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投影机关键技术指标逐个分析之二 [投影机应用技巧]
2005-2-2 11:51:00 文/pro

投影距离

  投影距离是指投影机镜头与屏幕之间的距离,一般用米来作为单位。在实际的应用当中,在狭小的空间要获取大画面,需要选用配有广角镜头的投影机,这样就可以在很短的投影距离获得较大的投影画面尺寸;在影院和礼堂的环境投影距离很远的情况下,要想获得合适大小的画面,就需要选择配有远焦镜头的投影机,这样就可以在较远的投影距离也可以获得合适的画面尺寸,不至于画面太大而超出幕布大小。普通的投影机为标准镜头,适合大多数用户使用。

色彩数

  色彩数就是屏幕上最多显示多少种颜色的总数。对屏幕上的每一个像素来说,256种颜色要用8位二进制数表示,即2的8次方,因此我们也把256色图形叫做8位图;如果每个像素的颜色用16位二进制数表示,我们就叫它16位图,它可以表达2的16次方即65536种颜色;还有24位彩色图,可以表达16,777,216种颜色。现在大多数投影机都支持24位真彩色。

电视制式

  视频信号是一种模拟信号,由视频模拟数据和视频同步数据构成,用于接收端正确地显示图像。信号的细节取决于应用的视频标准或者“制式”--NTSC(美国全国电视标准委员会,National Television Standards Committee)、PAL(逐行倒相,Phase Alternate Line)以及SECAM(顺序传送与存储彩色电视系统,法国采用的一种电视制式,SEquential Couleur Avec Memoire)。在PC领域,由于使用的制式不同,存在不兼容的情况。就拿分辨率来说,有的制式每帧有625线(50Hz),有的则每帧只有525线(60 Hz)。后者是北美和日本采用的标准,统称为NTSC。通常,一个视频信号是由一个视频源生成的,比如摄像机、VCR或者电视调谐器等。为传输图像,视频源首先要生成—个垂直同步信号(V SYNC)。这个信号会重设接收端设备(PC显示器),保征新图像从屏幕的顶部开始显示。发出VSYNC信号之后,视频源接着扫描图像的第一行。完成后,视频源又生成一个水平同步信号,重设接收端,以便从屏幕左侧开始显示下一行。并针对图像的每一行,都要发出一条扫描线,以及一个水平同步脉冲信号。

  另外,NTSC标准还规定视频源每秒钟需要发送30幅完整的图像(帧)。假如不作其它处理,闪烁现象会非常严重。为解决这个问题,每帧又被均分为两部分,每部分2 62.5行。一部分全是奇数行,另一部分则全是偶数行。显示的时候,先扫描奇数行,再扫描偶数行,就可以有效地改善图像显示的稳定性,减少闪烁。目前世界上彩色电视主要有三种制式,即NTSC、PAL和SECAM制式,三种制式目前尚无法统一。我国采用的是PAL-D制式。一般等离子都兼容以上的电视制式。

输入端子

  VGA输入:VGA 接口采用非对称分布的15pin 连接方式,其工作原理:是将显存内以数字格式存储的图像( 帧) 信号在RAMDAC 里经过模拟调制成模拟高频信号,然后再输出到投影机成像,这样VGA信号在输入端( 投影机内) ,就不必像其它视频信号那样还要经过矩阵解码电路的换算。从前面的视频成像原理可知VGA的视频传输过程是最短的,所以VGA 接口拥有许多的优点,如无串扰无电路合成分离损耗等。

  DVI输入:DVI接口主要用于与具有数字显示输出功能的计算机显卡相连接,显示计算机的RGB信号。DVI(Digital Visual Interface)数字显示接口,是由1998年9月,在Intel开发者论坛上成立的数字显示工作小组(Digital Display Working Group简称DDWG),所制定的数字显示接口标准。
DVI数字端子比标准VGA端子信号要好,数字接口保证了全部内容采用数字格式传输,保证了主机到监视器的传输过程中数据的完整性(无干扰信号引入),可以得到更清晰的图像。

