Большой пост о проекторах: технологии, назначение, выбор, перспективы развития13.04.2017 15:53

Мультимедийный проектор давно стал привычным гаджетом для офисов, презентаций, переговорных, музеев, учебных заведений. Все чаще проекторы используют дома. Эти устройства выживают в достаточно сложном конкурентном климате (плазменные, ЖК и лазерные панели –конкуренты проекторов), имея при этом лишь одно огромное преимущество — большую диагональ проецируемого изображения.

Обилие технологий, использующихся для производства проекторов, рождает проблему выбора. Как отмечают специалисты Pult.ru, покупатели, намеревающиеся приобрести проектор, редко представляют, чего именно хотят, что не редко приводит к ошибкам при выборе. Этот пост об основных критериях выбора проекторов и перспективах развития современных технологий, которые применяются при их производстве.

Лампы

Пока самыми распространёнными источниками света в проекторах являются газоразрядные лампы высокого давления. И именно эти лампы признаны ахиллесовой пятой большинства современных проекторов, так как большинство из них требуют замены через 1000 — 4000 (в редких случаях 8000) часов работы.

Этот внушительный по стоимости расходник приходится менять каждые 3–4 года, а при интенсивном использовании чаще. Инженеры ведущих мировых производителей постарались решить проблему не слишком ресурсоёмкого источника света.

UHP
Чаще всего используется проекционные лампы UHP (Ultra High Performance). Принцип прост — в лампе светится разряд, возникающий между вольфрамовыми электродами в парах ртути, которые находятся под высоким давлением. Основные достоинства этих ламп — относительная высокая интенсивность светового излучения при достаточно компактном размере источника, а также хорошие показатели цветопередачи.

Недостатками UHP ламп является постепенное снижение интенсивности излучения на протяжении всего периода эксплуатации и сравнительно не большой срок службы (2000 часов). Отчасти, первый недостаток был компенсирован добавлением специальных реагентов, которые способствуют восстановлению вольфрама на электродах. Частично продлевает срок службы ламп использование стекла из кварца высокой очистки, которое позволяет поддерживать баланс тепловой энергии, вырабатывающейся при работе лампы.

HCX
Проекционные лампы HCX или металогалогенные лампы, как и другие, излучают свет благодаря разряду плазмы электрической дуги, возникающей в газе, находящимся под высоким давлением. От UHD их отличает добавление к парам ртути галогенидов некоторых металлов, что позволяет сделать спектральную характеристику светового излучения более равномерной.

Проблемой этих лап является постепенная, но при этом постоянная потеря яркости, вплоть до 50% за время эксплуатации источника. Время работы этих ламп сравнимо с другими газоразрядными аналогами.

P-VIP
P-VIP ещё одна вариация на тему «Ртутные газоразрядные лампы для проектора». Можно считать этот тип вершиной эволюции ртутных проекторных ламп. Срок службы этих ламп может достигать 6000 — 8000 часов, интенсивность излучения и равномерность спектра сравнима с HCX, при этом у P-VIP нет болезни «возрастного снижения яркости», лампа одинаково здорово светит на протяжении всего срока службы. Не смотря на успехи в продлении полноценной жизни этого типа ламп, в корне их проблемы не решены.

Xenon
Еще одним типом газоразрядных ламп для проекторов является Xenon. Как явствует из названия, вместо паров ртути в лампе находится сжатый ксенон. Ксеноновые лампы многократно превосходят ртутные по мощности, давлению и, как следствие, по интенсивности светового потока.

Мощность ксеноновых ламп находится в диапазоне от 2 до 15 кВ, а давление газа в лампе достигает 300 атмосфер, что предопределило их использование в профессиональных кинотеатральных проекторах и крайне редко в предельно дорогих демонстрационных и домашних моделях. Как говорится «Всё лучшее детям (зачеркнуть) кинотеатрам.

