מקרנים לסרטי קולנוע עברו כברת דרך מאז אבותיהם הידניים מלפני למעלה ממאה שנה. במחצית הראשונה של תולדותיהם, המקרנים הסתמכו אך ורק על סרט פילם כדי לייצר תמונות נעות שיוקרנו על גבי המסך, טכנולוגיה שנשארה בשימוש בבתי קולנוע מסחריים עד שנת 2000 לערך.

[ עדכון אחרון: 18.01.2021 ]

***שימו לב! אנו יבואנים של מקרני קולנוע ביתי (מכירה סיטונאית בעיקר) של מקרנים ומסכי הקרנה ואביזרים.. ( ראו כאן מחירון ומבצעי מקרנים ) כך שאם יש לכם שאלות אתם מוזמנים לפנות אלינו ונעזור לכם בשמחה…

*מעוניינים להתייעץ איתנו ?  חייגו אלינו 050-2288600 או הגיעו אלינו וקבלו ייעוץ ללא תשלום !

בינתיים, מקרני וידיאו מבוססי שפופרת קרן קתודית (CRT) פותחו בשנות החמישים בעזרת CRT אדומות, ירוקות וכחולות המקרינות תמונות וידיאו אלקטרוניות על המסך. חובבי קולנוע ביתי רבים זוכרים את הקופסאות הכבדות והענקיות עם העיניים האדומות, ירוקות וכחולות.

כיום, הפילם הוחלף כמעט לחלוטין במקרני וידיאו דיגיטליים המבוססים על אחת משלוש טכנולוגיות ההדמיה הבאות: LCD, LCoS ו-DLP. כל הטכנולוגיות הללו מציעות יתרונות רבים על פני מקרני פילם ו-CRT – גודל קטן יותר, משקל נמוך יותר, פחות חום וצריכת חשמל יעילה יותר – ולכל אחת מהן היתרונות והחסרונות שלה ביישומים שונים.

במאמר הזה, נסביר כיצד כל טכנולוגיה עובדת ונחשוף את היכולות המרביות שלהן. לאחר מכן, נשווה בין היתרונות והמגבלות שלהן, וכמובן תלוי לאיזה שימוש המקרן מיועד, אם מדובר ב: מקרן סרטים ביתי או מקרן למשרד ואף מקרן המיועד למצגות,  כאשר נקודות המפתח יסוכמו בסוף ברשימה קלה לקריאה. אז חגרו חגורות ובוא לצלול אל תוך עולם ההקרנה הדיגיטלית.

מקרני LCD

טכנולוגיית ההדמיה הדיגיטלית הראשונה שפותחה היא LCD (תצוגת גביש נוזלי). היא הומצאה על ידי ג’ן דולגוף כבר בשנת 1968, אך טכנולוגיית ה-LCD טרם הייתה מפותחת מספיק כדי לשמש להקרנה. רק באמצע שנות ה-80, היא הגיעה לרמה הזאת.

הרעיון בבסיסו הוא פשוט למדי. אור לבן מנורה מתפצל לרכיבים אדומים, ירוקים וכחולים באמצעות מראות דיכרואיות, מהן גלים מסוימים משתקפים ואחרים לא. שלוש המראות הללו ממירות את הצבע הלבן לצבעי היסוד אדום, ירוק וכחול, מהם ניתן להפיק את כל הצבעים (תמונה 1).

תמונה 1: במקרני LCD רבים, אור לבן מנורה מתפצל לרכיבים אדומים, ירוקים וכחולים באמצעות מראות דיכרואיות. שלוש הקרנות הצבעוניות הללו מכוונות לשלושה פאנלי LCD המפיקים את התמונות על פי כל צבע. לאחר מכן, האור משלושת הפאנלים משתלב לכדי תמונה בצבע מלא על גבי המסך. (מקור: אפסון).

בחלק ממקרני ה-LCD, מקור האור הוא לייזר כחול. ברוב מקרני הלייזר, חלק מהאור הכחול מהלייזר פוגע בגלגל מסתובב מצופה זרחן, ממנו יוצא אור צהוב שמתפצל לרכיבים אדומים וירוקים באמצעות מראות דיכרואיות (תמונה 2). שאר אור הלייזר הכחול מכוון למדמה הכחול.

תמונה 2: חלק ממקרני ה-LCD עושים שימוש בלייזרים כחולים כמקור האור. חלק מהאור הכחול מכוון לגלגל מסתובב מצופה זרחן, ממנו יוצא אור צהוב שמתפצל לרכיבים אדומים וירוקים. קרנות אור הלייזר האדומות, ירוקות והשארית הכחולה מכוונים למדמי ה-LCD. (מקור: אפסון).

כך או כך, כל קרן של אור אדום, ירוק וכחול מכוונת למדמה LCD משלה, בגודל של בין 0.55 ל-1 אינץ’ בדרך כלל המוצב באלכסון (תמונה 3) ובו תאים זעירים ושקופים. תאים אלה נשלטים ביחד ולחוד על ידי אותות חשמליים המאפשרים לכמות אור גדולה או קטנה יותר לעבור דרכם בכל רגע נתון. כל תא יכול להיות שקוף, אטום או שקוף למחצה ברמות משתנות בהתאם לאות החשמלית. כאשר כמות האור שעוברת בתאים משתנה, נוצרת תמונה דיגיטלית עבור כל פריים באות הווידיאו.

תמונה 3: להלן שתי דוגמאות של מדמי LCD עם החיבורים הנלווים אליהם. (מקור: אפסון).

המדמה של כל צבע מפיק חלק מהתמונה הסופית המשויכת לאותו הצבע, וזו לרוב נוצרת עבור כל פריים שלם באות הווידיאו. התהליך הזה נקרא מעגל דגימה ושמירה (Sample and hold). ניתן להחליף מדמי LCD מודרניים בקצב מהיר יותר – עד 480 פעמים בשנייה – מה שמאפשר ליצרני מקרנים ליישם תכונות כגון תלת מימד, אינטרפולציה של פריימים ו-UHD ב-Pixel Shift (פירוט על כך בהמשך) במקום להחזיק תמונה אחת במשך כל הפריים.