  标准视频输入(RCA):也称AV 接口,通常都是成对的白色的音频接口和黄色的视频接口,它通常采用RCA(俗称莲花头)进行连接,使用时只需要将带莲花头的标准AV 线缆与相应接口连接起来即可。AV接口实现了音频和视频的分离传输,这就避免了因为音/视频混合干扰而导致的图像质量下降,但由于AV 接口传输的仍然是一种亮度/色度(Y/C)混合的视频信号,仍然需要显示设备对其进行亮/ 色分离和色度解码才能成像,这种先混合再分离的过程必然会造成色彩信号的损失,色度信号和亮度信号也会有很大的机会相互干扰从而影响最终输出的图像质量。AV还具有一定生命力,但由于它本身Y/C混合这一不可克服的缺点因此无法在一些追求视觉极限的场合中使用。

  S视频输入:S-Video具体英文全称叫Separate Video,为了达到更好的视频效果,人们开始探求一种更快捷优秀清晰度更高的视频传输方式,这就是当前如日中天的S-Video(也称二分量视频接口),Separate Video 的意义就是将Video 信号分开传送,也就是在AV接口的基础上将色度信号C 和亮度信号Y进行分离,再分别以不同的通道进行传输,它出现并发展于上世纪9 0 年代后期通常采用标准的4 芯(不含音效) 或者扩展的7 芯( 含音效)。带S-Video接口的显卡和视频设备( 譬如模拟视频采集/ 编辑卡电视机和准专业级监视器电视卡/电视盒及视频投影设备等) 当前已经比较普遍,同AV 接口相比由于它不再进行Y/C混合传输因此也就无需再进行亮色分离和解码工作,而且使用各自独立的传输通道在很大程度上避免了视频设备内信号串扰而产生的图像失真,极大地提高了图像的清晰度,但S-Video 仍要将两路色差信号(Cr Cb)混合为一路色度信号C,进行传输然后再在显示设备内解码为Cb 和Cr 进行处理,这样多少仍会带来一定信号损失而产生失真(这种失真很小但在严格的广播级视频设备下进行测试时仍能发现) ,而且由于Cr Cb 的混合导致色度信号的带宽也有一定的限制,所以S -Video 虽然已经比较优秀但离完美还相去甚远,S-Video虽不是最好的,但考虑到目前的市场状况和综合成本等其它因素,它还是应用最普遍的视频接口。

  视频色差输入:目前可以在一些专业级视频工作站/编辑卡专业级视频设备或高档影碟机等家电上看到有YUV YCbCr Y/B-Y/B-Y等标记的接口标识,虽然其标记方法和接头外形各异但都是指的同一种接口色差端口( 也称分量视频接口) 。它通常采用YPbPr 和YCbCr两种标识,前者表示逐行扫描色差输出,后者表示隔行扫描色差输出。由上述关系可知,我们只需知道Y Cr Cb的值就能够得到G 的值( 即第四个等式不是必要的),所以在视频输出和颜色处理过程中就统一忽略绿色差Cg 而只保留Y Cr Cb ,这便是色差输出的基本定义。作为S-Video的进阶产品色差输出将S-Video传输的色度信号C分解为色差Cr和Cb,这样就避免了两路色差混合解码并再次分离的过程,也保持了色度通道的最大带宽,只需要经过反矩阵解码电路就可以还原为RGB三原色信号而成像,这就最大限度地缩短了视频源到显示器成像之间的视频信号通道,避免了因繁琐的传输过程所带来的图像失真,所以色差输出的接口方式是目前各种视频输出接口中最好的一种。

  BNC 端口输入:通常用于工作站和同轴电缆连接的连接器,标准专业视频设备输入、输出端口。BNC电缆有5个连接头用于接收红、绿、蓝、水平同步和垂直同步信号。BNC接头有别于普通15针D-SUB标准接头的特殊显示器接口。由R、G、B三原色信号及行同步、场同步五个独立信号接头组成。主要用于连接工作站等对扫描频率要求很高的系统。BNC接头可以隔绝视频输入信号,使信号相互间干扰减少,且信号频宽较普通D-SUB大,可达到最佳信号响应效果。

