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內(nèi)容導(dǎo)航：
3．目前數(shù)字電影放映機結(jié)構(gòu)和性能特點
為了滿足市場要求，目前各數(shù)字放映機廠商在數(shù)字電影放映機的技術(shù)研發(fā)和制造上，主要圍繞著如何將主要部件創(chuàng)造性地集成到更小的機箱中，同時改進光效，提高可靠性和靈活性，最終交付給客戶安全可靠性更好、光效更高、運營費用更低的數(shù)字放映系統(tǒng)。主要體現(xiàn)在：對光引擎的優(yōu)化和保護、關(guān)鍵組件的模塊化設(shè)計、寬范圍變焦比鏡頭、自動冗余燈電源和遠程監(jiān)控預(yù)警方案等方面。
3-1、 對光引擎的優(yōu)化和保護
對DLP數(shù)字放映機有了解的朋友們都知道放映機光引擎的主要組成部分是DMD芯片和棱鏡，而幾千瓦的氙燈所發(fā)出的高能量光經(jīng)過集光器聚焦，將通過棱鏡照射在DMD芯片上，必然會產(chǎn)生很大的熱量，如不迅速散熱，會使得DMD芯片的溫度急劇升高。根據(jù)TI公司關(guān)于DMD可靠性的白皮書所述，DMD芯片的壽命將會隨工作溫度的升高而縮短，如圖6所示：
圖6 DMD運行溫度與使用壽命的關(guān)系
另外一個對于DMD芯片極大損害的因素便是灰塵和油煙，煙塵在高溫的環(huán)境下極易頑固的附著在DMD芯片上，降低影像的清晰度和對比度。而清潔DMD芯片是非常危險和困難的工作，需要經(jīng)過嚴格訓(xùn)練的專業(yè)工程師完成。
所以如果從一開始產(chǎn)品設(shè)計時便綜合考慮對光引擎的散熱和防塵保護，一定會大大提升產(chǎn)品的可用性。巴可的數(shù)字電影放映機在光引擎部分全部采用全密封設(shè)計，從而有效地防止了煙塵對DMD芯片的侵擾；同時在散熱方面采用了先進有源熱電冷卻、液體冷卻以及風冷相結(jié)合的散熱體系，有效的降低了DMD的工作溫度。
首先通過安裝在DMD芯片上的珀耳帖（Peltier）將熱量迅速地從密封光引擎中導(dǎo)出，再通過液體冷卻將熱量帶走。這是一套完整高效的散熱系統(tǒng)，它對3個DMD（紅、綠、藍）芯片以及集光器光孔（燈箱與光管之間）都進行有效散熱。
注：珀耳帖效應(yīng)---熱電冷卻的物理基礎(chǔ)是珀耳帖效應(yīng)。流經(jīng)兩種有不同傳導(dǎo)性的半導(dǎo)體材料的電子在通過一種材料時會吸收周圍的熱量，在通過另一種材料時會釋放熱量。
3-2 關(guān)鍵組件的模塊化設(shè)計
數(shù)字放映機除了前面所提到的光引擎，還要包括TI的電路板，電源，燈箱等多種組件。好的設(shè)計要從客戶的應(yīng)用出發(fā)，真正了解客戶的需求，為客戶日常的運營帶來最大的便利。
巴可的數(shù)字放映機全部都采用模塊化設(shè)計，將放映機的關(guān)鍵部件集成在幾個主要的模塊中，它們是光引擎、獨立式燈箱、電源、輸入接口箱和電源板卡箱。
密封的光引擎主要包括3片DMD芯片和棱鏡；獨立式燈箱確保氙燈在相對獨立的環(huán)境下工作，即使萬一氙燈爆裂，也不會影響到放映機內(nèi)部其他組件和留下難以清除的殘骸，并保證放映員可在遠離放映機安全的地方更換氙燈；輸入接口箱安裝有TI的信號輸入板、彩色處理板以及放映機控制板和一個擴展插槽；電源板卡箱內(nèi)安裝有為放映機內(nèi)部供電的電源板；而在放映機后部是維護方便的燈電源模塊。如圖7所示。
圖7 主要模塊光引擎，燈箱，燈電源
模塊化的設(shè)計為客戶的帶來的益處是顯而易見的，尤其體現(xiàn)在日常的運營和維護上。模塊化的設(shè)計會降低客戶零備件的數(shù)量，使得更換備件的時間明顯減少，同時無須聘請高級技術(shù)服務(wù)人員便可輕易的自助更換備件，而最終會降低客戶放映設(shè)備的平均故障恢復(fù)時間和成本。
3-3 靈活的鏡頭解決方案
鏡頭當然是數(shù)字放映系統(tǒng)重要的組成部分，每家放映機廠商都會為客戶配備高質(zhì)量的鏡頭，這里我們不再針對鏡頭的光學(xué)指標進行探討，我們將它作為數(shù)字放映系統(tǒng)的一部分來看鏡頭解決方案在數(shù)字放映系統(tǒng)中的應(yīng)用。
DCI規(guī)范中定義的2k數(shù)字內(nèi)容格式的有效像素如下：
