8k激光電視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用分析

石天澤 中央電視臺(tái)

一、引言

當(dāng)下，電視行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)異常激烈，電視企業(yè)開始尋求新的發(fā)展契機(jī)。一方面在技術(shù)上實(shí)力比拼，AI、8K等層出不窮；另一方面，在電視屏幕上也不斷更新，曲面、全面屏、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)、量子點(diǎn)、激光等賣點(diǎn)十足。值得一提的是，近年來激光電視的關(guān)注度與日俱增，大勢(shì)所趨已成定局。隨著近年智能電視的蓬勃發(fā)展，電視機(jī)這個(gè)家電再次回歸到家庭娛樂中心。雖然目前市面上4K片源依然供應(yīng)不足，不過這并沒有阻擋消費(fèi)者對(duì)于4K的青睞。同時(shí)無(wú)論是供應(yīng)鏈還是主流廠商，都對(duì)8K市場(chǎng)充滿了期待。京東方、LG、富士康等顯示屏面板廠商，都已開始進(jìn)行8K面板的布局。在2019年國(guó)際消費(fèi)類電子產(chǎn)品展覽會(huì)上，索尼，LG、三星等主流電視廠商也都推出了旗下8K電視，相信8K電視在今后會(huì)進(jìn)入到較快發(fā)展的階段。

8K顯示分辨率是藍(lán)光影片清晰度的16倍，顯示效果相當(dāng)震撼，但8K片源依然是一個(gè)硬傷。不過對(duì)于這個(gè)問題，各個(gè)廠商也推出了相應(yīng)的解決方案，通過軟件算法將2K、4K分辨率的視頻升級(jí)到8K，無(wú)限接近8K畫質(zhì)。實(shí)際效果如何，需要等待市場(chǎng)的檢驗(yàn)。8K似乎已經(jīng)成為激光電視新品的標(biāo)配，眾多品牌不約而同地展出8K激光電視產(chǎn)品或者上市8K激光電視新品，8K激光電視將進(jìn)入快速普及時(shí)代。

二、8k激光電視系統(tǒng)概述

眾所周知，作為家中客廳娛樂視聽中心，人們追求更大、更清晰的電視產(chǎn)品的欲望是永無(wú)止境的。當(dāng)大尺寸的電視產(chǎn)品價(jià)格過于昂貴，而傳統(tǒng)的投影機(jī)又有著諸如燈泡壽命、投射亮度等致命的顯示問題時(shí)，激光投影電視就作為一種新穎的解決方案，被廠商搬上臺(tái)面。其實(shí)，激光電視早在20世紀(jì) 90年代就已經(jīng)有了雛形，2006年三菱推出40英寸激光電視樣機(jī)，2007年索尼再次高調(diào)推出60英寸激光電視樣機(jī)，2007年美國(guó)國(guó)際消費(fèi)電子展上，索尼和三菱分別展出了55英寸、40英寸的激光電視樣機(jī)。但是因銷量不佳、技術(shù)瓶頸等原因，幾家國(guó)際電子巨頭相繼退出了激光電視市場(chǎng)[1]。的確，激光電視存在這樣那樣的痛點(diǎn)，比如激光電視價(jià)格過高，讓消費(fèi)者的接受度比較低。盡管激光電視已從幾年前的6萬(wàn)-8萬(wàn)元，降到現(xiàn)在的3萬(wàn)左右，價(jià)格已經(jīng)有了很大程度的降幅，單對(duì)普通消費(fèi)者來說購(gòu)買萬(wàn)元的產(chǎn)品還是有些吃力。而且，激光電視不能碰，安裝很困難，激光電視畫面的大小，以及畫面邊緣和幕布的吻合，全靠激光電視位置來確定，因此一旦激光電視的位置挪動(dòng)了，用戶就需要重新調(diào)整畫面邊緣和幕布的位置。這個(gè)過程并非想象的那么簡(jiǎn)單，尤其是對(duì)于投影機(jī)不太熟悉的用戶，反射式超短焦的投射方式，導(dǎo)致了激光電視畫面并非呈現(xiàn)周正的矩形，激光電視在調(diào)整的時(shí)候可能要配合梯形校正等功能，因此激光電視的調(diào)節(jié)過程比較繁瑣。另外，人們?cè)鴮?duì)激光電視的安全性有些擔(dān)憂[2]。雖然激光電視的安全性已經(jīng)過檢驗(yàn)，很多國(guó)家機(jī)構(gòu)都確認(rèn)正常觀看激光電視不會(huì)對(duì)用戶的眼睛造成物理傷害，但是很多小孩由于存在不良習(xí)慣，離電視鏡頭過近，可能會(huì)對(duì)眼睛造成一定的傷害。