לאחר שקרנות האור האדומות, הירוקות והכחולות עוברות דרך המדמים המתאימות, הן משולבות באמצעות פריזמה דיכרואית, מוקרנות על גבי המסך דרך העדשה הראשית ויוצרות תמונה בצבע מלא (איור 1).

התאים הבודדים בתמונת LCD נמדדים ברוחב של כ-6 עד 12 מיקרון ומוקפים בקווים אטומים הנושאים את האותות החשמליים השולטים בשקיפות של כל תא ותא. קווים אלה תופסים אחוז מסוים מהשטח הכולל של המדמה שלא ניתן להשתמש בו כחלק מהתמונה. אחוז השטח הכולל שיכול לשמש כחלק מהתמונה – או במילים אחרות, השטח בו נמצאים התאים עצמם – נקרא ה-fill factor, שהוא בערך 80% עד 90% במדמי LCD. כתוצאה מכך, ניתן לראות את הגבולות סביב הפיקסלים ככל שמתקרבים למסך – תופעה שנקראת אפקט דלת המסך. חובבים ותיקים ודאי זוכרים כמה נפוץ היה אפקט דלת המסך במקרני ה-LCD הישנים, בעלי הרזולוציה הנמוכה, אך מדמי ה-1080p של ימינו צמצמו משמעותית את התופעה במסכי קולנוע ביתית טיפוסיים.

מאפיין חשוב נוסף בכל מדמי ההקרנה הדיגיטליים הוא יחס הניגודיות האינהרנטי או הטבעי שלהם – כלומר היחס בין האור הרב ביותר לבין המופחת ביותר שהם יכולים להעביר ללא קשתית דינמית או מקור אור מווסת. אפסון לא מוכנה לחשוף את יחס הניגודיות המקורי של מכשירי ה- LCD שלה, אך ידוע כי טכנולוגיית שיפור ה-UB (Ultra Black) של החברה – המשלבת קשתית דינמית וקיטוב אור להפחתת פיזור האור במנוע – משיגה יחסי ניגודיות ורמות שחור מרשימים בצפייה בתנאים חשוכים כראוי.

לרוב מדמי ה-LCD המודרניים יש רזולוציות של עד 1920×1200 (WUXGA). דגמים של קולנוע ביתי משתמשים בדרך כלל במדמים של 1920×1080 (1080p). רזולוציות גבוהות יותר אפשריות אך נדירות – אני מכיר רק מקרן אחד היום בשוק המשתמש במדמי LCD ברזולוציה מקורית של 3840×2160 (UHD): ה-Epson Pro L12000QNL שיצא לאחרונה ומיועד למקומות גדולים כגון אצטדיונים ואולמות כנסים.

חלק ממקרני ה-LCD לקולנוע ביתי עם מדמי 1080p מדמים רזולוציית UHD עם טכניקת הסטת פיקסלים. הסטת הפיקסלים בדגמים של אפסון היא חלק מחבילה טכנולוגית שהחברה מכנה 4K PRO-UHD. בתהליך הזה, צלחת שבירה אופטית מתנודדת קדימה ואחורה, ומעבירה את התמונה הסופית באלכסון בחצי פיקסל לכל פריים (תמונה 4). מכיוון שניתן להחליף את תאי ה-LCD לרמות שונות של שקיפות הרבה יותר מהר מכל קצב פריימים, כל קבוצה של פיקסלים שמועברת ניתנת לשליטה באופן עצמאי, תוך הכפלה של מספר הפיקסלים בפועל על המסך. בנוסף, הפיקסלים חופפים כך שרשת הפיקסלים צפופה יותר, מה שמפחית עוד יותר את אפקט דלת המסך.

תמונה 4: 4K PRO-UHD של אפסון משתמש בצלחת שבירה אופטית מתנודדת כדי להזיז את כל מערך הפיקסלים בחצאי פיקסלים באלכסון, ולהכפיל את מספר הפיקסלים על המסך. (מקור: אפסון).

מקרנים כאלה יכולים לקבל ולהציג אות וידיאו UHD, אך מספר הפיקסלים בפועל על המסך הוא רק מחצית מ- 8.3 מיליון הפיקסלים שבאות. למרות זאת, התמונה חדה ומפורטת בהרבה מתמונת 1080p. האם ה-1080p הטוב ביותר עם הסטת פיקסלים יכול לספק את אותו הפרט על המסך באופן זהה לזה של מקרן עם ספירת פיקסלים UHD מלאה? זה נותר נושא לדיון בקרב יצרנים וחובבים. לצד הרזולוציה המקורית של התמונות, רמת הפירוט הנתפסת על גבי המסך נשענת על ביצוע טכנולוגיית הסטת הפיקסלים והאופטיקה הנלווית, בין היתר.

מדמי LCD למקרנים מיוצרים על ידי אפסון וסוני. אפסון היא היצרנית הגדולה היחידה של מקרני LCD המכוונים לצרכנים, אם כי היא מייצרת גם דגמים לשימוש עסקי וחינוכי ולמקומות גדולים. סוני מייצרת מגוון מקרני LCD לשוק העסקים והחינוך, ופנסוניק מציעה דגמים להתקנות במקומות גדולים ולצרכים מסחריים. חברות אחרות שמייצרות מקרני LCD לשימושים שונים כוללות את Christie, Maxell, NEC, Ricoh, ו-Sharp.

***שימו לב! אנו יבואנים של מקרני קולנוע ביתי (מכירה סיטונאית בעיקר) של מקרנים ומסכי הקרנה ואביזרים.. ( ראו כאן מבצעי מקרנים ) כך שאם יש לכם שאלות אתם מוזמנים לפנות אלינו ונעזור לכם בשמחה…

חייגו אלינו 050-2288600 או הגיעו אלינו וקבלו ייעוץ ללא תשלום !