  RS232C串口:RS-232C标准(协议)的全称是EIA-RS-232C标准,其中EIA(Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会,RS(ecommeded standard)代表推荐标准,232是标识号,C代表RS232的最新一次修改(1969),在这之前,有RS232B、RS232A。。它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。常用物理标准还有有EIA�RS-232-C、EIA�RS-422-A、EIA�RS-423A、EIA�RS-485.这里只介绍EIA�RS-232-C(简称232,RS232)。计算机输入输出接口,是最为常见的串行接口,RS-232C规标准接口有25条线,4条数据线、11条控制线、3条定时线、7条备用和未定义线,常用的只有9根,常用于与25-pin D-sub端口一同使用,其最大传输速率为20kbps,线缆最长为15米。RS232C端口被用于将计算机信号输入控制投影机。

  音频输入接口:可将计算机、录像机等的音频信号输入进来,通过自带扬声器播放。

  HDMI接口:这是最新研发的接口,性能得到进一步提升,不仅可以满足一般用户的需求,就连发烧友级的要求也能满足。最高传输速度是3.95GBPS,支持HDTV信号的无压缩传输,并支持8声道96KHZ或1个声道的192KHZ数字伴音。这样就可以使用一根线完成高清晰度图像和数字伴音的传播。


输出端子

  VGA输出:VGA 接口采用非对称分布的15pin 连接方式,其工作原理:是将显存内以数字格式存储的图像( 帧) 信号在RAMDAC 里经过模拟调制成模拟高频信号,然后再输出到投影机成像,这样VGA信号在输入端( 投影机内) ,就不必像其它视频信号那样还要经过矩阵解码电路的换算。从前面的视频成像原理可知VGA的视频传输过程是最短的,所以VGA 接口拥有许多的优点,如无串扰无电路合成分离损耗等。有些投影机可以通过先由VGA接口先将计算机信号输入,然后再有VGA接口输出到显示器或者其他的显示设备同步显示。

投影机灯泡

  目前的采用的光源主要包括:UHP灯(超能灯)、UHE灯和金属卤素灯

  UHP灯泡是一种理想的冷光源,但由于价格较高,一般应用于高档投影机上。UHP灯产生冷光,外形小巧,在相同功耗下,能产生大光量,寿命较长,当衰竭时,即刻熄灭。优点是使用寿命长,一般可以正常使用4000小时以上,亮度衰减很小。

  荷兰飞利浦公司于1995年首先开发成功一种超高压汞灯,极距约1.3mm,功率100瓦。在灯工作时,汞蒸气压可达200个大气压。由于汞蒸气压愈高,灯的亮度也越高,而且汞原子谱线宽度变大,分子连续谱与带电粒子复合光谱也更强,特别是595nm以上的红光辐射随灯内工作压强的升高而增强,从而使灯的显色性提高。由于该灯放电时电极处于极高的温度,会造成钨材料蒸发并沉积在球壁上造成光衰,现通过在工艺上对灯内充入微量氧一卤素,有效清洁泡壳,使灯的寿命达12000小时。

  UHP光源的电弧亮度能超过小面积高效投影装置所需的1Gcd/m2,为了达到更好的集光效果,近年来UHP光源的电弧极距减少到1.0mm,其寿命达10000小时以上,功率为200瓦,配备于投影仪产品,重量仅4公斤,体积不到2升,便于携带,其屏幕照度超过1100流明,能够达到明亮的XGA显示水平。

  UHE灯泡也是一种冷光源,UHE灯泡是目前中档投影机中广泛采用的理想光源。优点是价格适中,在使用4000小时以前亮度几乎不衰减。

  金属卤素灯泡发热高,对投影机散热系统要求高,不宜做长时间(4小时以上)投影使用。金属卤素灯产生暖光,要求较大功率才能产生与UHP灯同等的光度,使用寿命较短,与UHP灯不同的是,金属卤素灯坏时表现为渐渐熄灭。金属卤素灯泡的优点是价格便宜,缺点是半衰期短,一般使用1000小时左右亮度就会降低到原先的一半左右。

工作噪音

  投影机工作时由于风扇高速转动散热带来的噪音,有时被认做是一个很大的干扰,尤其是会议、教学的进行中,还有家庭欣赏影片的时候,用户希望低噪音的宁静操作。既要保持良好的散热,又要尽可能降低噪音。投影机所产生的噪音会使人心烦意乱,各厂商都在极力降低噪音。建议购买正常工作状态下散热噪音不超过35分贝的投影机。

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