激光電視雖然不是什么新產(chǎn)物，但是在彩電行業(yè)一直未成主流，市場(chǎng)占有率甚至不如OLED電視。不過，隨著激光電視技術(shù)的日益成熟、以及越加迎合當(dāng)下消費(fèi)者的口味。激光電視能輕松實(shí)現(xiàn)大屏影院級(jí)體驗(yàn)，而對(duì)于傳統(tǒng)液晶電視，更大的尺寸就意味更高的成本，更多的技術(shù)瓶頸。所以在家用大屏體驗(yàn)上，激光電視擁有著傳統(tǒng)液晶電視無(wú)法比擬的性價(jià)比。另外，由于成像技術(shù)不同，激光電視觀影時(shí)對(duì)于眼睛的疲勞損耗也要小于傳統(tǒng)液晶電視。在成像效果方面，激光電視利用半導(dǎo)體泵浦固態(tài)激光工作物質(zhì)，色域覆蓋率理論上可以高達(dá)人眼色域范圍的90%以上。

當(dāng)前，電視市場(chǎng)已經(jīng)進(jìn)入8K時(shí)代，2019年是8K電視市場(chǎng)元年，所有的電視大廠都展出8K電視，部分廠商甚至已經(jīng)開始銷售8K電視。激光電視廠商也不甘落后，正在積極研發(fā)8K激光電視。海信曾在2018年中國(guó)家電及消費(fèi)電子博覽會(huì)(AWE2018)上展出過300英寸8K激光電視，充分顯示超大屏高分辨率激光電視的優(yōu)勢(shì)，這是液晶電視無(wú)法匹敵的[3]。目前已完成4K分辨率單芯片方案原型機(jī)，正在啟動(dòng)8K分辨率顯示方案研究。上游廠商正在嘗試攻克8K技術(shù)難題，希望盡快推出8K硅基液晶(LCOS)顯示芯片解決方案。8K 數(shù)字光處理(DLP)顯示芯片也在研發(fā)中，預(yù)計(jì)2020年左右會(huì)推出8K原型機(jī)。如果國(guó)內(nèi)8K LCOS技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破，中國(guó)真正擁有了激光顯示全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)，技術(shù)上不再受限于歐美芯片廠商，而且LCOS繼承了LCD光閥的全部技術(shù)，但結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，光效更高，再加上液晶制造在像素上的優(yōu)勢(shì)，8K分辨率 LCOS產(chǎn)品比數(shù)字微鏡器件(DMD)產(chǎn)品更具有優(yōu)勢(shì)。屆時(shí)激光電視不僅在抗光幕而且在整機(jī)上的價(jià)格都有不少的下降空間。雖然現(xiàn)在激光電視和液晶電視相比還有點(diǎn)差距，但是隨著技術(shù)的突破，這種差距將逐漸縮小，并且激光電視擁有超大屏、護(hù)眼獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，再加上入局廠家眾多，競(jìng)爭(zhēng)激烈，激光電視降價(jià)空間可觀。光電視具有智能系統(tǒng)，激光電視的系統(tǒng)也做了升級(jí)，傳統(tǒng)的投影機(jī)需要輸出設(shè)備，激光電視本身就內(nèi)置了智能系統(tǒng)[4]。擁有這個(gè)智能系統(tǒng)之后，可以實(shí)現(xiàn)在線觀看電視劇、電影以及綜藝節(jié)目等等。并且智能系統(tǒng)還支持投屏功能，手機(jī)上的內(nèi)容可以投射到大屏之上，觀看內(nèi)容的豐富程度不用太擔(dān)心。綜合來看，激光電視已經(jīng)較為成熟。

三、8k激光電視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

激光電視機(jī)身小巧，搭配100英寸的屏幕就可以構(gòu)成百吋屏幕，甚至還可以打造120英寸的屏幕，大小由己，豐儉由人。很多人不了解激光電視，雖然它是投影機(jī)的原理，但是其反射式成像的原理，大大縮減了成像距離，只要幾十厘米就可以投射百吋畫面，考慮激光電視本身的機(jī)身寬度，可以說產(chǎn)品貼著墻放置就可以。此外，激光電視光源不需要擔(dān)心壽命問題，可以應(yīng)用上萬(wàn)小時(shí)。激光電視的光源壽命還很長(zhǎng)，激光光源幾萬(wàn)小時(shí)也沒壓力，一天8小時(shí)也可以使用好幾年，這一點(diǎn)不用擔(dān)心，其和液晶電視的壽命相比并不差，并且現(xiàn)在很多激光電視品牌的保修政策也很好，壞了可以立即送修。抗光幕可以一定程度上屏蔽環(huán)境光[5]，激光電視的抗光幕也是必須要了解的地方，其可以屏蔽環(huán)境光，這樣即便是晚上開燈觀看，也毫無(wú)壓力，不會(huì)出現(xiàn)普通投影機(jī)開燈畫面就泛白的情況。激光電視由于有抗光幕的存在，畫面顏色表現(xiàn)良好，同時(shí)不用擔(dān)心亮度不給力的情況，當(dāng)然如果是中午正對(duì)著陽(yáng)光還是不太行的。