מקרני LCoS

LCoS (גביש נוזלי על סיליקון) הוא מעין גרסה אחרת של טכנולוגיית LCD. ג’נרל אלקטריק הציגה לראשונה מקרן LCoS בשנות השבעים, אך רק שנת 1998 הציגה JVC את מקרן ה-SXGA הראשון + מקרן 1400×1050 המשתמש ביישום טכנולוגיית LCoS, אותה החברה מכנה D-ILA (Direct Drive Image Light Amplifier). בשנת 2005 הציגה סוני את דגם הקולנוע הביתי 1080p הראשון שלה, ה- VPL-VW100 (המכונה “רובי”), תוך שימוש ביישום משלה של LCoS – המכונה SXRD (תצוגת סיליקון X-tal רפלקטיבית) – שבעקבותיו הגיע ה-DLA-RS1 של JVC בשנת 2007.

בדומה למקרני LCD, מקרני LCoS מפרידים את האור לרכיביו האדומים, הירוקים והכחולים, המכוונים לשלושה מדמים מבוססי LCD נפרדים. אך במקום שהאור פשוט יעבור דרך תאי ה-LCD, הוא מוחזר ממשטח מבריק ישירות מאחורי מערך התאים וחוזר שוב דרך התאים (תמונה 5).

תמונה 5: מדמה LCoS כולל שכבה של חומר LCD המאפשרת לפחות או יותר אור לעבור דרך כל פיקסל בהתאם לאות שהיא מקבלת. האור עובר דרך שכבת ה-LCD ומשתקף חזרה ממראה, ואז עובר חזרה פעם נוספת דרך שכבת ה-LCD. (מקור: JVC).

מקור האור במקרני LCoS הוא לרוב נורה לבנה, אך חלקם עושים שימוש בלייזר כחול ובגלגל זרחן צהוב כמקור אור, טכנולוגיה שחברת JVC מכנה Blu-Escent, וסוני מכנה Z-Phosphor. כך או כך, בדומה למקרני LCD, קרנות האור האדומות, ירוקות וכחולות מכוונות למדמים התואמים שלהן. לאחר מכן, האור המוחזר משלושת המדמים משולב ומוקרן על גבי מסך דרך העדשה המרכזית (תמונה 6).

תמונה 6: במקרני LCoS רבים, אור לבן מנורה מחולק לרכיבים כחולים וצהובים על ידי מראה דיכרואית כחולה וצהובה _המסומנת כאן BDM ו-YDM). לאחר מכן, האור הצהוב מחולק לרכיביו האדומים והירוקים בעזרת מראה דיכרואית ירוקה (לא מסומנת אך מוצגת כאן בירוק). מכאן, כל קרן אור צבעונית מכוונת למדמה LCoS המתאים (המכונה כאן ILA), אשר מחזיר את האור לפריזמה המשלבת את שלושת הצבעים לכדי תמונה בצבע מלא. ניתן להזיז את פילטר הקולנוע בתרשים להלן אל תוך או אל מחוץ לדרך האור הירוק. כאשר הוא נמצא בדרך האור, הוא מצר את אורך הגלים הירוקים, מה שהופך את הירוק לרווי יותר. (מקור: JVC).

הגדלים של מדמי LCoS כיום נעים בין 0.7 ל-1.3 אינצ’ים באלכסון (תמונה 7). בדומה ל-LCD, כל מדמה מייצר את התמונה שלו ומחזיק אותה בדרך כלל עבור כל פריים. מדמי LCoS מודרניים יכולים להחליף בקצב של עד 120 הרץ, מה שמאפשר דברים כמו תלת מימד, אינטרפולציה של פריימים ו-UHD בהסטת פיקסלים. אולם, ב-120 הרץ, הם אינם מסוגלים לייצר UHD בהסטת פיקסלים ותלת מימד במקביל.

תמונה 7: להלן מדמה 4K LCoS/D-ILA בגודל של 1.3 אינץ’ של JVC. (מקור: JVC).

הגודל של תאי D-ILA של JVC נע כיום בין 3.8 ל-8 מיקרון, וה-fill factor הוא מעל ל-93%. בנוסף, החברה פיתחה טכנולוגיה שמטרתה לשלוט במולקולות הגביש הנוזלי אשר צפות על המרווחים שבין התאים כדי לחסל כמעט לחלוטין את אפקט דלת המסך (ראו תמונה 8).

תמונה 8: JVC טוענת שפיתחה דרך לשלוט על מולקולות ה-LCD על המרווחים שבין התאים, כדי להפחית משמעותית את אפקט דלת המסך. (מקור: JVC).

מבין כל טכנולוגיות ההדמיה הדיגיטלית, LCoS נחשבת לזו בעלת הניגודיות ורמות השחור הטובות ביותר בדרך כלל. כמובן, קשתית דינמית ו/או אפנון תאורה דינמי יכולים לשפר את רמות השחור והניגודיות אף יותר.

מדמי LCoS הגיעו המקרנים לרזולוציה של 4K (4096×2160) ונמצאים בשימוש בדגמים רבים. כמו כן, ישנם גם דגמים זולים יותר עם רזולוציית 1080p. בנוסף, פותחו גם מדמים ברזולוציה של 8K (7680×4320) המשמשים לסימולטורים ולהדגמות במקומות גדולים.

בדגמים מסוימים, ישנה טכניקת הסטת פיקסלים המכונה e-Shift ומכפילה את מספר הפיקסלים המוקרנים על גבי המסך לעומת מדמי 1080p. בדומה ל-4K PRO-UHD של אפסון, ה-e-Shift עושה שימוש בצלחת שבירה אופטית הממוקמת לאחר שהתמונות האדומות, הירוקות והכחולות שולבו לכדי תמונה אחת בצבע מלא. המכשיר מסיט את הפיקסלים הלוך וחזור בצורה אלכסונית בחצאי פיקסלים 120 פעמים לשנייה (תמונה 9), וכל סט של פיקסלים נשלט באופן עצמאי מבחינת צבע ובהירות.

