了解4DColorTM技術

光輸出 VS 色彩飽和度

任何高科技產品的設計都需要做出權衡。對數字投影機來說也是如此，如果要突出圖像性能的話，那就要在其他方面作出讓步。投影機最重要的性能指標之一是光輸出量，因為這不但會影響到投影圖像的實際大小，也關系到投影機所能承受的環境光量?？上У氖?，在實際進行投影機設計時，光輸出通常需要為色彩飽和度做出讓步。增強這個參數通常就需要降低另外一個參數。不過作為一項投影新技術，4DColorTM改變了這一規則。

形成一幅彩色圖像

數字投影機顯示的一幅全彩色圖像實際上至少是紅色、綠色和藍色三個圖像的組合。你在圖像中所看到的其他顏色都是由不同數量的三原色組合而成的。（有些投影機還會結合其他的顏色，比如青色、品紅和黃色。）

絕大部分數字投影機都是白色光源，使用的是汞蒸汽燈或是氙短弧燈。這些燈泡發出的光波是從紅外到紫外的連續光譜。光譜的紅外段和紫外段是不可見的，而且對投影機的光學系統是有害的，所以需要首先被過濾掉。其余的可見光通過一組濾光片分為紅、綠、藍三原色。

濾光片通過傳輸某一特定波長——稱為截止波長——以上或以下的光來分離色彩，而其他波長的光就被反射掉了。

在LCD（液晶驅動）投影機中，這些濾光片排列成一串。在一套典型的結構中，首先用一塊傳輸藍光的濾光片，同時把更低波長的光反射掉。而反射的光再通過第二塊濾光片。這塊濾光片的截止波長與第一塊不同，它可以傳輸紅光，反射綠光。再與第一次濾出的色光一起分別傳輸到三個獨立的、圍繞著一塊三棱鏡組件的LCD中。LCD根據圖像的內容調節所接收到的色光。這塊三棱鏡組件再結合調制的圖像，把它們傳輸到投影鏡頭。

色純度

上面介紹了LCD投影機如何創建彩色圖像，這在本質上是正確的，但忽略了一個重要的事實——撞擊到LCD上的顏色是不是“純的”紅色、綠色和藍色——它們都包含了一系列的波長。這一效果可以在CIE色度圖上描繪出來，用x和y坐標來表示顏色。光譜純凈的顏色（彩虹色）的圖形大致上是一條馬蹄鐵形曲線，稱之為光譜軌跡，從紅色一端延伸到藍色一端。這條曲線，連同一條連接紅色和藍色的直線所圍成的區域代表了在不考慮亮度影響的情況下，普通人的視覺能夠感知的所有顏色（圖1）。

投影機使用的紅、綠、藍三原色，在色度圖上投影了特定的坐標。它們一起定義了一個三角形區域，包含的是所有顯示器可以顯示的顏色（忽略亮度），這被稱為“域”。越純的三原色所形成的三角形就越大。把三原色用不同的量混合，形成了各種顏色，它們的飽和度都比三原色低，三角形的中心就是白色，這里是等量的紅、綠、藍的混合。

使用不純的三原色具有同樣的去飽和效果，它們的顏色坐標離開光譜軌跡向白色移動。為了獲得更深度飽和的色光，顯示器必須使用更純的三原色。但是，在采用白色光源的情況下，要實現這一目標通常意味著需要過濾波長——實際上就是去掉光。例如，為了同時得到一個深綠色和深紅色，在綠色和紅色之間的黃光波長通常就要在這兩個顏色通道中去除掉。這就導致了光的損失，在汞蒸汽燈中這種損失特別大，因為這種燈很大一部分光是在黃光區。

4DColorTM如何改變這一規則

如前文所述，傳統的LCD投影機使用了3片LCD，分別用于每種原色，這被稱為“3LCD”技術。4DColorTM技術的投影機增加了第四片LCD。這片LCD的物理位置位于傳統的綠色通道中的綠色LCD之前。不過在4DColorTM投影機中，這個通道也一起發送黃光。在傳統3LCD投影機中，濾光片的截止波長把紅光和綠光分離開，并使紅光的波長更長，結果獲得了更純的紅色。

所有的黃光和綠光都送入到被稱為色彩控制設備的第四片LCD中。對于圖像中的每個像素，色彩控制設備根據像素數據所需要的黃光來決定需要傳輸多少黃光。通過濾出黃光，色彩控制設備也確保了像素上是純粹的綠光，從而產生純的綠色（圖2）。

通過使用第四片LCD，可以產生純的紅色和綠色。這就擴大了投影機的色域——三角形區域內的可顯示顏色——與上一代3LCD投影機相比擴大了20%，也能夠顯示更深的顏色（圖3）。在使用汞蒸汽燈時，因為更好地利用了它發出的黃光，所以也增大了10%左右的光輸出。

因為更深的紅色和綠色，4DColorTM的投影機顯示的色彩具有更高的保真度。這在膚色的顯示上尤為明顯。以前的應用程序在屏幕上需要犧牲色彩飽和度以獲得更高亮度的，現在這兩者可以兼得了。其中一個例子是在用便攜式投影機來向客戶進行銷售展示時，顯示的產品圖像的色彩更忠于實際。

無機材料的優點

4DColorTM技術還采用了無機校準層。在每臺LCD內的這幾層材料控制了液晶分子的方向。LCD通過改變光的偏振角度來調節通過它的光的強度。為了有效地做到這一點，液晶分子需要被精確地調整方向，靠近LCD的前后玻璃面板。這就是校準層的功能。

在舊款的LCD中，這些層是用有機材料制成的。最新的LCD投影機，包括4DColorTM的產品，都用無機材料來代替。對于濾光后所殘留的少量紫外光，這種材料承受度更高，因此顯示的顏色隨著時間的推移也能保持無損。這種采用無機材料的方法也能使液晶分子對得更齊，從而使設備的對比度獲得成倍的提高。這直接轉換為更深的黑色和更飽和的色彩，從而提高了4DColorTM投影機的顏色顯示。

結論

通過在傳統的3LCD投影機中增加第四片LCD，4DColorTM的技術在使用汞蒸氣燈時，可以同時增大20%的色域和10%左右的亮度。此外，在LCD中使用無機校準層大大提高了對比度。它不僅能產生更深的黑色，還能提高色彩還原度，同時確保這些顏色在未來幾年內保持鮮艷。過去，對一個給定級別的投影機，我們只能在更多的亮度和更好的顏色中選擇一個。現在，采用4DColorTM的技術，這兩者可以兼得了。