8k激光電視系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用分析

石天澤 中央電視臺

一、引言

當(dāng)下，電視行業(yè)的競爭異常激烈，電視企業(yè)開始尋求新的發(fā)展契機。一方面在技術(shù)上實力比拼，AI、8K等層出不窮；另一方面，在電視屏幕上也不斷更新，曲面、全面屏、有機發(fā)光二極管(OLED)、量子點、激光等賣點十足。值得一提的是，近年來激光電視的關(guān)注度與日俱增，大勢所趨已成定局。隨著近年智能電視的蓬勃發(fā)展，電視機這個家電再次回歸到家庭娛樂中心。雖然目前市面上4K片源依然供應(yīng)不足，不過這并沒有阻擋消費者對于4K的青睞。同時無論是供應(yīng)鏈還是主流廠商，都對8K市場充滿了期待。京東方、LG、富士康等顯示屏面板廠商，都已開始進行8K面板的布局。在2019年國際消費類電子產(chǎn)品展覽會上，索尼，LG、三星等主流電視廠商也都推出了旗下8K電視，相信8K電視在今后會進入到較快發(fā)展的階段。

8K顯示分辨率是藍光影片清晰度的16倍，顯示效果相當(dāng)震撼，但8K片源依然是一個硬傷。不過對于這個問題，各個廠商也推出了相應(yīng)的解決方案，通過軟件算法將2K、4K分辨率的視頻升級到8K，無限接近8K畫質(zhì)。實際效果如何，需要等待市場的檢驗。8K似乎已經(jīng)成為激光電視新品的標(biāo)配，眾多品牌不約而同地展出8K激光電視產(chǎn)品或者上市8K激光電視新品，8K激光電視將進入快速普及時代。

二、8k激光電視系統(tǒng)概述

眾所周知，作為家中客廳娛樂視聽中心，人們追求更大、更清晰的電視產(chǎn)品的欲望是永無止境的。當(dāng)大尺寸的電視產(chǎn)品價格過于昂貴，而傳統(tǒng)的投影機又有著諸如燈泡壽命、投射亮度等致命的顯示問題時，激光投影電視就作為一種新穎的解決方案，被廠商搬上臺面。其實，激光電視早在20世紀 90年代就已經(jīng)有了雛形，2006年三菱推出40英寸激光電視樣機，2007年索尼再次高調(diào)推出60英寸激光電視樣機，2007年美國國際消費電子展上，索尼和三菱分別展出了55英寸、40英寸的激光電視樣機。但是因銷量不佳、技術(shù)瓶頸等原因，幾家國際電子巨頭相繼退出了激光電視市場[1]。的確，激光電視存在這樣那樣的痛點，比如激光電視價格過高，讓消費者的接受度比較低。盡管激光電視已從幾年前的6萬-8萬元，降到現(xiàn)在的3萬左右，價格已經(jīng)有了很大程度的降幅，單對普通消費者來說購買萬元的產(chǎn)品還是有些吃力。而且，激光電視不能碰，安裝很困難，激光電視畫面的大小，以及畫面邊緣和幕布的吻合，全靠激光電視位置來確定，因此一旦激光電視的位置挪動了，用戶就需要重新調(diào)整畫面邊緣和幕布的位置。這個過程并非想象的那么簡單，尤其是對于投影機不太熟悉的用戶，反射式超短焦的投射方式，導(dǎo)致了激光電視畫面并非呈現(xiàn)周正的矩形，激光電視在調(diào)整的時候可能要配合梯形校正等功能，因此激光電視的調(diào)節(jié)過程比較繁瑣。另外，人們曾對激光電視的安全性有些擔(dān)憂[2]。雖然激光電視的安全性已經(jīng)過檢驗，很多國家機構(gòu)都確認正常觀看激光電視不會對用戶的眼睛造成物理傷害，但是很多小孩由于存在不良習(xí)慣，離電視鏡頭過近，可能會對眼睛造成一定的傷害。