תמונה 9: ה-e-Shift משתמש בצלחת שבירה אופטית מתנודדת כדי להזיז את כל מערך הפיקסלים בחצאי פיקסלים באלכסון, ולהכפיל את מספר הפיקסלים על המסך. (מקור: JVC).

הדבר מכפיל את מספר הפיקסלים שעל המסך, למרות שישנה טענה כי הוא למעשה מכפיל אותם בארבע, מאחר שהוא מכפיל אותם אנכית ואופקית. כך ש-1920×1080 לכאורה הופך ל-3840×2160. אך למעשה, כמות הפיקסלים הנשלטים באופן עצמאי על גבי המסך מוכפלת פעם אחת בלבד, כך ש-1920×1080 למעשה הופך ל-1920x1080x2. כמו מקרנים של אפסון עם 4K PRO-UHD, מקרנים עם 4K e-Shift יכולים לקבל ולהציג וידיאו ב-UHD. בנוסף, אותות ברזולוציה נמוכה יותר, כגון 1080p, מועלים ל-4K/UHD בתוך המקרן ומופרדים לשני פריימים נפרדים המוצגים ב-120 הרץ לסירוגין.

***שימו לב! אנו יבואנים של מקרני קולנוע ביתי (מכירה סיטונאית בעיקר) של מקרנים ומסכי הקרנה ואביזרים.. ( ראו כאן מחירון מקרנים ) כך שאם יש לכם שאלות אתם מוזמנים לפנות אלינו ונעזור לכם בשמחה…

חייגו אלינו 050-2288600 או הגיעו אלינו וקבלו ייעוץ ללא תשלום !

מקרני DLP

השחקן הצעיר ביותר במגרש ההקרנה הדיגיטלית הוא ה-DLP (עיבוד אור דיגיטלי). המקרן הראשון שהתבסס על טכנולוגיית DLP, אשר פותחה על ידי לארי הורנבק מ-Texas Instruments בשנת 1987, ראה אור בשנת 1997 על ידי Digital Projection. מאז, DLP השתלטה על שוק מקרנים הביתיים והעסקיים עם נתח שוק של כ-85%. הטכנולוגיה פופולרית במיוחד במקרני קולנוע ביתיים ובעסקים, בחינוך, בבידור מסחרי, ובאחרונה גם בדגמי מקרנים אלחוטיים , ובשימושים נוספים.

בדומה לכל המקרנים הדיגיטליים, דגמי DLP שולחים אור אדום, ירוק וכחול אל המדמים. אור לבן מנורה מתפצל לרכיביו האדומים, הירוקים והכחולים, או ללייזר אשר מפעיל גלגל זרחן וגורם לו לייצר אור צהוב, אשר מפוצל לאחר מכן לרכיביו האדומים והירוקים כאשר חלק מהאור הכחול של הלייזר משמש ליצירת החלק הכחול של התמונה באופן ישיר. בגישות אחרות, מתווסף ללייזר הכחול גם לייזר ייעודי אדום, או אף משתמשים בלייזרים אדומים, ירוקים וכחולים נפרדים, אך הגישה הזו יקרה מאוד ונמצאת בשימוש אך ורק במקרני קולנוע דיגיטלי, מקרני קולנוע ביתי יוקרתיים במיוחד ובשימושים מקצועיים נוספים. בדגמים מסוימים אף משתמשים בנורות לד אדומות, ירוקות וכחולות, אך אלה אינן בהירות כמו הלייזרים, כך שלרוב לא נעשה בהן שימוש כיום.

בכל אופן, האור האדום, הירוק והכחול מכוון למדמי DLP, שהגדלים שלהם נעים מ-0.2 אינץ’ במכשירים קטנים וניידים, ועד 1.38 אינץ’ במקרני קולנוע דיגיטלי. דגמים לקולנוע ביתי משתמשים כיום לרוב במדמים שגודלם 0.47 או 0.66 אינץ’ אלכסונית. אולם, הם עובדים בצורה שונה למדי ממדמי LCD או LCoS. במקום תאי LCD קטנים, מדמה ה-DLP מכוסה במערך של מראות מיקרוסקופיות המתאימות לכל הפיקסלים (תמונה 10). מדמה מהסוג הזה נקרא מכשיר מיקרו-מראה דיגיטלי (DMD).

תמונה 10: ה-DMD מכוסה במערך של מיקרו-מראות אשר נעות בצורה עצמאית על ציר בין שני מצבים. (מקור: Texas Instruments)

כל מיקרו-מראה מורכבת על גבי ידית מסתובבת המאפשרת למראה לנוע בין שני מצבים. במצב אחד, האור הפוגע במראה מוחזר לעדשה המרכזית של המקרן ומשם למסך. במצב השני, האור מוחזר מהעדשה המרכזית לאזור הסופג אור. (תמונה 11).

תמונה 11: כל מיקרו-מראה מסתובבת על ציר בין מצב “דולק” למצב “כבוי”. במצב ה”דולק”, היא מחזירה אור לעבר העדשה המרכזית. במצב ה”כבוי”, הוא מרחיקה את האור מהעדשה המרכזית. (מקור: IEEE Journal of the Electron Devices Society)

כל מיקרו-מראה נעה בצורה מחזורית בין מצב “דולק” למצב “כבוי” אלפי פעמים במהלך כל פריים של וידיאו, והבהירות של הפיקסל תלויה בכמה מתוך אותו המחזור המראה נמצאת במצב “דולק” אל מול כמה היא נמצאת במצב “כבוי”. למשל, אם מיקרו-מראה מבלה 50% מכל מחזור במצב ה”דולק” שלה, ו-50% במצב ה”כבוי” שלה, הבהירות של אותו הפיקסל תהיה ב-50% מהמקסימום שלו. אם מיקרו-מראה מבלה 10% מכל מחזור במצב ה”דולק” שלה, ו-90% במצב ה”כבוי” שלה, הבהירות של אותו הפיקסל תהיה ב-10% מהמקסימום שלו. הקשר בין כמות הזמן שהמיקרו-מראה מבלה במצב ה”דולק” שלה לבין זו של המצב ה”כבוי” שלה במהלך כל מחזור מכונה duty cycle.

