Αποδίδουν πραγματικό 4Κ οι DLP προβολείς?(επεξήγηση XPR technology)

Οι 4Κ DLP προβολείς κυκλοφορούν καιρό τώρα στην αγορά και αποτελούν αδιαμφισβήτητα την οικονομικότερη λύση αν κάποιος θέλει να ζήσει την εμπειρία θέασης UHD HDR 10+ υλικού στο προσωπικό του home cinema.

Οι εταιρίες διατυμπανίζουν στα specs αυτών των projectors ότι η ανάλυση τους είναι 3.840Χ2160 αλλά στην ουσία δεν αναφέρονται πουθενά στο γεγονός ότι αυτή η ανάλυση δεν είναι η native ανάλυση του panel αλλά επιτυγχάνεται με μηχανικό τρόπο από μια συσκευή διπλασιασμού ή τετραπλασιασμού των pixels που έχει τοποθετηθεί ανάμεσα στο DMD chip και τον φακό.

Κόλπο marketing ή όντως αυτοί οι προβολείς αποδίδουν τα πολυπόθητα 8 εκατομμύρια pixels της UHD ανάλυσης στην οθόνη μας αρα καλά κάνουν οι εταιρίες και υποστηρίζουν ότι αυτοί οι προβολείς είναι 4Κ?

Μμμμ…πολύ σύντομη απάντηση, και ίσως σας γλιτώσει από το να διαβάσετε και το υπόλοιπο άρθρο, οχι, αυτοί οι προβολείς δεν είναι ανάλυσης 4Κ ούτε φυσικά αποδίδουν UHD ανάλυση στο πανί μας. Ομως εμείς περιέργως βλέπουμε 4Κ…πως γίνεται αυτό?Ε τώρα θα πρέπει να διαβάσετε και το υπόλοιπο άρθρο…

XPR technology

Η τεχνολογία XPR είναι αυτή που έχει επιτρέψει στους προβολείς DLP της τελευταίας 4ετίας να ονομάζονται 4Κ και να διαφημίζονται ως 4Κ, είναι το κόλπο της texas instruments θα λέγαμε να δίνει την 4Κ ανάλυση στους κατασκευαστές DLP projectors πουλώντας τους όμως τα κλασικά DMD ανάλυσης 1920×1080 που κατασκευάζει 10ετίες τώρα, καλό ε?

Ας μπούμε κατευθείαν στο ψητό και ας ανακαλύψουμε πως η XPR τεχνολογία δουλεύει και θα μας λυθούν πολλές απορίες.

Θα ασχοληθούμε για λόγους οικονομίας μόνο με την περίπτωση των DLP projectors που φοράνε το μικρό 0.47″ DMD chip ανάλυσης 1920Χ1080 και οχι αυτούς με το 0.66″ ανάλυσης 2716X1528. Φυσικά η λειτουργία του XPR συστήματος είναι πανομοιότυπη και στις δυο αυτές περιπτώσεις οπότε…

Aυτό είναι το περίφημο DMD chip 0.47″

Και αυτά είναι τα χαρακτηριστικά που ανακοινώνει η texas instruments στο επίσημο pdf του chip

Η ανάλυση που ανακοινώνει είναι φυσικά ψευδής μιας και αντί για 3840×2160 το συγκεκριμένο chip χωρίς το XPR Module (που είναι μια ξεχωριστή μονάδα) αποδίδει ανάλυση 1920×1080 φυσικά.

Προσέξτε λίγο τον ρυθμό ανανέωσης που ανακοινώνει και που είναι 60Hz για 4Κ UHD και 240Hz για full HD, κρατήστε το τελευταίο και πάμε να δούμε το XPR.

To XPR module είναι μια πολύ απλή σε σύλληψη συσκευή και αποτελείται από 2 κυρίως μέρη. Το οπτικό και το ηλεκτρομηχανικό.

Στο οπτικό μέρος έχουμε ένα κομμάτι γυαλί ειδικής επεξεργασίας έτσι ώστε να κατευθύνει την δέσμη φωτός που δέχεται αναλόγως την κλήση του ως προς τον οριζόντιο και τον κάθετο άξονα.