–像素分辨率2048 x 858 寬高比AR=2.39:1
–像素分辨率1998 x 1080 寬高比AR=1.85:1
DCI規(guī)范中定義的4k數(shù)字內(nèi)容格式的有效像素如下：
–像素分辨率4096 x 1714 寬高比AR=2.39:1
–像素分辨率3886 x 2160 寬高比AR=1.85:1
對于等寬的銀幕來說，不論寬銀幕圖像還是遮幅圖像，由于銀幕寬度固定基本不變，所以鏡頭的投射比（變焦比）也相對固定；而對于等高的銀幕來說，在播放寬銀幕圖像和遮幅圖像時鏡頭的投射比相差較大，這就要求鏡頭具有更大的變焦范圍可滿足對于不同格式時不同的投射比要求。在過去遇到這種情況時，多采用電子變焦或在主鏡頭前加變形鏡頭的解決方案，前者，會損失很多像素（遮幅1.85：1時達38.5%），后者，變形鏡頭的價格比較昂貴，無形中增加里客戶的投資成本，同時變形鏡頭作為第二只鏡頭，也會產(chǎn)生部分光損失（達5%），所以，不是很好的解決方案。如圖8所示。
圖8 等高銀幕的圖像需求
巴可的數(shù)字放映系統(tǒng)為客戶提供了一個更合理靈活的鏡頭解決方案，即寬范圍變焦比電動記憶型鏡頭解決方案，一支鏡頭便可實現(xiàn)遮幅與寬銀幕兩種放映格式的一鍵式自動切換,而不在需要昂貴的變形鏡頭（DCI規(guī)范也不建議使用變形鏡頭）。
3-3-1 重疊寬范圍變焦比鏡頭 目前巴可的數(shù)字電影放映機，不論0.98” 平臺的產(chǎn)品還是1.2”平臺的產(chǎn)品都有多個鏡頭可供選配，并且每款鏡頭之間的投射比都是重疊的，以0.98”平臺產(chǎn)品的鏡頭為例，如圖9所示：
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0.98”DC2K家族系列數(shù)字放映機的鏡頭
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最小投射比
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最大投射比
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1.2-1.81
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1.2
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1.81
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1.4-2.05
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1.4
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2.05
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1.6-2.5
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1.6
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2.5
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1.95-3.2
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1.95
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3.2
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2.4-3.9
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2.4
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3.9
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圖9 重疊寬范圍的鏡頭變焦比（Scope-寬銀幕；flat-遮幅）
如此的解決方案，便可容易的選擇合適的鏡頭使其同時可滿足遮幅和寬銀幕兩種格式的需求。