אם זה מבלבל מדי, חשבו על מתג אור בחדר – אם אתם מעבירים את המתג ל”דולק”, האור נדלק. אם אתם מעבירים את המתג ל”כבוי”, האור נכבה. כעת, דמיינו שאתם יכולים להדליק ולכבות את המתג פעמים רבות בשנייה. אם המתג יהיה דולק חצי מהזמן וכבוי חצי מהזמן במהלך כל מחזור, האור ייראה מעומעם ב-50% מהבהירות הרגילה שלו. אם המתג יהיה דולק 10% מהזמן וכבוי 90% מהזמן במהלך כל מחזור, האור ייראה מעומעם ב-10% מהבהירות הרגילה שלו.

מתג אור המתחלף במהירות עם duty cycle משתנה פועל כמו דימר, מאחר שהעיניים שלכם לא מגיבות מספיק מהר כדי להצליח לראות את ההבהוב. לכן, אתם תראו רק רמות בהירות שונות, התלויות ב-duty cycle של מתג האור. אותו הדבר מתרחש עם המיקרו-מראות על DMD – כל אחת מהן עוברת מ”דולק” ל”כבוי” במהירות כה רבה, שאתם תופסים את אותו הפיקסל כבהיר או מעומעם יותר, תלוי ב-duty cycle שלו.

הגודל של כל מיקרו-מראה ב-DMD מודרניים נע בין 5.4 ל-10.8 מיקרונים רבועים, תלוי בגודל וברזולוציה של המדמה, וה-fill factor הוא מעל ל-90%. הניגודיות של DMD היא לרוב קטנה מזו של מדמי LCoS, אולם Texas Instruments טוענת שהניגודיות השתפרה לאורך השנים בדורות חדשים של טכנולוגיית ה”DarkChip” שלה. אולם לאחרונה, TI והשותפים היצרנים שלה למקרני DLP לא כל כך הזכירו את DarkChip בקידום ה-DLP שלהם. בדומה לטכנולוגיות אחרות, קשתית דינמית ו/או אפנון תאורה דינמי יכולים להגדיל משמעותית את הניגודיות בפועל בתמונה שעל גבי המסך.

רזולוציה של DMD בה משתמשים בקולנוע דיגיטלי מודרני ובמקרנים יוקרתיים היא קולנוע דיגיטלי מלא 4K (4096×2160), כאשר דגמים לקולנוע ביתי ולשימושים נוספים משתמשים בדרך כלל ב-DMD עם רזולוציה של 1920×1080 או 2716×1528. ובדומה ל-4K PRO-UHD של אפסון, הפיקסלים האלה יכולים להיות מוסטים אחורה וקדימה בצורה אלכסונית בין שני מצבים תוך שימוש בצלחת שבירה אופטית כדי להכפיל את כמות הפיקסלים בפועל על גבי המסך הקרנה. Texas Instruments מכנה את הטכנולוגיה הזאת XPR (רזולוציית פיקסלים מורחבת). אולם, בשונה מהמערכות של אפסון, XPR יכולה למעשה להסיט את הפיקסלים לארבעה מצבים שונים במהלך כל פריים, מה שמאפשר ל-DMD ברזולוציה של 1080p להציג רזולוציית UHD אמיתית (3840×2160) על גבי מסך (תמונה 12).

תמונה 12: XPR יכולה להסיט מערך פיקסלים של 1920×1080 לארבעה מיקומים שונים (להלן דוגמה) כדי להשיג UHD אמיתי על גבי המסך. הדוגמה העליונה עושה שימוש ב-TRP (הסבר למטה) כדי להסיט מערך פיקסלים של 2716×1528 לשני מיקומים חופפים אלכסונית. (מקור: BenQ)

בנוסף, הודות למהירות ההחלפה המהירה שלהם, חלק מה-DMD יכולים להסיט אלכסונית כל מיקרו-מראה בין שני מצבים שונים אינדיבידואלית (תמונה 13). זה נקרא TRP (הטיה וגלגול פיקסל). למשל, TRP מוטמע ב-DMD בגודל 0.66 אינץ’ עם רזולוציה של 2716×1528, בה ישנן 4.15 מיליון מיקרו-מראות. על ידי הסטת המיקרו-מראות הללו הלוך ושוב בין שני מצבים, כמות הפיקסלים שעל המסך מוכפלת ל-8.3 מיליון, כמות הפיקסלים המדויקת בתמונת UHD אמיתית (3840×2160). ובכל אחד משני המצבים האלו, המיקרו-מראות ממשיכות להסתובב על ציר בין מצבי ה”דולק” וה”כבוי” שלהן פעמים רבות בשנייה, מה שמאפשר רמות בהירות עצמאיות לשני הפיקסלים הווירטואליים.

תמונה 13: ב-DMD עם TRP, כל מיקרו-מראה יכולה לנוע בין שני מצבים על גבי המסך באמצעות הטיה. בשני המצבים, הן נעות על ציר בין מצבי ה”דולק” וה”כבוי” שלהן על ידי גלגול. (מקור: TI)

DLP שלושה שבבים מול שבב אחד

בדומה לכל מקרני ה-LCD וה-LCoS, חלק ממקרני ה-DLP עושים שימוש בשלושה DMD, אחד עבור כל צבע – אדום, ירוק וכחול. אולם, הדגמים בעלי שלושה שבבים יקרים מאוד. למרבה המזל של הצרכנים, ישנה אלטרנטיבה זולה יותר המשתמשת ב-DMD אחד בלבד.

