为了把这个问题解释清楚,我特意拆了一个投影仪。先从原理和结构入手,说说影响投影仪投影效果的核心原因。了解了投影仪的工作原理,我们就知道应该注意什么了。下面是拆解后的投影仪——Mi Z6,是国内销量最大品牌的主要产品之一,所以很有代表性。
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根据全球知名市场调研机构IDC发布的《2020年第二季度中国投影仪市场跟踪报告》显示,2020年上半年家用投影仪出货量为131万台,顶级品牌始终供不应求。与此同时,市场平均价格有所上涨,这表明消费者需要更多的品牌质量提升。具体品牌方面,在出货量方面,XGIMI以37.4万台的出货量,以及今年上半年22%的市场份额,成为中国市场最受欢迎的投影仪品牌,这意味着中国市场每5台投影仪中就有1台极具米感。
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无论是摄影还是投影,从根本上都是光学问题,而投影仪最关键的部分就是光机部分。就像相机的CMOS和汽车的发动机一样,投影仪的光机原理图如下,光源通过DMD(数字微镜器件)反射到屏幕上成像,如下图:
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实际拆卸如下图所示:
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在日常生活中,我们都用镜子来反射光线。在投影仪中,DMD是镜子。上图中,红、绿、蓝LED阵列提供光源,DMD芯片提供图像。
因为光机需要很好的气密性,拆卸后几乎不可能再拆卸。想要取出DMD芯片,只能暴力拆解。下图左上角的损坏是机器不是原装就是有缺陷。也强烈建议个人拆解投影仪,即使失去保修也很难重新组装。
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与镜子不同的是,DMD芯片由数百万个铝制微镜组成,每个微镜可以以翻转角度接收由0和1组成的数字信号。根据数字信号,决定如何翻转每个铝微镜,从而反射不同的光。DMD上的每个铝微镜代表投影中的一个或多个像素,如下图所示(从TI视频中截取的动画):
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我拆解的超米Z6投影仪以TI的DLP3310 DMD芯片为例。DMD芯片内部的铝微透镜矩阵阵列如下图所示。它由约105万个0.33英寸(对角线)大小的铝微镜组成,用于实现分辨率为1080p (1920×1080)的投影,通常称为0.33DMD。
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TI提供的DMD芯片有三个支持1080P,另外两个是DLP4710(微镜矩阵为1920 x1080)和DLP230NP(微镜矩阵为960×540)。一般来说,每个微镜代表屏幕上的一个像素。但是也可以通过一些技术进行调整,达到比微镜矩阵更高的分辨率,比如双轴振镜、钻石排列等。DLP4710可以提供物理1080P的效果,虽然不错,但是因为3000元以下的价格很少出现成本控制的问题,必须大幅降低光源等方面来控制这个价格,最终会导致成像效果不佳,所以主流厂商不会这么做,而这个价格段主要是DLP3310和DLP230NP这两个。
DLP230NP铝微镜的数量只有DLP3310的一半,0.23英寸,通常称为0.23DMD,物理分辨率自然较低,分辨率自然较弱。双轴振镜虽然可以达到1080P,但调试不好会出现线条颗粒感,分辨率等方面有差距。
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我们来做个对比,如下图所示。分辨率方面,0.33DMD在同一张1080P胶片右侧的投影效果更清晰锐利,比如下图中人物的头发,脸上的皮肤等。检流计越多也意味着每个检流计对应的像素越少,色彩还原可以更加准确,所以下图右侧0.33DMD的画面色彩更加自然真实。
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仅分辨率?不,有亮度!0.33DMD可以接受更高的亮度,相对来说对比度往往更高,所以当画面中有较大的明暗细节时可以更好的呈现出来。如下图所示,右侧的0.33DMD镜头在机身左侧细节更清晰,而左侧的0.23DMD镜头粘贴成一片。
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亮度是购买投影仪的另一个重要指标。理论上请找ANSI流明。但是市面上很多投影标注的ANSI流明都是峰值亮度,对于购买来说参考意义不大。决定投影仪亮度的因素有很多,其中DMD芯片是非常重要的一个。DMD芯片的尺寸就像镜子的大小,大镜子自然能反射更多的光,这是显而易见的。此外,还有两个重要因素:光源和散热。估计很多人都遇到过投影仪过热不工作的情况。以这里拆解的仪表Z6为例。机身看起来很薄很轻,里面的空房间有一大半都和散热有关。
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光机的每个LED阵列后面都有一块铜板辅助散热,通过硅胶与铜管连接,最后风扇放电。因为光和热是分不开的,长时间的工作必然会产生大量的热量,而风扇的静音程度也很重要。
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既然0.33 MDD相比0.23DMD优势明显,为什么不用0.33 MDD芯片呢?原因是价格。根据TI官网的报价,0.33 MDD(DLP 3310)的产品价格为73.49美元,而0.23DMD的价格为47.84美元,成本差异很大。所以很多2000元的投影用的是0.23DMD,而超米Z6等产品用的是0.33 MD,某种程度上这也可能是规模效应的结果。刚开始我们说超米投影仪的市场份额很高,大批量出货有助于降低成本,在和供应商谈判价格时有更高的议价能力。
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这里就拿0.33DMD和0.23DMD为例。通过这个对比,我们也可以知道存在投影仪底部太大压死人的情况。对于DLP投影,DMD尺寸越大越好。选择投影仪时,不要被标注的分辨率等参数迷住。注意DMD芯片的尺寸,和看相机的CMOS一样。
我们上面拆解的极米Z6属于DLP投影技术,但并不是投影仪的唯一解决方案。从投影技术来看,3DLP技术方案在效果上是最好的,但由于成本较高,基本退出了家用投影仪市场。目前家用投影仪市场的主流技术有:3LCD、DLP、LCoS。三种投影技术在亮度、对比度、分辨率上有什么区别?让我们用一张表来简单描述一下:
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三种技术各有利弊,这个表不准确。就像我们上面做的对比一样,1080P的DLP投影也有很大的不同。目前,单一的DLP解决方案主导着市场。据AVC统计,2019年DLP投影技术在中国智能投影市场占据72.6%的市场份额。由于一些中小品牌的涌入,液晶技术有所增加,LCoS的技术很好,但由于价格原因,它不是公众的选择。
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事实上,上表中有一些概括。由于每种技术的成本、设计和材料,不同产品的性能是不同的。没有绝对的好坏。用户应该根据自己的需求选择适合自己的投影仪。但是,注意不要被参数蒙蔽了双眼。如果参数相似,请比较DMD芯片的尺寸。如果价格差不多,肯定是选择大一点的。当然,如果硬件超出水平,可能需要考虑光源、透镜、棱镜、内分光镜的材料是否缩水。