近幾年隨著顯示技術(shù)的發(fā)展4K技術(shù)已經(jīng)不再是一個新鮮的名字，4K技術(shù)不斷豐富和充斥著我們生活中的方方面面，在近期大熱的電影行業(yè)，除了一部部票房不斷創(chuàng)出新高的國內(nèi)外大片之外，電影院對畫面的放映質(zhì)量要求和觀眾的觀影感受也在不斷的提高。為了緊跟電影市場的發(fā)展步伐，作為放映技術(shù)發(fā)展的引領(lǐng)者和開拓者的NEC公司，也將在2016年隆重推出，擁有3芯片DLP Cinema 1.38英寸DC4K的三色激光數(shù)字放映機NC3540LS-1+。這樣就使得NEC三色激光放映機在擁有2K三色激光產(chǎn)品線的同時，又增加了一條4K三色激光產(chǎn)品線。

作為投影機的顯示技術(shù)，現(xiàn)在主流的主要有三種，LCD（液晶面板顯示技術(shù)），LCOS（單晶硅反射式液晶顯示技術(shù)），DLP（數(shù)字光處理顯示技術(shù)）。目前應(yīng)用在數(shù)字電影放映技術(shù)中采用最多的是DLP技術(shù)，DLP技術(shù)開發(fā)者是TI（德州儀器），NEC公司專注于為行業(yè)提供專業(yè)的顯示解決方案，NEC公司不但是TI（德州儀器）公司在全球范圍中授權(quán)產(chǎn)生DLP數(shù)字放映機三家廠商的其中一家，而且在工程、商務(wù)、教育、家用都擁有功能多樣化、種類豐富的DLP投影機產(chǎn)品線。對于NEC的4K三色激光放映機NC3540LS-1+則采用的是三片1.38英寸的DMD芯片來顯示4K畫面，每個芯片的物理分辨率是4096x2160，三個芯片分別獨立對應(yīng)一種RGB顏色中的一種。

4K DLP Cinema顯示技術(shù)中的DMD芯片擁有著有別其他顯示技術(shù)的獨特優(yōu)勢，這些優(yōu)勢也使得其可以很好的應(yīng)對高亮度輸出、長時間使用、苛刻的運行環(huán)境等諸多顯示應(yīng)用要求。下面我們來一一了解下。

支持高亮度

DMD芯片采用的金屬鋁片利用不同的偏轉(zhuǎn)角度把光反射到不同的位置實現(xiàn)畫面明暗變化，光利用方式則為全反射顯示，所以光的利用率較高，也正是由于光線絕大多數(shù)都被金屬面反射出去了，芯片上的熱量堆積就會變的很少，在配上高效的液冷散熱，使得芯片可以在高亮高溫的環(huán)境下任然可以保持一個良好運行狀態(tài)。也正是因為這點使得目前市場主流的高流明投影機（2.5萬流明或以上）采用的幾乎都是3片DLP技術(shù)。圖1為DMD芯片的工作原理示意圖[1]

支持長時間連續(xù)使用，芯片壽命時間長

采用DLP技術(shù)放映機的DMD芯片首先使用的都是液冷散熱，液冷系統(tǒng)可以精確有效的對發(fā)熱源實施快速有效的散熱。其次DMD的每個像素都是一個金屬微鏡（Mirror），并且就連用來實現(xiàn)金屬微鏡（Mirror），轉(zhuǎn)動的鉸鏈（Hinge），結(jié)構(gòu)也是鋁制結(jié)構(gòu)，這些金屬結(jié)構(gòu)使得芯片幾乎不受到熱量和紫外線老化的影響，DMD結(jié)構(gòu)如下圖2[2]。最后DMD芯片利用電荷吸引與排斥可以達到每秒鐘翻轉(zhuǎn)5000多次（通過脈沖寬度調(diào)試控制的偏轉(zhuǎn)時間占比時間不同灰階），這也是使得熱量很難長時間堆積到芯片上。以上諸多優(yōu)點讓采用DMD芯片的DLP技術(shù)可以很好的支持設(shè)備長時間連續(xù)使用。目前TI公司宣傳的DLP技術(shù)中DMD芯片的運行壽命已經(jīng)高達10萬個小時。目前影城中還有為數(shù)不少的影廳還在使用7-8年前的第一代DLP數(shù)字電影放映機。

芯片防塵設(shè)計好，散熱性好，對環(huán)境的適應(yīng)能力強

其實畫面亮度變暗的一個最大因素就是灰塵，而且一般都是由于目前堪憂的放映間環(huán)境造成的。但從芯片的角度來看，每片DMD芯片都有著工藝成熟的金屬封裝結(jié)構(gòu)，微鏡表面有一塊耐高溫高透過率的密封玻璃，這些密封設(shè)計和金屬結(jié)構(gòu)，都可以使得DMD芯片即使在情況不佳的環(huán)境下，任然可以保證很好的使用壽命。