כיצד מקרן יכול להשתמש רק במדמה אחד? כל צבע יסוד – אדום, ירוק וכחול – מכוון ל-DMD ברצף, אחד אחרי השני. ה-DMD יוצר את התמונה עבור כל צבע כאשר הצבע פוגע בו ומחזיר את האור למסך. הדבר מתרחש כל כך מהר, שהתמונות בעלות הצבע האחד מתמזגות יחד במוחינו וכך נוצרת תמונה בצבע מלא.

כדי ליצור את רצף הצבעים במקרני DLP בעלי שבב אחד, אור לבן מנורה עובר דרך גלגל מסנני צבעים מסתובב עם מסננים בצבעים שונים במקטעים על גבי הגלגל (תמונה 14). כשכל מקטע מסתובב לכיוון קרן האור, הוא מאפשר רק לצבע שלה לעבור דרכו אל ה-DMD, אשר מפיק את התמונה עבור אותו הצבע. לאחר מכן, מקטע המסנן הבא מסתובב ומתמקם, וה-DMD מפיק את התמונה עבור הצבע הבא, וכן הלאה.

תמונה 14: במקרן DLP בעל שבב אחד, האור הלבן מפוצל לרכיביו האדומים, ירוקים וכחולים – ולעתים לצבעים אחרים, כולל לבן כמו בדוגמה שלהלן – אשר מוחזרים מ-DMD אחד, אחד אחרי השני. התמונות בכל צבע מהבהבות ברצף על המסך במהירות כה רבה שהעיניים שלנו ממזגות אותן יחד לכדי תמונה בצבע מלא. (מקור:Upgrade Magazine)

לחלק מגלגלי מסנני הצבעים יש רק מקטעים אדומים, ירוקים וכחולים – לעתים שני סטים של RGB המכונים גם RGBRGB – כאשר אחרים מוסיפים גם מקטעים בצבע צהוב, ציאן ו/או מגנטה כדי להגביר את הצבעים האלה (תמונה 15). חלקם גם מוסיפים מקטע שקוף המאפשר לאור הלבן לעבור דרכו כאשר ה-DMD מפיק גרסה של התמונה בשחור לבן. זה מגדיל את הבהירות הכוללת של התמונה, אך גורם גם לאי התאמות בבהירות הלבנה והצבעונית, על כך אסביר בחלק הבא.

תמונה 15: גלגלי מסנני צבעים כוללים מקטעים של אדום, ירוק וכחול ובמקרים מסוימים גם צבעים אחרים, אפילו לבן (שקוף). (מקור: 3LCD)

הוספת מסננים בצבע צהוב, ציאן ו/או מגנטה בגלגל הצבעים משויך בדרך כלל לטכנולוגיה של Texas Instruments המכונה BrilliantColor. ניתן ליישם את ה-DSP (עיבוד אות דיגיטלי) המשמש לטכנולוגיה הזאת גם בגלגלי צבעים RGBRGB. כאשר התחום בין הצבעים מסתובב אל קרן האור הלבנה, שני הצבעים פוגעים ב-DMD וה-DSP מפרש את הצבע כשילוב של השניים. בתחום שבין האדום לירוק, השילוב מייצר צהוב. התחום שבין האדום לכחול מייצר מגנטה, ואילו התחום שבין הכחול לירוק מייצר ציאן. בכל המקרים, BrilliantColor מגדילה את הרוויה של צבעים משניים ומגבירה את היעילות האופטית של כל מנוע האור.

מקרנים בעלי בהירות גבוהה ומסכי הקרנה דוחי אור טבעי (ALR) יכולים לעבוד יחדיו ליצירת תמונה יפהפיה וחדה, גם כשהאורות דולקים.

מלבד הפוטנציאל לאי התאמה בין הבהירות הלבנה והצבעונית, עליה אסביר בקצרה, ישנו חסרון נוסף למקרני DLP בעלי שבב אחד: אפקט הקשת. בתנאים מסוימים, רבים יראו קשתות חולפות ורגעיות על גבי המסך, בייחוד בקרבת אובייקטים בהירים על רקע כהה. ישנם אנשים רגישים יותר לאפקט הקשת מאשר אחרים, אך עבור רוב הצופים, ברגע שתראו אותו, אתם תמשיכו לראות אותו, לפחות מדי פעם. לצד הרגישות שלהם, התדירות והעוצמה בהן צופים יראו קשתות תלויות בהנדסה של המקרן. דגם מוצלח יפחית את הקשתות כמה שניתן, אך מקרנים אחרים עשויים לייצר יותר או פחות קשתות.

מדמי DMD מיוצרים באופן בלעדי על ידי Texas Instruments, אך ישנם יותר יצרנים של מקרני DLP בעלי שבב אחד ושלושה שבבים מאשר טכנולוגיות אחרות.

***שימו לב! אנו יבואנים של מקרני קולנוע ביתי (מכירה סיטונאית בעיקר) של מקרנים ומסכי הקרנה ואביזרים.. ( ראו כאן מבצעי מסך הקרנה חצובה ) כך שאם יש לכם שאלות אתם מוזמנים לפנות אלינו ונעזור לכם בשמחה…

חייגו אלינו 050-2288600 או הגיעו אלינו וקבלו ייעוץ ללא תשלום !

השוואת טכנולוגיות הקרנה: LCD, LCoS ו-DLP

כצפוי, לכל טכנולוגיה יש את החוזקות והחולשות שלה. בואו נתחיל עם נושא הבהירות הלבנה והצבעונית, אותה הזכרתי לעיל בהקשר של DLP בעל שבב אחד.

בהירות לבנה מול צבעונית

קל להגדיר את המונחים האלה. בהירות לבנה (המכונה גם פלט האור הלבן או WLO) היא הבהירות המקסימלית של השדה הלבן המלא – כלומר, תמונה הממלאת את המסך כולו בלבן. כך נמדד פלט האור של המקרן לצורך פרסום מפרט הבהירות שלו.

