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2．?dāng)?shù)字電影放映機(jī)技術(shù)發(fā)展回顧
1）1.3k數(shù)字放映機(jī)
初期的1.3k數(shù)字電影放映機(jī)很像傳統(tǒng)的膠片放映機(jī)，是數(shù)字放映從無到有的第一個體積龐大、但非常神奇的機(jī)器，它可以不用傳統(tǒng)電影膠片就可以放出影像色彩接近電影膠片放映質(zhì)量的影像，使業(yè)界同仁大開眼界。例如，Barco（比利時巴可有限公司，以下簡稱巴可）2002年1月出產(chǎn)的D-Cine Premiere DP50數(shù)字放映機(jī)，它主要由數(shù)字機(jī)頭、主鏡頭、變形鏡頭和燈箱幾部分組成，外觀如圖1所
圖1 DP50數(shù)字放映機(jī)
示，其核心部分是數(shù)字機(jī)頭，數(shù)字機(jī)頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。
DP50采用TI公司的M15 1.1” DLP DLP CinemaTM DMD 芯片，分辨率為1280 x 1024，對比度為1350:1，最大光輸出為13，500流明，可以滿足幕寬為15米銀幕的放映要求。DP50的主要技術(shù)亮點(diǎn)是有完全密封的光引擎、主動式冷卻系統(tǒng)和防盜版裝置。
a） 密封的光引擎 光引擎包括DLP CinemaTM DMD成像芯片和復(fù)雜的棱鏡系統(tǒng)，是整個數(shù)字放映機(jī)中最為精密和昂貴的組成部分之一。若油煙或灰塵散落到芯片和棱鏡上，會迅速降低畫面的對比度，影響光輸出和影像質(zhì)量。巴可專為光引擎設(shè)計了密封裝置，完全杜絕了煙塵的入侵。
b）主動式DMD芯片冷卻系統(tǒng) DLP CinemaTM DMD芯片是數(shù)字放映機(jī)中對熱最為敏感的部件，DP50數(shù)字放映使用先進(jìn)的冷卻裝置，熱電冷卻和液冷結(jié)合，在芯片與液冷組件之間安裝了珀耳帖（Peltier）有源散熱器件，從而為芯片提供更有效的散熱性能，以確保DMD芯片在高亮度（熱量）輸出下的高效冷卻。
圖2 D-Cine Premiere DP50數(shù)字機(jī)頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
c）防盜版裝置
巴可開發(fā)的鑰匙Dalas Key電子密碼鎖可防止電影內(nèi)容的被盜。只有獲得授權(quán)的人員（如授權(quán)服務(wù)人員或影院經(jīng)理），才能利用密碼和鑰匙打開防盜電子板卡箱，接觸電影信號處理部分。
圖3 數(shù)字機(jī)頭信號處理部分的原理
DP50數(shù)字機(jī)頭信號處理部分的原理如圖3所示。
隨著影院客戶對于緊湊型產(chǎn)品的需求，巴可又推出了1.3k的DP30數(shù)字放映機(jī)，更加便于安裝和節(jié)省空間，如圖4所示。
圖4 DP30數(shù)字放映機(jī)
DP30采用TI公司的M10 0.9” DLP CinemaTM DMD 芯片，分辨率為1280 x 1024，對比度為1250:1，最大光輸出為6000流明。可以滿足幕寬為8米銀幕的放映要求。
由于絕大多數(shù)電影格式寬高比為1.85：1和2.35：1，而1.3k DMD芯片寬高比是5：4，若直接無壓擴(kuò)放映，則會損失很多像素分辨率和光輸出（多至46.8% [?]）。為了在1.3k技術(shù)上提高成像器件像素利用率和光輸出，初期的數(shù)字放映機(jī)引入了拓展鏡頭(拓展率TRa = 1.9x 或1.5x)，它只在水平方向進(jìn)行拓展，縱向不變，從而提高了影像質(zhì)量和亮度。其原理是將電影數(shù)字發(fā)行母版（DCDM）的影片內(nèi)容原始信號在制作時進(jìn)行預(yù)壓縮，例如：將高清格式信號壓縮到1280x1024區(qū)域。在放映時，數(shù)字放映機(jī)將輸入的影像信號進(jìn)行處理，映射到顯示器件的有像素區(qū)域，通過拓展鏡頭展寬適當(dāng)?shù)谋壤ɡ纾?.9x或1.5x）進(jìn)行放映，從而還原成所需比例的影片影像。