激光電視雖然不是什么新產(chǎn)物，但是在彩電行業(yè)一直未成主流，市場占有率甚至不如OLED電視。不過，隨著激光電視技術(shù)的日益成熟、以及越加迎合當(dāng)下消費者的口味。激光電視能輕松實現(xiàn)大屏影院級體驗，而對于傳統(tǒng)液晶電視，更大的尺寸就意味更高的成本，更多的技術(shù)瓶頸。所以在家用大屏體驗上，激光電視擁有著傳統(tǒng)液晶電視無法比擬的性價比。另外，由于成像技術(shù)不同，激光電視觀影時對于眼睛的疲勞損耗也要小于傳統(tǒng)液晶電視。在成像效果方面，激光電視利用半導(dǎo)體泵浦固態(tài)激光工作物質(zhì)，色域覆蓋率理論上可以高達人眼色域范圍的90%以上。

當(dāng)前，電視市場已經(jīng)進入8K時代，2019年是8K電視市場元年，所有的電視大廠都展出8K電視，部分廠商甚至已經(jīng)開始銷售8K電視。激光電視廠商也不甘落后，正在積極研發(fā)8K激光電視。海信曾在2018年中國家電及消費電子博覽會(AWE2018)上展出過300英寸8K激光電視，充分顯示超大屏高分辨率激光電視的優(yōu)勢，這是液晶電視無法匹敵的[3]。目前已完成4K分辨率單芯片方案原型機，正在啟動8K分辨率顯示方案研究。上游廠商正在嘗試攻克8K技術(shù)難題，希望盡快推出8K硅基液晶(LCOS)顯示芯片解決方案。8K 數(shù)字光處理(DLP)顯示芯片也在研發(fā)中，預(yù)計2020年左右會推出8K原型機。如果國內(nèi)8K LCOS技術(shù)實現(xiàn)突破，中國真正擁有了激光顯示全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)，技術(shù)上不再受限于歐美芯片廠商，而且LCOS繼承了LCD光閥的全部技術(shù)，但結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，光效更高，再加上液晶制造在像素上的優(yōu)勢，8K分辨率 LCOS產(chǎn)品比數(shù)字微鏡器件(DMD)產(chǎn)品更具有優(yōu)勢。屆時激光電視不僅在抗光幕而且在整機上的價格都有不少的下降空間。雖然現(xiàn)在激光電視和液晶電視相比還有點差距，但是隨著技術(shù)的突破，這種差距將逐漸縮小，并且激光電視擁有超大屏、護眼獨有的優(yōu)勢，再加上入局廠家眾多，競爭激烈，激光電視降價空間可觀。光電視具有智能系統(tǒng)，激光電視的系統(tǒng)也做了升級，傳統(tǒng)的投影機需要輸出設(shè)備，激光電視本身就內(nèi)置了智能系統(tǒng)[4]。擁有這個智能系統(tǒng)之后，可以實現(xiàn)在線觀看電視劇、電影以及綜藝節(jié)目等等。并且智能系統(tǒng)還支持投屏功能，手機上的內(nèi)容可以投射到大屏之上，觀看內(nèi)容的豐富程度不用太擔(dān)心。綜合來看，激光電視已經(jīng)較為成熟。

三、8k激光電視系統(tǒng)的設(shè)計

激光電視機身小巧，搭配100英寸的屏幕就可以構(gòu)成百吋屏幕，甚至還可以打造120英寸的屏幕，大小由己，豐儉由人。很多人不了解激光電視，雖然它是投影機的原理，但是其反射式成像的原理，大大縮減了成像距離，只要幾十厘米就可以投射百吋畫面，考慮激光電視本身的機身寬度，可以說產(chǎn)品貼著墻放置就可以。此外，激光電視光源不需要擔(dān)心壽命問題，可以應(yīng)用上萬小時。激光電視的光源壽命還很長，激光光源幾萬小時也沒壓力，一天8小時也可以使用好幾年，這一點不用擔(dān)心，其和液晶電視的壽命相比并不差，并且現(xiàn)在很多激光電視品牌的保修政策也很好，壞了可以立即送修?？构饽豢梢砸欢ǔ潭壬掀帘苇h(huán)境光[5]，激光電視的抗光幕也是必須要了解的地方，其可以屏蔽環(huán)境光，這樣即便是晚上開燈觀看，也毫無壓力，不會出現(xiàn)普通投影機開燈畫面就泛白的情況。激光電視由于有抗光幕的存在，畫面顏色表現(xiàn)良好，同時不用擔(dān)心亮度不給力的情況，當(dāng)然如果是中午正對著陽光還是不太行的。