כהשוואה, הבהירות הצבעונית (המכונה גם פלט האור הצבעוני או CLO) מחושבת על ידי הוספת אדום, ירוק וכחול בבהירות מקסימלית. באופן אידיאלי, הבהירות הלבנה והצבעוניות צריכות להיות זהות, ובמקרנים בעלי שלושה שבבים – LCD, LCoS ו-DLP בעל שלושה שבבים – הן אכן זהות, מאחר שהלבן הוא פשוט שילוב של אדום, ירוק וכחול. SID (החברה לתצוגת מידע) הציגה שיטה סטנדרטית למדידת בהירות צבעונית בשנת 2012.

בנוסף, הבהירות הלבנה והצבעונית הן בדרך כלל זהות במקרני DLP בעלי שבב אחד עם גלגלי צבע RGBRGB (למרות שהשימוש בעיבוד BrilliantColor עלול לגרום לאי התאמה קלה). כאשר גלגל הצבעים כולל מסנני צבעים אחרים – בייחוד מקטע שקוף – הבהירות הלבנה תהיה גדולה יותר מאשר הבהירות הצבעונית, המחושבת רק מהצבעים האדומים, הירוקים והכחולים, מבלי לקחת בחשבון את הצבעים הנוספים ואת הלבן. ההבדל בין בהירות לבנה וצבעונית עשוי להיות גורם משמעותי במקרני DLP בעלי שבב אחד.

מדוע זה חשוב? אם הבהירות הצבעונית של מקרן קטנה בהרבה מהבהירות הלבנה, תמונות עם צבעים רוויים עלולות להיראות עמומות יותר מאשר במקרן עם בהירות לבנה וצבעונית זהות. אתם עשויים לחשוב שתמיד עדיף מקרן בעל שלושה שבבים המספק בהירות לבנה וצבעונית זהות, וכיוון שכל מקרני ה-LCD וה-LCoS הם בעלי שלושה שבבים, עליכם לבחור אוטומטית באחד מהם. עם זאת, בהתאם למקרן, לדרגות הבהירות שלו ולתוכן, יכולות להיות פשרות בניגודיות הנתפסת או בדיוק הצבע במקרני LCD בעלי שלושה שבבים. בבחירת מקרן לחוץ או לפנים, ישנם גורמים רבים להביא בחשבון, בין השאר איכות עיבוד האות והאופטיקה, והעלות הכוללת.

[ ראו כאן עוד בנושא: איך לבחור מסך הקרנה מומלץ ]

שחורים וניגודיות

DLP  נחשבת כבעלת השחורים והניגודיות האינהרנטיים ביותר כיום מבין טכנולוגיות תצוגת ההקרנה. למעשה, במהלך רוב ההיסטוריה שלה, JVC אפילו לא כללה קשתית דינמית במקרני ה-LCoS שלה מאחר שלא היו נדרשים ביצועים יוצאים מן הכלל בתחומים האלה. רוב הדגמים החדשים יותר הטמיעו קשתית דינמית כדי לשפר את המאפיינים האלה.

LCD יכולה להציג שחורים וניגודיות מצוינים עם טכניקות שיפור כגון קשתית דינמית ו/או נורה דינמית או מודולציית לייזר. בפרט, טכנולוגיית ה-UB (אולטרה שחור) של אפסון יעילה בשיפור רמות השחור העמוקות ובהגברת הניגודיות על ידי שימוש במסננים מקוטבים המפחיתים את כמות האור התועה בתור מנוע האור, שאחרת היה מוצא את דרכו למסך.

כהשוואה, למקרני DLP בעלי שבב אחד רבים היו לאורך השנים רמות שחור וניגודיות שהשתרכו מאחורי מקרני ה-LCoS וה-LCD הטובים ביותר. כמובן, היום (2021-2022) רמת הניגודיות וצבעי השחור במקרני DLP היא הטובה ביותר. דירוג הבהירות הכולל של מקרן משפיע גם על הניגודיות (למקרנים בהירים יותר יש בדרך כלל רמות שחור גבוהות יותר), וכמו ב-LCD וב-LCoS, שיפורים כגון קשתית דינמית ו/או אפנון אור דינמי יכולים לעזור רבות. ועדיין, השוואות שבוצעו בין מקרנים לקולנוע ביתי בסביבה דומה מראות לרוב ניגודיות טובה יותר בתמונות כהות עם דגמי DLP בהשוואה למקרני LCD ו-LCoS.

רזולוציית המקרן

הערת הכותב: לצורך הדיון, עשיתי אבחנה בין רזולוציה “טבעית”, המתייחסת לכמות הפיקסלים שעל המדמה, לבין רזולוציית UHD “אמיתית” או 4K, המתייחסת לכמות הפיקסלים הנשלחים למסך במהלך פריים יחיד של וידיאו לאחר הסטת פיקסלים.

לצד ניגודיות טובה יותר, יתרון נוסף של DLP בהשוואה לשלושת הטכנולוגיות האחרות הוא הזמינות והמחיר הנוח יחסית של רזולוציות 4K טבעיות. DLP עם רזולוציית -4K טבעית זמינה רק עבור קולנוע דיגיטלי ומקרנים יוקרתיים, שמחירם יקר בהרבה, ומקרני LCD אינם זמינים ברזולוציית 4K טבעית או UHD כלל נכון להיום (למעט דגם אחד של אפסון למקומות גדולים כפי שצוין קודם לכן).

DLP מציעה רזולוציית UHD אמיתית (3840×2160) במקרנים לצרכנים זולים יותר בעזרת הסטת פיקסלים ב-TRP ו-XPR. מקרנים דיגיטליים גם מציעים 8K UHD אמיתי (7680×4320) בעזרת הסטה מרובעת XPR עם DMD 4K טבעיים.