3-3-2 一鍵式自動切換 使用單鏡頭的方案，一定要考慮如何實現(xiàn)多種放映格式之間的自動切換，所以在鏡頭上安裝電動馬達，可以實現(xiàn)鏡頭電動的聚焦和電動的變焦；安裝在放映機內(nèi)部鏡頭支架上的馬達可以幫助鏡頭實現(xiàn)電動的水平和豎直方向上的位移；而數(shù)字放映機內(nèi)置的管理系統(tǒng)可以保存鏡頭變焦和聚焦的位置和鏡頭支架的位移信息，并將其應(yīng)用于放映機的宏文件中，最終體現(xiàn)為放映員只要在放映機上按某一設(shè)定好的按鍵時，放映機便會調(diào)用預(yù)先保存的鏡頭參數(shù)，并精確地驅(qū)動鏡頭和鏡頭支架運動到預(yù)先設(shè)置的位置，從而完成不同放映格式的自動切換。如圖10所示。
圖10 電動變焦鏡頭
3-4 冗余的燈電源方案
數(shù)字放映機內(nèi)部另一個重要的模塊便是燈電源，巴可是目前唯一采用冗余電源方案設(shè)計數(shù)字電影放映機廠家。供電單元包括兩個或三個供電模塊，提供多組燈電源。如果其中一個出現(xiàn)故障，另外的電源模塊可以繼續(xù)供電保證放映（只是亮度降低）。放映結(jié)束后可以輕易地更換備件。這種設(shè)計可以最大限度地保證影院的放映，降低放映時中斷放映的風險。
3-5 遠程監(jiān)控預(yù)警方案
隨著數(shù)字放映技術(shù)在各個行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，對于地域分布廣數(shù)字放映機的監(jiān)控管理，也是一個重要問題。數(shù)字放映機除了可以在本地通過觸摸屏電腦多種語言界面進行控制和監(jiān)視外，也可以通過以太網(wǎng)絡(luò)進行控制和監(jiān)視，例如，巴可提供PC版的Communicator軟件可以實現(xiàn)對一臺或多臺放映機進行網(wǎng)絡(luò)化的控制和設(shè)置；而且可對SNMP（Simple network management protocol）支持，可以使放映機自動地向客戶的監(jiān)控服務(wù)器實時地發(fā)送諸如溫度，電壓，風扇速度，燈的運行時間，內(nèi)部狀態(tài)診斷，燈和關(guān)光閘的狀態(tài)，輸入選擇，預(yù)設(shè)置列表等信息，幫助客戶遠程了解機器的運行狀態(tài)，實現(xiàn)故障預(yù)警和遠程診斷。
3-6 全面支持新的體系結(jié)構(gòu)
巴可最新系列2產(chǎn)品全面支持新的體系結(jié)構(gòu)，S II平臺將S I平臺中的3塊板卡，接口板，顏色處理板，格式化接口板的功能集成到1塊ICP（Integrated Cinema Processor）影院集成處理板卡上，然后通過格式化板驅(qū)動1.2” DC2K 或0.98” DC2K數(shù)字電影芯片從而在銀幕上成像。由于S II平臺的系統(tǒng)性能得到了更大的提升，從而可以支持處理4K分辨率的數(shù)字電影數(shù)據(jù)信息，即市場上所說的“4K Ready”。換言之 ，所有基于S II平臺設(shè)計生產(chǎn)的數(shù)字電影機都在技術(shù)上可以實現(xiàn)從2K到4K的升級。
最新的S II產(chǎn)品支持內(nèi)置IMB（Integrated Media Block集成媒體模塊）技術(shù)，引入了新的安全機制和集成媒體模塊（IMB）概念，將傳統(tǒng)服務(wù)器分成外部存儲系統(tǒng)和媒體模塊（MB）兩部分。外部存儲系統(tǒng)保存節(jié)目內(nèi)容DCP包，集成媒體模塊（IMB）嵌入到基于巴可S II平臺的數(shù)字放映機內(nèi)，負責內(nèi)容的解碼，通過加密的高速數(shù)據(jù)傳輸通道（1Gb/sec）將存儲的內(nèi)容數(shù)據(jù)從外部存儲系統(tǒng)傳輸?shù)椒庞硻C，并將聲音信號以AES/EBU輸出到音頻處理器。S II平臺的系統(tǒng)集成度更高，視頻信號進入放映機后通過IMB或解碼板進入ICP板，在通過3個格式化板（衛(wèi)星板）驅(qū)動DMD芯片成像，這既是4K數(shù)字放映平臺的基本體系結(jié)構(gòu)。
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