對于1.3k技術(shù)的數(shù)字電影放映機(jī)，使用雙拓展鏡頭并配合使用主鏡頭，可以充分地利用成像DMD芯片的像素分辨率（最高達(dá)100% [?]），從而得到最大的光輸出和最高的清晰度。這種技術(shù)是限于當(dāng)時成像器件技術(shù)水平，開發(fā)技術(shù)人員用心良苦的結(jié)晶。但是，1.3k機(jī)分辨率較低，影像質(zhì)量還是不如膠片的好，而且需使用兩只拓展鏡頭，設(shè)備成本會很高，而且每個像素都拉長了，另外，1.3k機(jī)的光效還遠(yuǎn)達(dá)不到膠片的水平，這給開發(fā)人員提出了更大的挑戰(zhàn)。
2）2k 數(shù)字放映機(jī)
隨著集成芯片技術(shù)的不斷進(jìn)步，2003年2K的DLP CinemaTM DMD 芯片誕生了。TI公司不但將此DMD芯片的分辨率提高到2k（2048x1080），而且將微鏡偏轉(zhuǎn)角增大到±12?，因為增大微鏡的偏轉(zhuǎn)角度可有效地提高對比度。在TI公司推出M25 1.2” 2K DLP CinemaTM DMD 芯片之后，巴可相繼推出了基于M25技術(shù)的DP100 和DP90。見圖5所示。在技術(shù)上又一次進(jìn)行了重大改進(jìn)，在機(jī)器結(jié)構(gòu)上借鑒了高亮度投影機(jī)的平臺的優(yōu)點(diǎn)，數(shù)字機(jī)頭與燈箱集成一體，燈電源分開放置。使之在安裝和使用的方便性、影像質(zhì)量和光效上都有長足的提高，色彩深度比HDTV高40%左右，色彩深度達(dá)15位×3，基本達(dá)到或超過膠片的水平。另外也改進(jìn)了光路設(shè)計，并與氙燈生產(chǎn)廠合作研制適合數(shù)字放映的超短弧氙燈，比同樣功率比普通膠片氙燈亮度高20-30%，使光效達(dá)到3流明/瓦。
圖5 DP100 數(shù)字放映機(jī)
DP100采用TI公司的M25的1.2” DLP CinemaTM DMD 芯片，分辨率為2048 x 1080，對比度為2000:1，最大的光輸出大約為18，000流明�？芍С值淖畲筱y幕寬度可達(dá)20米。
為了提高2K技術(shù)成像芯片像素的利用率和光輸出，DP100數(shù)字放映機(jī)也引入了拓展鏡頭(拓展率TRa=1.26x)。2k DMD芯片寬高比是1.89：1，對于寬高比2.39：1影片的放映，像素利用率接近100%，從而提高寬銀幕影像質(zhì)量和光輸出。與1.3k不同的是對于寬高比1.85：1的影片，不需要加拓展鏡頭。
DP50/DP30/DP100/DP90都滿足當(dāng)時TI公司對DLP數(shù)字影院設(shè)備的基本特性要求，即CinePaletteTM 色彩管理、CineCanvasTM圖像管理、CineLinkTM安全管理和CineBlackTM 對比度管理。并且可以使用觸摸屏或按鍵對放映機(jī)進(jìn)行操作�？梢酝ㄟ^D-Cine Communicator通信控制軟件工具進(jìn)行安裝維護(hù),以及遠(yuǎn)程操作。
2k數(shù)字放映機(jī)投入應(yīng)用影院運(yùn)營以后，以它出色的影像效果、方便的安裝使用方式，逐步創(chuàng)造出比膠片放映更好的票房效益，從而得到了業(yè)界的積極認(rèn)可，確立了其市場地位。
由于DLP數(shù)字放映機(jī)廠商的產(chǎn)品都使用TI的DC2K芯片，所以在性能指標(biāo)上基本相同。而數(shù)字電影服務(wù)器和影片內(nèi)容格式上，存在兼容性方面的問題，迫切需要產(chǎn)品規(guī)范的統(tǒng)一，因此,六大片商為此成立了DCI數(shù)字影院倡導(dǎo)組織，并開展了意義深遠(yuǎn)和卓有成效的工作。于2005年7月，在DCI《數(shù)字影院技術(shù)規(guī)范》（v1.0）發(fā)布之后，各數(shù)字放映設(shè)備廠商和芯片制造商不斷跟進(jìn)，對其產(chǎn)品進(jìn)行了軟、硬件的升級，并推出順應(yīng)DCI規(guī)范的新產(chǎn)品，使各廠商的放映機(jī)和服務(wù)器產(chǎn)品以及數(shù)字電影制作發(fā)行格式得到了統(tǒng)一和兼容。隨著適應(yīng)不同影院需要的2k放映機(jī)的不斷推出，真正開始了全面膠轉(zhuǎn)數(shù)技術(shù)改造的進(jìn)程。目前DCI《數(shù)字影院技術(shù)規(guī)范》是2008年3月發(fā)布的V1.2版。
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