Στο ηλεκτρομηχανικό μέρος έχουμε 4 ηλεκτρομαγνήτες που αναγκάζουν αυτό το κομμάτι γυαλιού να αλλάζει θέση τόσο στον οριζόντιο όσο και στον κάθετο άξονα.

Στο παράδειγμα μας θα χρησιμοποιήσουμε το XPR Module XPR-25 της Ελβετικής εταιρίας Optotune που είναι και το module που χρησιμοποιούν οι UST 4Κ προβολείς της Fengmi (Xiaomi).

Aυτό είναι το module, στο κάτω μέρος διακρίνετε έναν από τους τέσσερις ηλεκτρομαγνήτες

Το XPR module τοποθετείται ακριβώς πριν τον φακό του προβολέα

Οι τέσσερις ηλεκτρομαγνήτες μπορούν και κινούν το οπτικό κομμάτι του module στον κάθετο αλλα και στον οριζόντιο άξονα, δεξιά αριστερά, πάνω κάτω δηλαδή.

Ο τρόπος που λειτουργεί είναι ο εξής.

Το DMD chip διαθέτει 2 εκατομμύρια περίπου pixels μιας και είναι ανάλυσης 1920×1080 (= 2.073.600 pixels). Να τετραπλασιάσει τα pixel του ώστε να αποδώσει τα 8 περίπου εκατομμύρια της UHD ανάλυσης (3840×2160= 8.294.400 pixels) είναι κάτι αδύνατον.

Μπορεί όμως να αυξήσει την συχνότητα λειτουργίας του έτσι ώστε να μπορεί να παίξει όλη την πληροφορία με τα υπάρχον 2 εκατομμύρια pixels.

Ετσι, ενώ κάθε του pixel μπορεί φαινομενικά να μεταφέρει 60 χρωματικές πληροφορίες το δευτερόλεπτο και να απεικονίσει μαζί με τα υπόλοιπα pixels τα 60 καρέ εικόνας 1080 γραμμών (1080p 60Hz), αυξάνοντας την συχνότητα του στα 240Hz, τετραπλασιάζοντας την δηλαδή, τότε μπορεί να αποδώσει τετραπλάσια χρωματική πληροφορία μέσα σε ένα δευτερόλεπτο.

Στην ουσία παίρνουμε την 4Κ πληροφορία και την σπάμε σε 4 κομμάτια, 2 εκατομμύρια pixels το κάθε κομμάτι ετσι ώστε να μπορεί να την παίξει το full HD DMD chip (που διαθέτει μόνο 2 εκατομμύρια pixels). Παίζοντας και τα 4 αυτά μεμονωμένα κομμάτια 60 φορές το καθένα αρα σε συνολο 240 φορές όλα μαζί σε ένα δευτερόλεπτο, καταφέραμε και χωρέσαμε όλη την 4Κ πληροφορία σε μόλις 2 εκατομμύρια pixels!

Tετραπλασιασμό πληροφορίας θέλαμε και εμείς εξ αρχής ώστε να χωρέσει σε ένα δευτερόλεπτο η UHD πληροφορία, και το πετύχαμε αυτό όχι με τετραπλασιασμό της ανάλυσης, αλλά της συχνότητας των pixels!

Καλά ως εδώ θα πει κάποιος, αλλά αυτή η τετραπλασιασμένη πληροφορία θα παίζει στα ίδια 1920×1080 pixels αρα η εικόνα μας ενώ στην ουσία θα παίζει όλη την UHD πληροφορία, δεν θα έχει την αναλυτικότητα της, το μάτι μας δεν θα λαμβάνει περισσότερα pixels αρά στην ουσία δεν θα υπάρχει UHD απεικόνιση, σωστό!

Εδώ έρχεται το XPR module να δώσει λύση και να επιτρέψει σε αυτά τα pixels να παίρνουν διαφορετική θέση στην εικόνα μέσα στο ίδιο δευτερόλεπτο ώστε σαν τελικό αποτέλεσμα το μάτι μας να λαμβάνει όντως τετραπλάσια ανάλυση από αυτή του DMD chip, την πολυπόθητη UHD ανάλυση.

Πως γίνεται αυτό?