דגמי LCD ו-LCoS מסוימים מציעים הסטת פיקסלים בשני שלבים עם מדמי 1080p (1920×1080) טבעיים, אשר שולחים 4.15 מיליון פיקסלים למסך. זה לא UHD אמיתי, אשר דורש שליחה של 8.3 מיליון פיקסלים למסך בכל פריים. אולם, מבקרים רבים דיווחו שהתמונה במקרנים האלה חדה יותר מאשר ב-1080p אמיתי, ושההבדל בין 1080p בהסטת פיקסלים כפולה לבין UHD אמיתי הוא מזערי. כמובן, גם כאן, גורמים אחרים, כולל איכות עיבוד התמונה והעדשות האופטיות, נלקחים בחשבון בהשוואות האלה.

יישור

חסרון אחד בכל הדגמים בעלי השלושה שבבים הוא הפוטנציאל לחוסר תיאום. אם שלושת התמונות המוצגות על ידי השבבים אינן מיושרות בשלמות על המסך, אתם תראו צבע גולש בשולי אובייקטים ובתחומים חדים אחרים, ובמקרה הגרוע, התמונה עלולה להיראות רכה.

מקרני LCD, LCoS ו-DLP בעלי שלושה שבבים רבים מציעים פונקציית יישור פיקסלים, המאפשרת למשתמש להסיט בצורה מזערית את הפיקסלים האדומים, ירוקים ו/או הכחולים כדי לתקן את היישור הבלתי מושלם המקורי. במקרים מסוימים, תוכלו אפילו להסיט אזורים שונים בתוך התמונה בכמויות שונות.

זהו תחום בו ל-DLP בעלי שבב אחד יש יתרון משמעותי. התמונות עבור שלושת צבעי היסוד – ולעתים עבור צבעים אחרים, בהתאם לגלגל מסנני הצבע – מיוצר על ידי אותו המדמה, כך שהם מיושרים באופן מושלם.

עלות המקרן

בין אם אתם מחפשים מקרן זול לסלון או מקרן בתקציב נמוך עבור קולנוע ביתי ובין אם מקרן יוקרתי ויקר עבור התקנה במקום גדול, העלות היא תמיד גורם שיש לקחת בחשבון.

המקרנים היקרים כיום נוטים להיות LCD או DLP בעלי שלושה שבבים עם בהירות גבוהה במיוחד, בעוד ש-LCD נוטה להיות האפשרויות הזולות יותר מבין המקרנים הדיגיטליים, כשהמחירים שלהם מתחילים מ-1650 ש”ח.

עם זאת, הרזולוציה בדגמים האלה היא בדרך כלל נמוכה מ-1080p, או שיש בהם מנועי לד באור נמוך, כך שהם אינם מתאימים לקולנוע ביתי רציני.

כיום, מקרני 1080p לקולנוע ביתי מתחילים מ-2970 ש”ח לערך ורק עולים משם.

בחיפוש באתר שלנו, מקרנים לקולנוע ביתי בטווחים של 2,970 ש”ח עד 8,600 ש”ח יהיו כמעט כולם דגמי DLP בעלי שבב אחד של מספר מותגים גדולים, כגון Optoma, Xgimi, Clx ו-Panasonic.

אפסון הוא המותג היחיד שמוכר מקרני LCD לקולנוע ביתי, כאשר טווח המחירים של סדרות הדגמים שלו Home Cinema מתחיל ב-4280 ש”ח.

דגמי ה-UHD הזולים ביותר נמצאים בטווח שבין 6,600 ש”ח ל-13,200 ש”ח וכוללים מקרני DLP בעלי שבב אחד עם רזולוציית UHD מלאה (בעזרת הסטת פיקסלים) ומקרני LCD בעלי שלושה שבבים (רק של אפסון) עם מדמי 1080p אך אשר תואמים ל-UHD ומבצעים הסטת פיקסלים כדי לשפר את הרזולוציה הנראית לעין.

גם כאן, רוב הדגמים הם DLP בעלי שבב אחד.

כמובן, ישנם גם יקרים בהרבה – ובעלי ביצועים טובים יותר – מקרני DLP בעלי שבב אחד בשוק אשר משתמשים באותה טכנולוגיית XPR להסטת פיקסלים הקיימת בדגמי DLP זולים, אולם מקרנים בהירים יותר כוללים לרוב DMD בגודל של 0.66 אינץ’ עם רזולוציית 2716×1528 טבעית, אשר משתמשים בהסטת פיקסלים TRP בשני שלבים במקום XPR בארבעה שלבים הנדרש עבור DMD בגודל של 0.47 אינץ’ ב-1080p טבעי.

לרוב, LCoS היא יקרה יותר מ-LCD ו-DLP בעלי שבב אחד המכוונים לצרכנים.

מקרן ה-LCoS הזול ביותר בבסיס הנתונים שלנו הוא דגם ברזולוציית 1080p שמחירו 13,190 ש”ח.

המקרנים הדיגיטליים היקרים ביותר מבוססים על דגמי DLP בעלי שלושה שבבים, כאשר רובם הם דגמים בעלי בהירות גבוהה המיועדים לקולנוע דיגיטלי או לשימושי בידור אחרים הדורשים דיוק צבע.

סיכום

מקרנים עשו כברת דרך מאז המקרנים הידניים הראשונים. מקרני וידיאו דיגיטלי כיום מספקים תמונות נעות יוצאות מן הכלל, עם רזולוציות גדולות, בהירות גבוהה, ניגודיות גדולה וטווח רחב של צבעים – יותר מאי פעם. ואף טוב מכך – רוב היתרונות האלה זמינים במחירים נמוכים יותר עבור צרכנים, עסקים, בתי ספר, מוזיאונים ובתי תפילה, מה שמשפיע על קהל גדול יותר. כמובן, האיכות הגבוהה ביותר עדיין יקרה מאוד, אך מדהים כמה טובים הביצועים של המקרנים המודרניים הזולים ביותר.

כעת שאתם מבינים טוב יותר כיצד מקרני וידיאו דיגיטלי פועלים – ואת החוזקות והחולשות של כל טכנולוגיה – אתם יכולים לחפש בביטחון את האחד שהכי מתאים לצרכים ולתקציב שלכם. אז תישענו אחורה, תירגעו ותצללו אל תוך עולם חזותי אין סופי.