Сравнение спектров «ксенона» и «ртути»
Ось X- длинна волы в нм
Ось Y — отдача
синий график — «ксенон», красный — «ртуть»

К счастью использование газоразрядных ламп высокого давления постепенно отмирает, уступая место более совершенным источникам света. Их применение позволяет обеспечить относительно высокие показатели яркости и контрастности, но, как я уже отмечал — они дороги и периодически требуют замены.

Не лампы — led vs laser

Альтернативой газоразрядным лампам, которые появились ещё в начале прошлого столетия, стали светодиоды и лазеры. Каждый из этих источников обладает преимуществом длительной работы. Фактически, и светодиоды, и лазеры способны обеспечить не менее 20 000 часов работы, а в ряде случаев работают дольше. Кроме того светодиодные и лазерные проекторы позволяют уменьшить минимальное расстояние до экрана.Как не прискорбно, но обе альтернативы имеют характерные недостатки. К большим преимуществам лазерных проекторов перед остальными типами относятся высокое качество изображения и совершенная отсутствие «привередливости» к поверхности, на которую проецируется изображение.

Недостатки LED
Не смотря на внушительный прогресс за последние 8 лет, большинство светодиодных проекторов при равной стоимости уступают ламповым в интенсивности светового потока. Для большинства моделей значение светового потока источника не превышает 1000 -1200 ANSILm, а в большинстве случаев находится в пределах 1000. Еще одной проблемой Ledпроекторов является уровень шума при работе, который не редко превышает значение 35 dB. Впрочем, указанные недостатки постепенно устраняются, стоит вспомнить, что на момент выпуска первых массовых серийных led-проекторов (2008 — 2009 годы) рекордом яркости последних было значение в 350- 400 ANSILm.

Недостатки лазерных проекторов
Основным недостатком лазерных проекторов является цена. Не смотря на серийное производство лазерных проекторов последние 10 лет цена не снизилась до вменяемых в понимании обывателя цифр. Также к ощутимым недостаткам лазерных аппаратов относят мерцание источника и неестественная насыщенность некоторых цветов. В некоторых моделях отмечают достаточно резкие переходы по цветовой палитре, что может раздражать при длительном просмотре. Стоит также отметить, что часть трудностей цветопередачи можно легко устранить дополнительной настройкой.

Гибридные схемы
Все чаще на рынке появляются гибридные модели, которые в качестве источников светового потока используют как лазер, так светодиоды. Применение такого подхода позволяет компенсировать недостатки одного источника другим. Большинство отзывов и сравнительных тестов такие системы проходят на уровне с ламповыми проекторами, при этом сохраняя главное достоинство альтернативных источников — колоссальный эксплуатационный ресурс. Недостаток один — неприлично высокая стоимость.

Достоинства и недостатки основных принципов работы.

Прежде чем давать конкретные рекомендации по выбору проекторов необходимо немного рассказать о видах этих устройств. Сегодня на рынке наиболее широко представлены следующие типы проекторов:

DLP (3DLP)
LCD (3LCD)
LCOS (SXRD, D-ILA)
3LED

Подробно описывать каждый из принципов смысла не имеет, так как энциклопедического материала в сети более чем достаточно. Полагаю, что лучше остановиться на достоинствах и недостатках каждой из них. Влезать в порядком затянувшийся спор с ангажированными любителями похоливарить о том, что же на самом деле круче 3DLP (DLP), LCD (3LCD), LCOS или 3LED не буду. В связи с разными задачами, которые ставятся перед проекторами, преимущества той или иной технологии определяют выбор, а в премиум сегменте недостатки технологий нивелированы чуть менее чем полностью. Могу лишь отметить, что несколько чипов лучше, чем один, так как позволяют увеличить качество изображения по целому ряду параметров.

DLP и 3DLP — чемпионы по контрасту

Достоинства DLP:

Высокий уровень контрастности, реалистичный черный;
Высокие возможности настойки цветопередачи;
Самый широкий ассортимент моделей и производителей, среди представленных на рынке;
Более приемлем для создания домашних кинотеатров, в связи с более реалистичной передачей картинки;
В старших линейках нет оптических искажений;
Не требует дополнительного обслуживания, защищен от пыли;
Могут быть эффективно использованы для игр и 3D.