在電視面板顯示技術(shù)設(shè)計方面，OLED、量子點發(fā)光二極管(QLED)、微型發(fā)光二極管(Micro Led)是高端電視面板顯示技術(shù)。在這三種顯示技術(shù)中，Micro Led是距離消費級市場最遠的，QLED和OLED具有一定的競爭性，但市場似乎更偏向OLED，而三星的QLED還有太多的問題需克服。OLED顯示技術(shù)的日益成熟，更多廠商加入OLED陣營，面板供應(yīng)鏈OLED生產(chǎn)線的逐步竣工，是OLED逆勢而上的良好前兆。目前國內(nèi)OLED的普及滲透率遠不如美日等發(fā)達國家，這也是預(yù)示著OLED電視有著相當(dāng)大的提升空間。在電視行業(yè)失傳的3D電影功能也在激光電視上復(fù)活，令人詬病的低分辨率缺點也已修正，目前4K激光電視正逐步打入電視市場。當(dāng)然激光電視也存在需要暗光觀影、需要幕布或是較大顯示區(qū)域等缺點，但權(quán)衡利弊，利大于弊。

在8k激光電視系統(tǒng)的設(shè)計中，對于顯示技術(shù)的選擇也較為關(guān)鍵。在所有顯示技術(shù)中，三色激光電視能夠最真實地再現(xiàn)客觀世界豐富的色彩。三色激光電視可以做到完全去除熒光粉輪，RGB三色完全依靠三個顏色的激光發(fā)出，能夠準確顯示各種色調(diào)，幾乎100%達到BT.2020標(biāo)準。激光顯示被譽為人類視覺史上的革命，傳統(tǒng)的液晶屏幕只能覆蓋人眼色域范圍的60%，激光顯示其色域覆蓋率可達到人眼色域范圍的90%。而三色激光顯示是激光顯示方案，其顏色表現(xiàn)力超過了已知的其他顯示方案。業(yè)內(nèi)最高的顯示標(biāo)準BT2020，目前也只有三色激光顯示能夠達到。這是全新的光學(xué)電路設(shè)計，需要解決光路設(shè)計創(chuàng)新，解決三色激光顯示的效率問題，以及散斑問題等。

在激光電視的光源方面，投影機的三大要素，光源、鏡頭以及幕布，激光電視都需要。只不過激光電視的光源為激光，而激光可以體用長效的使用時間。過去燈泡光源使用幾千個小時亮度就明顯降低，這顯然是不太給力的;同時激光光源體積小，并且可以提供高亮的效果，同時能耗也并不高，可以說光源的升級是激光電視的發(fā)展的最大基礎(chǔ)。鏡頭上激光電視也具有新的改進。傳統(tǒng)投影機都是正投，也就是投影距離需要三四米才可以實現(xiàn)100英寸的畫面尺寸。而激光電視采用反射式超短焦的方式，也就是畫面通過幾次反射光路的設(shè)計，大大的縮減投影距離。目前只要40厘米就可以投射百吋的畫面了。普通投影機也需要配置幕布，但是目前主要反射從正面照射過來的光線。而激光電視因為位置在屏幕的下面，所以幕布的圖層經(jīng)過特殊的優(yōu)化，可以反射斜下方的光源，從而提升正面觀看者的畫面亮度，這種設(shè)計讓激光電視可以具有更好的抗光效果。此外激光電視還加入了智能系統(tǒng)等設(shè)計，可以說進一步拓展了傳統(tǒng)投影機的含義，讓家用投影機開始具有更廣泛的競爭力。

