有任何的區(qū)別。他們只不過(guò)相當(dāng)于50：1的效果而已。這也是為什么家庭影院的視聽(tīng)室必須采用遮光處理的原因。

    如果視聽(tīng)室的工程建設(shè)水平非常高，能夠滿足實(shí)驗(yàn)室級(jí)的水平，那么投影機(jī)達(dá)到的幾萬(wàn)：1的對(duì)比度才有實(shí)際意義。但是，事實(shí)上這樣的機(jī)會(huì)并不多。按照上文的舉例，那怕視聽(tīng)室的亮度水平僅有1流明，一臺(tái)最高亮度1000流明的投影機(jī)在80%反射率的屏幕上能夠形成的亮度就不會(huì)大于1250：1。

    室內(nèi)環(huán)境不能控制到理想程度是影響投影機(jī)動(dòng)態(tài)光圈實(shí)際效果的最直接因素。一臺(tái)對(duì)比度75000：1的投影機(jī)，如果亮度最大是2000流明（對(duì)于家用機(jī)已經(jīng)是非常可觀的亮度了），那么意味著這臺(tái)投影機(jī)的黑色畫(huà)面最暗將是2000流明/（75000：1）=0.027流明。這樣的亮度完全會(huì)被淹沒(méi)在室內(nèi)環(huán)境光線哪怕只有1流明的亮度中。此時(shí)，如果使用反射率為80%的屏幕，實(shí)際得到的動(dòng)態(tài)對(duì)比度只不過(guò)是2000流明：{（1流明+0.027流明）*80%}。計(jì)算結(jié)果大概是2432：1。

    這是對(duì)于75000：1的投影機(jī)效果。假如這臺(tái)投影機(jī)對(duì)比度只有2000：1，那么實(shí)際的對(duì)比度效果應(yīng)該是2000流明：{（1流明+（2000流明/2000：1））*80%}。計(jì)算結(jié)果是1000：1。讀者可以看到，如果視聽(tīng)室環(huán)境擁有1流明的亮度，那么對(duì)比度相差37.5倍的兩臺(tái)投影機(jī)的顯示的實(shí)際對(duì)比度效果只有2.4倍的差距。

    視聽(tīng)室環(huán)境對(duì)投影機(jī)對(duì)比度效果的影響是巨大的。此外消費(fèi)者最終播放的影片的采樣對(duì)比度也對(duì)高對(duì)比度投影機(jī)的效果有明顯的影響。例如，普通電視節(jié)目通常把幀內(nèi)對(duì)比度設(shè)定為100：1，或者稍高一些。而電影畫(huà)面則在對(duì)比度上具有很大提升，能夠基本達(dá)到500：1以上。這里的幀內(nèi)對(duì)比度大概相當(dāng)于投影機(jī)的靜態(tài)ANSI對(duì)比度的概念。

    經(jīng)過(guò)了以上的眾多分析，讀者不難發(fā)現(xiàn)超高對(duì)比度的3LCD投影機(jī)的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：第一是高對(duì)比度的實(shí)現(xiàn)并非意味著LCD投影機(jī)面板技術(shù)的大幅度進(jìn)步，而是依靠應(yīng)用動(dòng)態(tài)光圈鏡頭實(shí)現(xiàn)的——這種鏡頭自然能應(yīng)用在其它投影技術(shù)的產(chǎn)品上；第二是眼睛對(duì)劇烈動(dòng)態(tài)對(duì)比度變化的識(shí)別需要一段較長(zhǎng)的時(shí)間，眼睛對(duì)靜態(tài)對(duì)比度的解析力不會(huì)超過(guò)1000：1，甚至只有300：1；第三是視聽(tīng)室環(huán)境控制不利可以輕易的讓高對(duì)比度的效果變的子虛烏有，同時(shí)，電影和電視節(jié)目制作時(shí)采用的對(duì)比度標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有達(dá)到幾萬(wàn)比一這樣的高度。

    有了以上的了解，讀者可以清楚的理解到超高對(duì)比度的意義。超高對(duì)比度的意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于業(yè)界對(duì)他們的出現(xiàn)的關(guān)注。也許我們?cè)?5000：1的對(duì)比度上聚集了75000單位的精力，但是實(shí)際應(yīng)用中他們卻只能產(chǎn)生略高于2000：1對(duì)比度產(chǎn)品的效果。而如果是和20000：1對(duì)比度的產(chǎn)品進(jìn)行比較，則很少有人能夠感覺(jué)到二者在普通家庭應(yīng)用中的差異。