Недостатки DLP:

Достаточно низкая яркость (особенно значения т.н. цветовой яркости)бюджетных моделей, которая проигрывает другим технологиям;
В бюджетных моделях проявляется моделях эффект радуги;
Изображение одночиповых DLP проекторов мерцает, что заметно при съемке видео и может быть более утомительным для зрения;
Более высокая стоимость решений с изображением высокого качества.

Фактически все недостатки, кроме высокой стоимости, одноматричных DLP не касаются проекторов с тремя чипами, т.н. 3 DLP, которые при этом сохраняют высокую контрастность, как одно из главных преимуществ.

3LCD –лидеры яркости цвета

Достоинства 3LCD:

Высокая яркость при сравнении младших линеек;
Как правило, выше удобство при настройке оптики;
Некоторые из бюджетных моделей могут использоваться в незатемненных помещениях;
По соотношению цена/результат идеальны для применения в качестве офисного презентационного проектора и учебного проектора для небольших аудиторий;
В бюджетных линейках обеспечивают более реалистичную цветопередачу (кроме черных и серых тонов)

Недостатки 3LCD:

Ограниченный ассортимент, монополия на использование технологии;
Низкая контрастность, нереалистичный (серый) черный;
Уязвимость перед пылью, необходимость замены фильтров специалистом;
Артефакты (вогнутость вверху) заметные на экранах с большой диагональю;
Появление артефактов (шлейфов) при воспроизведении динамичных сцен в играх и 3D.

В старших линейках решена проблема низкой контрастности (технология C2Fine)

LCOS — дорогая «золотая середина»

Достоинства LCOS

У LCoS превосходит LCD и DLP по максимально доступному разрешению;
За счет размещения управляющих элементов за светоотражающим слоем избавлены от эффекта «гребенки» характерного для LCD (3LCD);
КПД технологии выше, чем у LCD (3LCD);
Коэффициент заполнения (отношение рабочей площади к общей площади матрицы) у LCoS выше, чем DLP и LCD-проекторов;
За счет использования охлаждающей подложки, устойчивость LCoS-чипов к температуре выше, чем DLP- и LCD-матрицы, что позволяет создавать более мощные устройства, рассчитанные для инсталляций;
Контрастность и черный лучше, чем у LCD;
Не мерцает, как DLP;
Время отклика матрицы LCoS меньше, чем у LCD.

Недостатки LCOS:

Представлены только в Hi End и профессиональных сегментах, что закономерно отразилось на цене, бюджетных моделей практически нет;
Технология монополизирована несколькими компаниями, что серьезно отражается на ассортименте продукции;
В старших сегментах практически не имеет преимуществ перед 3 DLP и 3 LCD, кроме устойчивости чипа к нагрузкам, при этом при равном качестве изображения — дороже;
Широко востребованы только для дорогих инсталляций, как техника высокой надёжности.

3LED — победители марафонских дистанций

Достоинства 3 led:

Отсутствие мерцания;
Контрастность выше, чем 3 LCD;
Применение почти вечного источника света;
Отсутствие эффекта радуги и других артефактов;
Высокая надёжность.

Недостатки 3 LED

Низкий уровень яркости;
Шум при работе, достигающий 35 — 40 дБ;
Ограниченный ассортимент: 2 — 3 проектора у немногочисленных производителей;
В ряде случаев нестабильность спектра;
Высокая стоимость немногочисленных решений с высокой яркостью.

Основные характеристики

При выборе проектора стоит учитывать ряд характеристик от которых будет зависеть результат.

Яркость
При необходимости рассчитать световой поток проектора для аудитории или комнаты, освещение в которых соответствует действующим санитарно-гигиеническим нормативам (помещение где можно читать и работать, можно умножить 756 на площадь экрана в квадратных метрах.
Ниже приведена таблица расчёта яркости необходимой проектору в зависимости от площади экрана при освещении достаточном для чтения.

Разрешение
Ниже привожу соответствия стандартов и разрешений в зависимости от формата.