四、8k激光電視系統(tǒng)的應(yīng)用分析

對于8k激光電視系統(tǒng)的應(yīng)用，海信首度亮相的85吋8K智慧大屏電視引起了人們的廣泛關(guān)注，這款電視擁有主屏和輔屏兩個屏幕，主屏用于播放內(nèi)容，85吋超大屏幕加之8k分辨率帶來的視覺效果相當(dāng)震撼。置于底部的輔屏主要起到交互作用，可隨時回應(yīng)用戶需求的語音指令，還能推送影片介紹等即時信息。作為家庭智能中樞，輔屏還能控制家電設(shè)備等，交互功能十分強大。電視行業(yè)發(fā)展的趨勢一定不是價格戰(zhàn)，而是高端大屏。海信在中國國內(nèi)推出全球首臺疊屏電視，相比于此前在國內(nèi)發(fā)布的65吋疊屏電視，本次將疊屏尺寸提高到了75吋，而且還支持8K超高清畫質(zhì)。該款電視創(chuàng)造性地使用采用下兩塊面板的疊屏顯示方案，一屏還原色彩，一屏精控明暗，并通過獨特的算法和5顆畫質(zhì)芯片等技術(shù)，將液晶顯示對比度提升至1:100000以上，實現(xiàn)電視畫質(zhì)指數(shù)級的提升，徹底打開了液晶顯示技術(shù)的天花板。

屏幕發(fā)聲激光電視是在三色激光電視之后，在激光顯示領(lǐng)域的又一次技術(shù)突破。這款激光電視屏幕的不同位置都能相對獨立發(fā)聲，加之激光電視特有的大尺寸優(yōu)勢，能夠達到清晰的聲音定位感，另外其40-18KHz全頻響覆蓋，讓電視不用揚聲器就能展現(xiàn)出立體音場。這款激光電視最大優(yōu)勢是可以帶來“音畫合一”的臨場感，另外其發(fā)聲效果也優(yōu)于傳統(tǒng)的電視內(nèi)置音響?？萍紵o疑還會不斷發(fā)展，新技術(shù)也正在不斷涌現(xiàn)。在這樣的快速更迭中，傳統(tǒng)電視行業(yè)的未來似乎難以捉摸。至2018年底，市場主流的智能電視基本都內(nèi)置了AI語音助手，支持語音交互智能操作、AI識圖、問題解答等功能，技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。另外，以手機為中心的智能家庭物聯(lián)網(wǎng)，發(fā)展的也是如火如荼，所以普及物聯(lián)網(wǎng)電視的時機已經(jīng)日趨成熟。物聯(lián)網(wǎng)電視能通過電視開關(guān)空調(diào)、電風(fēng)扇、熱水器等家電設(shè)備。不僅如此，還能連接家中的攝像頭，實時傳送監(jiān)控畫面。如果有人進入你的“監(jiān)控區(qū)”，電視機也會收到消息推送。物聯(lián)網(wǎng)電視的發(fā)展并不會和目前主流的手機物聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)生沖突，兩者是同步并行的關(guān)系，也就是多了一種控制智能設(shè)備的途徑。

大畫面意味著更為強烈的臨場感和更為震撼的體驗，在消費升級大趨勢下，現(xiàn)在的家庭用戶愈發(fā)渴求大屏觀影，而激光電視很好地迎合了大家的實際需求，百吋大屏也就成了它的核心賣點。同時，對于激光電視雖然不傷眼，但亮度不夠，影響觀看體驗的誤區(qū)，海信也給出了回應(yīng)。以海信4K激光電視L5系列為例，其可以達到400尼特的高亮度水平，完全不遜色于液晶電視。更重要的是，不僅具備家庭各種場景下適宜的亮度水平，海信L5還具備液晶電視不具備的健康護眼功能，真正實現(xiàn)了好看不傷眼的效果。

五、結(jié)論

由于其靈活性和便攜性，激光電視越來越受到大眾的歡迎，激光電視系統(tǒng)可以實現(xiàn)超短焦投影光學(xué)元件的集成，這幫助激光電視能夠在距離屏幕或墻面幾英寸的位置上投射出大幅、明亮的圖像。雖然激光電視可以將大幅圖像投射到幾乎任意表面上，但若能與高性能屏幕配對使用，則可以實現(xiàn)最佳的圖像質(zhì)量。通過wi-fi和智能連通性，用戶能夠以流媒體的形式播放最新電視節(jié)目和在線電影。此外，它緊湊小巧的外形尺寸方便用戶在不同房間中使用，并且在用戶打算改變房間的裝飾風(fēng)格或?qū)⒃燃す怆娨曀伎臻g用于其它用途時，便于激光電視隱藏起來。