Το XPR module σε άψογη συνεννόηση με το DMD chip αλλάζει θέση στο pixel έτσι ώστε μέσα σε αυτά τα 240Hz αυτό να βρίσκεται σε τέσσερις διαφορετικές θέσεις, 60 φορές στην κάθε θέση (για το κάθε κομμάτι από τα τέσσερα που σπάσαμε την 4Κ πληροφορία αν θυμάστε). Αυτός ο κύκλος μετακίνησης του pixel όπως φαίνεται και στην παρακάτω φωτογραφία (πάνω-δεξιά-κάτω-και πάλι στην αρχική του θέση) γίνεται στην ουσία 60 φορές το δευτερόλεπτο (240Hz/4=60Hz).

Aρα η εικόνα που θα λαμβάνει το μάτι μας μέσα σε ένα δευτερόλεπτο θα αποτελείται από 60 frames (60Hz) του συγκεκριμένου “κύκλου των pixels” και επίσης θα λαμβάνει το κάθε pixel σε τέσσερις διαφορετικές θέσεις.

Ετσι ο τετραπλασιασμός των pixels που θέλαμε εξ αρχής ώστε να πετύχουμε την UHD ανάλυση από ένα chip full HD , στην ουσία επετεύχθη! Απλά αυτά τα 8 εκατομμύρια πλέον pixels δεν βρίσκονται στην οθόνη μας ταυτόχρονα αλλά με μια μικρή χρονική απόκλιση μεταξύ τους, τόσο μικρή που το μάτι μας δεν μπορεί την διακρίνει όμως.

Ακόμα όμως και αν λάβουμε ως δεδομένο ότι αυτά τα pixels βρίσκονται ταυτόχρονα στην οθόνη μας (αφού έτσι τα βλέπουμε) προκύπτει ένα άλλο θέμα. Η μετακίνηση του pixel στις 4 αυτές διαφορετικές θέσεις από το XPR module γίνεται μόνο κατά μισό pixel και όχι ολόκληρο.

Έτσι αν θέλουμε να αποτυπώσουμε ψυχρά μαθηματικά από πόσα στην ουσία pixels αποτελείται εν τέλη η εικόνα μας, δεν έχουμε παρά να κάνουμε την παρακάτω απλή πρόσθεση με βάση την παρακάτω φωτογραφία που δείχνει τις θέσεις που παίρνει ένα μοναδικό pixel .

Ένα το ολόκληρο πράσινο pixel + μισό το μπλε pixel + μισό το γαλάζιο pixel + 1/4 το κυανό pixel μας δίνουν σύνολο 2 pixel και 1/4 του pixel. Οπότε αν κάνουμε τον πολλαπλασιασμό 2.073.600 (που είναι τα pixels της 1920×1080 ανάλυσης) επί 2.25 (που είναι τα pixels που τελικά εμφανίζονται στην οθόνη μας) μας δίνει ως αποτέλεσμα τα 4.665.600 pixels και οχι τα 8.294.400 pixels που αποτελούν την UHD ανάλυση.

Δηλαδή στην ουσία, και με την ψυχρή μαθηματική λογική η ανάλυση που τελικά εμφανίζει στο πανί μας ένας 4Κ DLP προβολέας με XPR είναι περίπου η μισή 4K UHD.

Αντίστοιχα ένας DLP προβολέας που κάνει χρήση του 0.66″ DMD chip με την υψηλότερη ανάλυση 2716×1528 (4.150.048) και κάνει χρήση του 2-position XPR module και μετακινεί το κάθε pixel του κατά 3/4 διαγώνια πετυχαίνει ανάλυση 4.150.048 x 1.75 = 7.262.584 pixels. Σαφώς μεγαλύτερη αλλά και πάλι τα 8.294.400 pixels της UHD ανάλυσης δεν επιτυγχάνονται.

Αρα το συμπέρασμα είναι ότι αυτοί οι DLP προβολείς που παρουσιάζονται ως ανάλυσης 4K UHD στην ουσία δεν αποδίδουν UHD ανάλυση, σωστά?

Λάθος! (Και αν κοντεύω να σας τρελάνω και όλα αυτά σας μοιάζουν περίπλοκα θα σας πω το εξής, ναι, είναι περίπλοκα!)