在電視面板顯示技術(shù)設(shè)計(jì)方面，OLED、量子點(diǎn)發(fā)光二極管(QLED)、微型發(fā)光二極管(Micro Led)是高端電視面板顯示技術(shù)。在這三種顯示技術(shù)中，Micro Led是距離消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)最遠(yuǎn)的，QLED和OLED具有一定的競(jìng)爭(zhēng)性，但市場(chǎng)似乎更偏向OLED，而三星的QLED還有太多的問題需克服。OLED顯示技術(shù)的日益成熟，更多廠商加入OLED陣營(yíng)，面板供應(yīng)鏈OLED生產(chǎn)線的逐步竣工，是OLED逆勢(shì)而上的良好前兆。目前國(guó)內(nèi)OLED的普及滲透率遠(yuǎn)不如美日等發(fā)達(dá)國(guó)家，這也是預(yù)示著OLED電視有著相當(dāng)大的提升空間。在電視行業(yè)失傳的3D電影功能也在激光電視上復(fù)活，令人詬病的低分辨率缺點(diǎn)也已修正，目前4K激光電視正逐步打入電視市場(chǎng)。當(dāng)然激光電視也存在需要暗光觀影、需要幕布或是較大顯示區(qū)域等缺點(diǎn)，但權(quán)衡利弊，利大于弊。

在8k激光電視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，對(duì)于顯示技術(shù)的選擇也較為關(guān)鍵。在所有顯示技術(shù)中，三色激光電視能夠最真實(shí)地再現(xiàn)客觀世界豐富的色彩。三色激光電視可以做到完全去除熒光粉輪，RGB三色完全依靠三個(gè)顏色的激光發(fā)出，能夠準(zhǔn)確顯示各種色調(diào)，幾乎100%達(dá)到BT.2020標(biāo)準(zhǔn)。激光顯示被譽(yù)為人類視覺史上的革命，傳統(tǒng)的液晶屏幕只能覆蓋人眼色域范圍的60%，激光顯示其色域覆蓋率可達(dá)到人眼色域范圍的90%。而三色激光顯示是激光顯示方案，其顏色表現(xiàn)力超過了已知的其他顯示方案。業(yè)內(nèi)最高的顯示標(biāo)準(zhǔn)BT2020，目前也只有三色激光顯示能夠達(dá)到。這是全新的光學(xué)電路設(shè)計(jì)，需要解決光路設(shè)計(jì)創(chuàng)新，解決三色激光顯示的效率問題，以及散斑問題等。

在激光電視的光源方面，投影機(jī)的三大要素，光源、鏡頭以及幕布，激光電視都需要。只不過激光電視的光源為激光，而激光可以體用長(zhǎng)效的使用時(shí)間。過去燈泡光源使用幾千個(gè)小時(shí)亮度就明顯降低，這顯然是不太給力的;同時(shí)激光光源體積小，并且可以提供高亮的效果，同時(shí)能耗也并不高，可以說光源的升級(jí)是激光電視的發(fā)展的最大基礎(chǔ)。鏡頭上激光電視也具有新的改進(jìn)。傳統(tǒng)投影機(jī)都是正投，也就是投影距離需要三四米才可以實(shí)現(xiàn)100英寸的畫面尺寸。而激光電視采用反射式超短焦的方式，也就是畫面通過幾次反射光路的設(shè)計(jì)，大大的縮減投影距離。目前只要40厘米就可以投射百吋的畫面了。普通投影機(jī)也需要配置幕布，但是目前主要反射從正面照射過來的光線。而激光電視因?yàn)槲恢迷谄聊坏南旅妫阅徊嫉膱D層經(jīng)過特殊的優(yōu)化，可以反射斜下方的光源，從而提升正面觀看者的畫面亮度，這種設(shè)計(jì)讓激光電視可以具有更好的抗光效果。此外激光電視還加入了智能系統(tǒng)等設(shè)計(jì)，可以說進(jìn)一步拓展了傳統(tǒng)投影機(jī)的含義，讓家用投影機(jī)開始具有更廣泛的競(jìng)爭(zhēng)力。

