В большинстве приложений системы DLP являются прямыми конкурентами жидкокристаллических экранов. Обычно DLP обеспечивает более высокую контрастность (до 5000:1, в то время как жидкокристаллические экраны — до 800:1) и лучше воспроизводит черный цвет

Когда вы впервые слышите о технологии цифровой обработки света (digital light processing, DLP), она представляется невероятно сложной, даже мистической — миллионы крошечных зеркал размещены на микросхеме размером с ноготь большого пальца. Для создания цифрового изображения каждое из зеркал должно перемещаться тысячи раз в секунду. Фактически DLP (эта торговая марка принадлежит компании Texas Instruments) придает новый смысл известному словосочетанию smoke and mirrors («дым и зеркала»), переводя его в разряд компьютерных технологий.

Как работает DLP

По сути, DLP представляет собой реализацию на уровне нанотехнологий старого способа пересылки сигналов с просьбой о помощи с использованием зеркал — цель его заключается в том, чтобы передать в нужном направлении управляемую серию световых импульсов, в которых зашифровано сообщение. Зеркало в данном случае является составной частью оптического полупроводника, называемого цифровым микрозеркальным устройством (digital micromirror device, DMD). Микросхема DMD содержит не один отражатель, а целый массив, объединяющий до 2,1 млн. микроскопических зеркал, которые находятся на расстоянии 1 мкм друг от друга и имеют площадь порядка 16 кв. микрометров (это в пять раз тоньше человеческого волоса).

Микросхема DMD управляется цифровым графическим или видеосигналом, число пикселов которого соответствует числу зеркал. Добавьте сюда источник света и проекционные линзы, и зеркала смогут выводить цифровое изображение на экран или какую-то иную поверхность. Зеркала крепятся на крошечных шарнирах и способны поворачиваться на 12? по направлению к источнику света или от него, формируя на проекционной поверхности светлую или темную точку.

Управляющая электроника выдает команды на поворот зеркала — другими словами, включает или выключает его — с частотой до 5 тыс. раз в секунду. Если зеркало чаще находится во включенном положении, оно отражает светло-серый пиксел. Зеркало, которое чаще пребывает в выключенном состоянии, формирует темно-серую точку. Таким образом, микросхема DLP способна поддерживать до 1024 градаций серого.

Для получения цвета, аналогичного тому, который мы видим на экране телевизора, между источником белого света и микросхемой DMD помещают вращающееся цветное колесо с красным, зеленым и синим фильтрами. Блок управления посылает отдельные сигналы для каждого из трех цветов, а каждое зеркало (т. е. пиксел) включается и выключается по мере поворота фильт?ра между лампой и DMD.

К примеру, для того чтобы отобразить желтый пиксел, зеркало должно отражать на проекционную поверхность только красный и зеленый свет. Чтобы получить фиолетовый цвет, зеркало выключается, когда находится напротив синего фильтра, а синяя и желтая вспышки сменяют друг другу так быстро, что наш мозг смешивает два эти цвета, и мы видим фиолетовую точку. Такой процесс позволяет системе DLP воспроизводить до 16,1 млн. цветов. Старые механизмы DLP включали в себя также очищающий сегмент, который увеличивал яркость за счет цветового насыщения.

В бытовых телевизионных мониторах используется описанная система. Для получения масштабных проекций в кинотеатрах или аудиториях применяются более сложные комплексы, включающие в себя три микросхемы DMD, по одной для каждого из основных цветов, а также оптическая призма. Призма делит белый свет на цветовые составляющие, а затем объединяет три изображения перед тем, как направить их на проекционную линзу. Подобная система, называемая DLP Cinema, способна воспроизводить 35 трлн. цветов.

В большинстве приложений системы DLP являются прямыми конкурентами жидкокристаллических экранов. Обычно DLP обеспечивает более высокую контрастность (до 5000:1, в то время как жидкокристаллические экраны — до 800:1) и лучше воспроизводит черный цвет. Жидкокристаллические экраны позволяют получить более насыщенные цвета. Если поставить жидкокристаллический экран и дисплей DLP рядом, видно, что текст на жидкокристаллическом мониторе отображается чуть более четко. В то же время системы DLP демонстрируют более высокое качество воспроизведения видео, снижая уровень пикселизации, или так называемый «эффект решетки».

История развития DLP

Микросхема DMD была изобретена в 1987 году исследователем компании TI Лари Хорнбеком, который занимался изучением механизмов отражения света с 1977 года. В 1992 году TI приступила к реализации проекта перевода архитектуры DMD на коммерческие рельсы. Годом позже новая технология получила название DLP, и была сформирована отдельная группа (сегодня это подразделение DLP Products) разработки коммерческих проекционных систем.

В 1994 году представители TI впервые продемонстрировали прототип проектора DLP. Новая технология очень быстро была признана перспективной. В 1997 году американская Академия кинематографических искусств и наук выбрала технологию DLP для демонстрации фильмов, номинированных на премию «Оскар», и Голливуд познакомился с технологией DLP на базе трех микросхем.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями