1994年,一群TI的技術專家在SID(信息顯示協會)首次用DLP放映機播放了電影,這是高清數字放映機的原型。5年之后,《星球大戰1》用數字掃描并分發到影院,在DLP數字影院系統上放映。根據統計機構數據,全球大約85%的影院采用的是DLP系統。昂貴的光學元件、精心設計的銀幕、高亮度的氙燈或激光光源,還有專業冷卻系統,這些都是DLP系統的特征,目前來講沒有更好的投影方案。
DLP成功取代膠片,那么DLP之后會是什么樣的放映模式呢?科技的發展永無止境。今年7月,三星的一塊LED屏在影院實現商用后,LED屏便一直成為輿論的熱點。似乎,未來這種LED顯示屏的方式是唯一能夠與現有放映系統相提并論的解決方案。
記者在查閱國內外資料時發現,國外放映行業對LED顯示屏寄予厚望,他們認為未來十年,包括獨立影院在內,RGB LED市場需求量達到1.2萬億。而到目前為止,韓國已部署兩塊LED屏幕,美國1塊,根據記者從CineAsia2017展會上了解的信息,中國影院也將在不久之后迎來第一塊LED顯示屏。LED顯示屏系統的兩大主要參與者GDC與哈曼也在大力推進這項技術。
我們今天就根據收集的資料,來探討一下LED屏要在影院商用所存在的一些技術問題。
△ 關于屏幕尺寸
就在本次CineAsia展上,記者證實了LED顯示屏系統是采用點陣模塊發光形式,每一個點陣里都采用RGB三基色,那么理論上其尺寸就能多樣性。根據記者掌握的信息,LED屏的尺寸是基于像素間距和分辨率原則計算的,并且需要DCI認證。不可隨意倍數遞增。
△ 影廳大小與LED像素間距
根據記者翻譯的外文資料,60英尺寬的銀幕,其2K分辨率和4K分辨率的像素間距是9.5mm與4.9mm。多廳影院一般所需銀幕寬度為40英尺,這種情況下像素間距在2K分辨率時約為6mm,在4K分辨率時約為3mm。由于投影圖像的R、G、B通道和自發光型LED的RGB通道有所區別,投影方案的開口率較高,因此同等像素間距下,LED系統可以達到4K級別。也就是說,40英尺寬的影廳像素間距將介于2-3mm,25英尺寬的屏幕,建議像素間距為1.9mm。在這樣的間距下,觀眾才感覺不到像素晶格。而如今LED行業的像素距離在1.2mm,像素間距不再是問題。
△ 色域與對比度
電影畫面顏色必須真實還原鏡頭捕獲的顏色。DCI為數字電影建立了色彩顯示標準,這個標準為DCI-P3。我們知道LED在制造中,一般會在亮度和性能中取舍。在LED顯示屏中設置R、G、B三原色正確的波長和飽和度是一大挑戰。
例如,從現有規范中將綠光波長移動4nm,就可以接近理想的525nm。下一步必須確保光譜寬度必須在顏色控制系統中管理。同時,這個最新的放映解決方案除了需要符合DCI-P3標準外,也需要符合Rec.2020標準。
據悉,影院用的LED屏已經朝著Rec.2020標準邁進。當下,LED顯示系統在控制器中,每種顏色以16-18比特單位進行處理、8比特單位輸出。在三維查找表中對比真實顏色符合實際可用的顏色范圍是很重要的。此外,用臨界視覺亮度去分配比特值以此來確保人眼能敏銳地感覺到最暗區域的畫面是均勻一致的。
據記者在CineAsia2017上了解的情況來看,目前,LED系統的色域和對比度均不成問題。當下,常規放映機對比度是2500:1,激光可以做到6000:1,索尼可做到8000:1,杜比影院可達一百萬比一,HDR約為1萬:1,而LED顯示屏的對比度將優于投影反射式的對比度。
△ 高亮度問題
2D標準銀幕亮度下的10倍,這是一個誘人的優勢,讓人對畫面顯示、對3D亮度問題產生無限遐想。但亮度并非越高越好。在全黑的環境下,人眼能否承受這么強的光刺激?這是我們所擔心的。據知情人士表示,當前LED顯示屏的亮度是可調節的。記者猜測,任意調節亮度是比較困難的,但分幾檔調節是有可能的。
再有就是幀率的問題。對于這個問題,我們之前的文章也做過分析。在現有放映系統下,人眼能感受到閃爍的臨界頻率是46Hz左右。也就是說,頻率高于46Hz,人眼就感受不到閃爍。閃爍頻率會隨著亮度的提高而增加。如果亮度達到146fl,那么這個臨界值必定會提高。但隨著高幀率影片的制作與發展,這個問題也不是LED顯示屏普及的主要障礙。
三星LED屏幕特寫,每一個點陣都包含R、G、B三個發光點
△ 設備維修
最近的研究都表明,LED顯示的畫面效果不亞于4K。35-60英尺寬銀幕(1:1.85)的影院,部署2.5mm像素間距的LED是非常可取的。如果正確選用與安裝LED模塊,LED解決方案通常可以有較長的壽命。
而LED系統較常出現的故障在于LED點陣壞點,常常以PPM表示。因此,LED顯示方案在設計時都會將各顯示單元設計成易于更換的形式。據了解,LED系統的某個點陣出現壞點是看不出來的,不影響其使用。如果要更換,則必須要以模塊為單位進行更換。初步了解一個LED模塊尺寸約為50-80cm。
那么LED顯示屏要在影院續寫傳奇,最大的難題在哪里?
LED顯示屏在影院商用,從技術上來說是成熟的。但其發展的瓶頸一方面在于價格。其成本在于大量像素塊,即LED模塊。像素數量與分辨率和觀影距離有關系。據目前了解的信息來看,一套10.24米LED顯示屏系統的價格相當于一臺高端原裝RGB激光光源放映機的價格。
此外便是聲音的限制。由于LED屏沒有透聲孔,目前這套系統是用虛擬聲像定位的形式,與我們傳統的銀幕后三路或五路音箱定位的方式有所區別,在聲像定位上,顯然次于當下的物理定位模式。虛擬聲像定位的準確度與位置有很大關系,除了“皇帝位”區域,在影廳其他區域能否準確定位是一大考驗。此外,定位聲像的移動是否自然和平滑也是重要的方面。而隨著屏幕尺寸的增大,定位的難度也將加大。所以,如何使LED系統的還音效果能與現有的還音效果媲美,是一大挑戰。
當然,記者也相信,在LED顯示屏通往影院的路上,會涌現更多的設計師、軟硬件開發技術人員等,來解決這些問題,而所有早期積累的有關DLP的經驗都有助于LED顯示系統進一步完善。如今制造技術發展很快,LED系統也將得到進一步的整合,成本也會下降。據國外媒體分析,預計三到五年內,LED成本將會下降。但至少,在五年內,LED與現有的放映模式可以長期共存,不存在誰取代誰的問題。
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