Λάθος, γιατί στην ουσία κάθε pixel από αυτά τα μετακινούμενα από το XPR module μπορεί ναι μεν να μετακινείται κατά μόνο μισό pixel όπως εξηγήσαμε πιο πάνω, αλλά για μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή απολαμβάνει πλήρης απεικόνισης στην οθόνη μας αρα προλαβαίνει και στέλνει στο μάτι μας ολόκληρη την πληροφορία που κουβαλάει και οχι την μισή όπως τα μαθηματικά πιο πάνω υποδεικνύουν.

Δηλαδή, ενώ στην ουσία ένας τέτοιος 4K DLP προβολέας τυπικά δεν αποδίδει ανάλυση UHD, εμείς στα μάτια μας ως τελικό αποτέλεσμα λαμβάνουμε UHD εικόνα από το πανί μας. Σας μπέρδεψα ακόμα πιο πολύ?Το ξέρω…

Στις δυο αυτές φωτογραφίες μπορείτε να δείτε πως ακριβώς μοιάζει η XPR λειτουργία ως τελικό αποτέλεσμα

Σαν συμπέρασμα θα πούμε ότι η XPR τεχνολογία είναι ο τρόπος που ανακάλυψε η texas instruments να δώσει φθηνούς 4Κ UHD DLP προβολείς στους καταναλωτές.

Υπάρχουν μειονεκτήματα σε αυτή την τεχνολογία?Δυστυχώς υπάρχουν.

Για αρχή να πω ότι μια τέτοια ελαφριά μετακίνηση ενός pixel χρειάζεται φοβερή ακρίβεια στην συναρμολόγηση ενός οπτικού και πολύ καλή ποιότητα κατασκευής ωστε να αποδώσει τα μέγιστα.

Δηλαδή υπάρχει περίπτωση από μοντέλο σε μοντέλο και ενώ χρησιμοποιούν το ίδιο XPR module να διαπιστώσετε διαφορές σε ευκρίνεια, αναλυτικότητα, contrast, κ.τ.λ.

Ακόμα και το ίδιο το XPR module στα χαρακτηριστικά του αναφέρει ακρίβεια +/- 8%.

8% λάθος στην μετακίνηση ενός pixel δεν είναι και αμελητέα ποσότητα εν τέλη όπως και να το δεις.

Επίσης άλλο ένα μειονέκτημα αυτής της τεχνολογίας είναι ότι αυτοί οι προβολείς είναι αναγκασμένοι να παίζουν πάντα και τα πάντα στα 4Κ60Hz, ακόμα και αν τους τροφοδοτήσουμε με υλικό 24Hz (σε αντίθεση με το pixel shift π.χ της JVC που μπορεί και δουλεύει στα 96Hz (24 x 4 = 96) )

Πλεονέκτημα όσο αφορά την ακρίβεια μετακίνησης των pixels μέσω XPR αποκτούν οι προβολείς που διαθέτουν σωστή και ακριβής διαχείριση του φωτός σε ολόκληρο το μονοπάτι του οπτικού ενός DLP προβολέα. Αυτοί είναι επι το πλείστον οι προβολείς που διαθέτουν πηγή φωτός Laser ή και LED.

Τέλος, το σημαντικότερο ίσως μειονέκτημα είναι οτι οι 4Κ DLP προβολείς με την χρήση του XPR module ανάμεσα στο DMD chip και τον φακό δεν μπορούν πλέον να κάνουν καλή διαχείριση του φωτός που δεν θέλουμε να φτάσει ποτέ στο πανί μας με αποτέλεσμα το μειωμένο contrast.

Δεν είναι τυχαίο ότι όλοι οι 4Κ DLP προβολείς αποδίδουν το μισό contrast σε σχέση με τους DLP ανάλυσης full HD.

Εφτιαξα και ένα μικρό βιντεάκι για να δείτε στην πράξη πως δουλεύει ένα XPR module. Ισως να σας λυθούν πολλές απορίες μόλις το παρακολουθήσετε…

Τελικά, λένε αλήθεια οι κατασκευαστές αυτών των DLP προβολέων ότι η ανάλυση τους είναι 4Κ UHD?

Και ναι, και οχι, είναι η απάντηση…

Καλές προβολές!

Νίκος Τσώλας