市場認可度高

縱觀全球投影機行業(yè)，采用DLP投影機已經(jīng)涉及到教育，企業(yè)政府，家庭娛樂，大型演藝娛樂、制造業(yè)，醫(yī)療等諸多領(lǐng)域，根據(jù)不完全統(tǒng)計，在2015年全球1萬流明以上的投影機銷量中采用3片DLP技術(shù)投影機占比高達80%，3千-1萬流明之間3DLP投影機占比為50%左右，我們在看下電影行業(yè)截止到2015年年底，根據(jù)不完全統(tǒng)計在市場保有量高達3多萬塊銀幕的中國電影市場中采用DLP技術(shù)的電影機保有量占比為90%左右，采用非DLP技術(shù)的電影機保有量占比不到10%。

從顯示技術(shù)類型的銷量占比來看DLP技術(shù)更加適合高流明并對應(yīng)用方式和應(yīng)用環(huán)境更為苛刻的高端市場。

三、4K顯示技術(shù)可以表現(xiàn)更多的內(nèi)容

采用了DMD芯片的4K顯示技術(shù)除了支持高亮度，長時間使用，防塵密封性好，市場認可度高等優(yōu)勢外，在4K顯示在畫面內(nèi)容的表現(xiàn)上遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)的2K畫面。

通常如果想讓畫面顯示更多的內(nèi)容放映設(shè)備的顯示芯片就必須擁有更多的像素，每芯片上的像素都代表了畫面內(nèi)容中最小的一個顯示內(nèi)容單元（放映機芯片最小像素單元就是DMD芯片上的每個小微鏡）。我們先做一個簡單的計算，放映機的芯片是2K的話其橫縱像素就是2048x1080，共計可以用以表達顯示畫面內(nèi)容的像素數(shù)量就是2048x1080=221.2萬個

如果放映機的芯片是4K的話其橫縱像素就4096x2160共計可以用以表達顯示畫面內(nèi)容的像素數(shù)量就是4096x2160=884.7萬個。這也就意味著如果畫面內(nèi)容是4K的片源時，并且用4K放映機播放時畫面顯示的信息量會是2K放映機播放2K畫面信息量的4倍如下圖4所示。

通常4K畫面可以由兩個2x2拼接排列2K畫面組成。4K畫面能表達的信息量為2K畫面的4倍。

四、4K顯示技術(shù)可以使得畫面更加細膩

目前為止現(xiàn)今顯示技術(shù)大多都是基于人眼的視覺特性來進行設(shè)計的，其中有一項非常重要的人眼特性“視覺銳度”通常與顯示畫面的像素大小和觀看距離被一起用來描述人眼觀看畫面的細膩程度。像素尺寸大小一般取決于芯片的大小、像素數(shù)量。人眼視覺銳度（也可以理解為人眼的視力），通常與個體差異和人的年齡有關(guān)。觀看距離指的就是人眼距離與所觀看畫面的之間距離。

我們先了解下視覺銳度的概念：

眼睛分辨景物細節(jié)的能力叫視力，又叫視覺銳度（VA）。人的視網(wǎng)膜上光敏細胞間的物理距離決定了人眼分辨率的極限，當(dāng)成像在黃斑區(qū)的時候，分辨率達到最高1角度。

通常當(dāng)視角小于1 時，人眼是無法分辨的。

同時當(dāng)亮度和對比度過低時，則視覺銳度隨之下降（錐狀細胞的對亮度的靈敏度低，此時主要桿狀細胞起作用）；當(dāng)亮度過高時，視覺銳度不會增加，反而會有炫目感，不同的色彩對分辨率的影響也不一樣，不過要低于亮度對分辨率的影響（通常綠色對于人眼分辨率的貢獻最大），人眼對于靜止的畫面的分辨力相對于運動的畫面能力要更高（靜止畫面2-3 ，動態(tài)畫面3-4）[4]。

我從圖中可以看出，當(dāng)人眼的視覺銳度（視力）為一個定值時像素尺寸越小，觀看距離越遠，人眼對于像素的分辨能力就越低，當(dāng)像是尺寸越大，觀看距離越近，人眼對于像素的分辨能力就越高。

那么根據(jù)上面的人眼特性的原理，這樣可以得出一個觀看距離和人眼觀看到的畫面細膩程度的關(guān)系圖：

現(xiàn)行《數(shù)字電影巨幕影院技術(shù)規(guī)范》中的規(guī)定最近觀看距離為銀幕畫面寬度0.5倍，如果是2K畫面的話，每個像素相對人眼的角度為3.36 ，4K畫面以此基礎(chǔ)計算可得出下圖6關(guān)系。

五、4K顯示技術(shù)可以讓觀眾有更好的視覺沉浸感

之前上一段文章中所提到的畫面細膩程度決定了觀看者的觀看距離，因為人的眼睛有著另一個特性視野范圍，那么這樣就不同的觀看距離就會影響到視野范圍和畫面之間的相對關(guān)系，例如由于人眼的視野范圍有限，觀看距離越近，人眼感覺到的畫面包裹感或者臨場感就越強，觀看距離越遠人眼感覺到的畫面包裹感或臨場感就越不明顯。我們結(jié)合上面的畫面細膩程度和人眼的視野范圍，圖7說明他們之間的關(guān)系。