1. Формат изображения 4:3:

VGA (640×480),
SVGA (800×600),
XGA (1024×780),
SXGA (1280×1024),
SXGA+ (1400×1050),
UXGA (1600×1200),
QXGA (2048×1536).

2. Формат изображения 16:9, 16:10, 15:9 или др.:

W XGA (1280×768 либо 1280×780),
HD720 (1280×720),
W VGA (864×480),
W SVGA (1024×576),
Full HD (1920×1080),
WUXGA (1920×1200),
HD 4K (4096×2400).

Равномерность освещения
Редко указываемый параметр, который демонстрирует отношение минимальной периферической освещенности экрана к максимальной в центре. В проекторе для просмотра кино и игр и в профессиональных устройствах значение равномерности должно превышать 70%.

И ещё немного о контрасте
Контраст оказывает максимальное влияние на качество изображения в затемненных помещениях. Во многом, поэтому высококонтрастные модели проекторов используют как элемент систем для домашних кинотеатров. При необходимости получить различимое изображение в освещенных интерьерах следует опираться на яркость.

Сухой остаток — что и кому

Как я уже отметил, люди, которые приобретают проекторы редко представляют, какой именно им нужен, чем иногда пользуются не слишком порядочные продавцы.

Начну с учебных заведений, где проектор позволяет демонстрировать презентации и учебные фильмы. Требования к качеству минимальны, при этом, как правило, есть требования к цене и в ряде случаев к яркости. Для помещений, где возможно затемнение подойдут одночиповые DLP, 3 LED или 3 LCD проекторы и с яркостью 700 — 1000 ANSIlm, в помещениях, где с затемнением есть проблемы, нужен более мощный световой поток, соответственно, от 1000 ANSIlm и выше. Как правило, в соотношении яркость/цена побеждают 3 LCD проекторы. При этом для помещений с возможностью затемнения DLP считаются более предпочтительными.

Выбор бизнес проектора для презентаций также будет связан с условиями работы и задачами, с той лишь разницей, что, как правило, для бизнеса необходимо более высокое разрешение (HD), соответственно возрастёт стоимость.

Для профессиональных презентаций и длительной работы могут применяться лазерные и гибридные 3 DLP, 3 LCD и LCOS проекторы, которые обеспечивают длительную работу и высококачественное изображение, как правило, с FullHD и UHD разрешением. Значения светового потока в подобных проекторах, рассчитанных на работу в освещённых помещениях, а также днём на улице может достигать 20 000 ANSIlm.

Не смотря на жесткую конкуренцию со стороны ЖК-телевизоров и плазменных панелей, проекторы перестают быть экзотикой дома. Для домашних кинотеатральных и игровых систем большинство экспертов рекомендует DLPи 3DLP проекторы, так как последние меньше искажают картинку и значительно эффективнее работают в 3D режиме.

Наиболее привлекательными и перспективными источниками света в проекторах являются лазеры и светодиоды, которые при прочих равных условиях дают фору остальным в эксплуатационном ресурсе. Эксперты утверждают, что за ними будущее и это будущее уже рядом. По расчетам ряда производителей от газоразрядных ламп откажутся в ближайшие 10 лет.

Материал построен на комментариях экспертов pult.ru, использованы графические материалы сайтов: myprojector.ru, projector-lamps.ru, viking.ru, giga-line.ru, stereo.ru

P.S. Стоимость проекторов в зависимости от назначения варьируется в очень широких пределах, в нашем каталоге представлены проекторы от 19790 до 10 452 850. Если говорить об учебном, офисном, средняя стоимость последнего (в зависимости от характеристик и использованной технологии) варьируется в пределах от 19790 до 300 000. В случае с оборудованием для домашних кинотеатров и игр если и не затрагивать профессиональные и HI END линейки, то средняя стоимость такого проектора будет около 90 000 — 150 000 (опять же в зависимости от характеристик и использованной технологии). Представленные сведения о ценах достаточно условны, цена во многом зависит от производителя, функций, конструкции и возможностей устройства.