四、8k激光電視系統(tǒng)的應(yīng)用分析

對(duì)于8k激光電視系統(tǒng)的應(yīng)用，海信首度亮相的85吋8K智慧大屏電視引起了人們的廣泛關(guān)注，這款電視擁有主屏和輔屏兩個(gè)屏幕，主屏用于播放內(nèi)容，85吋超大屏幕加之8k分辨率帶來的視覺效果相當(dāng)震撼。置于底部的輔屏主要起到交互作用，可隨時(shí)回應(yīng)用戶需求的語(yǔ)音指令，還能推送影片介紹等即時(shí)信息。作為家庭智能中樞，輔屏還能控制家電設(shè)備等，交互功能十分強(qiáng)大。電視行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)一定不是價(jià)格戰(zhàn)，而是高端大屏。海信在中國(guó)國(guó)內(nèi)推出全球首臺(tái)疊屏電視，相比于此前在國(guó)內(nèi)發(fā)布的65吋疊屏電視，本次將疊屏尺寸提高到了75吋，而且還支持8K超高清畫質(zhì)。該款電視創(chuàng)造性地使用采用下兩塊面板的疊屏顯示方案，一屏還原色彩，一屏精控明暗，并通過獨(dú)特的算法和5顆畫質(zhì)芯片等技術(shù)，將液晶顯示對(duì)比度提升至1:100000以上，實(shí)現(xiàn)電視畫質(zhì)指數(shù)級(jí)的提升，徹底打開了液晶顯示技術(shù)的天花板。

屏幕發(fā)聲激光電視是在三色激光電視之后，在激光顯示領(lǐng)域的又一次技術(shù)突破。這款激光電視屏幕的不同位置都能相對(duì)獨(dú)立發(fā)聲，加之激光電視特有的大尺寸優(yōu)勢(shì)，能夠達(dá)到清晰的聲音定位感，另外其40-18KHz全頻響覆蓋，讓電視不用揚(yáng)聲器就能展現(xiàn)出立體音場(chǎng)。這款激光電視最大優(yōu)勢(shì)是可以帶來“音畫合一”的臨場(chǎng)感，另外其發(fā)聲效果也優(yōu)于傳統(tǒng)的電視內(nèi)置音響。科技無(wú)疑還會(huì)不斷發(fā)展，新技術(shù)也正在不斷涌現(xiàn)。在這樣的快速更迭中，傳統(tǒng)電視行業(yè)的未來似乎難以捉摸。至2018年底，市場(chǎng)主流的智能電視基本都內(nèi)置了AI語(yǔ)音助手，支持語(yǔ)音交互智能操作、AI識(shí)圖、問題解答等功能，技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。另外，以手機(jī)為中心的智能家庭物聯(lián)網(wǎng)，發(fā)展的也是如火如荼，所以普及物聯(lián)網(wǎng)電視的時(shí)機(jī)已經(jīng)日趨成熟。物聯(lián)網(wǎng)電視能通過電視開關(guān)空調(diào)、電風(fēng)扇、熱水器等家電設(shè)備。不僅如此，還能連接家中的攝像頭，實(shí)時(shí)傳送監(jiān)控畫面。如果有人進(jìn)入你的“監(jiān)控區(qū)”，電視機(jī)也會(huì)收到消息推送。物聯(lián)網(wǎng)電視的發(fā)展并不會(huì)和目前主流的手機(jī)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)發(fā)生沖突，兩者是同步并行的關(guān)系，也就是多了一種控制智能設(shè)備的途徑。

大畫面意味著更為強(qiáng)烈的臨場(chǎng)感和更為震撼的體驗(yàn)，在消費(fèi)升級(jí)大趨勢(shì)下，現(xiàn)在的家庭用戶愈發(fā)渴求大屏觀影，而激光電視很好地迎合了大家的實(shí)際需求，百吋大屏也就成了它的核心賣點(diǎn)。同時(shí)，對(duì)于激光電視雖然不傷眼，但亮度不夠，影響觀看體驗(yàn)的誤區(qū)，海信也給出了回應(yīng)。以海信4K激光電視L5系列為例，其可以達(dá)到400尼特的高亮度水平，完全不遜色于液晶電視。更重要的是，不僅具備家庭各種場(chǎng)景下適宜的亮度水平，海信L5還具備液晶電視不具備的健康護(hù)眼功能，真正實(shí)現(xiàn)了好看不傷眼的效果。

五、結(jié)論

由于其靈活性和便攜性，激光電視越來越受到大眾的歡迎，激光電視系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)超短焦投影光學(xué)元件的集成，這幫助激光電視能夠在距離屏幕或墻面幾英寸的位置上投射出大幅、明亮的圖像。雖然激光電視可以將大幅圖像投射到幾乎任意表面上，但若能與高性能屏幕配對(duì)使用，則可以實(shí)現(xiàn)最佳的圖像質(zhì)量。通過wi-fi和智能連通性，用戶能夠以流媒體的形式播放最新電視節(jié)目和在線電影。此外，它緊湊小巧的外形尺寸方便用戶在不同房間中使用，并且在用戶打算改變房間的裝飾風(fēng)格或?qū)⒃燃す怆娨曀伎臻g用于其它用途時(shí)，便于激光電視隱藏起來。