Máy chiếu là gì?

Máy chiếu là gì?

Máy chiếu là gì? Máy chiếu là một thiết bị có bộ phận phát ra ánh sáng và có công suất lớn, cho đi qua một số hệ thống xử lý trung gian (để từ một số nguồn tín hiệu đầu vào) để tạo ra hình ảnh trên màn chắn sáng mà có thể quan sát được bằng mắt.

Máy chiếu hình ảnh:

-         Máy chiếu CRT

-         Máy chiếu LCD

-         Máy chiếu DLP

-         Máy chiếu LCOS

Trên thị trường, sự cạnh tranh giữa nhóm máy chiếu công nghệ LCD (đại diện tiêu biểu là Panasonic,  Sony, Hitachi…. ) với máy chiếu công nghệ DLP, dẫn đầu bởi Optoma, BenQ…..ngày càng quyết liệt.

Điều này giúp cả hai công nghệ tự hoàn thiện mình hơn nữa để chất lượng hình ảnh ngày càng rõ, đẹp, tự nhiên. Đồng thời, giá thành sản phẩm cũng vì thế mà rẻ đi. Sự khác biệt chất lượng giữa các công nghệ phóng hình (LCD, DLP và LCOS) giờ đây còn rất nhỏ. Máy chiếu được phân loại theo một số tiêu chí thông dụng như tính trong suốt (transparent), tính phản chiếu (reflective) đối với ánh sáng truyền; hoặc 3 tấm, 1 tấm theo số lượng tấm tạo ảnh; hoặc LCD, gương, LCOS theo cấu tạo. Về nguyên lý, ánh sáng phát ra từ đèn công suất cao phải đi qua nhiều thấu kính để điều chỉnh cho ổn định, đồng nhất trước khi đến lăng kính điều chế hình ảnh cũng như lúc xuất ra. Hai phương pháp thường được dùng hiện nay là trong suốt cho xuyên qua và phản chiếu bằng gương.

Phương pháp trong suốt thường dùng tấm LCD trong khi phương pháp phản chiếu lại sử dụng hàng ngàn gương nhỏ tương ứng hàng ngàn điểm ảnh. Mỗi phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng song mức khác biệt chất lượng hiện tại đã được rút ngắn đến mức khó phân biệt. Tiếc là vẫn chưa có máy chiếu nào toàn năng đến mức đáp ứng tốt cả trình diễn nghiệp vụ và chiếu phim. Chính vì thế để lựa được máy chiếu phù hợp với mục đích sử dụng, bạn cần hiểu rõ công nghệ trước.

LCD - Liquid Crystal Display

Máy chiếu LCD (liquid crystal display) tổng hợp hình ảnh màu dựa trên 3 màu cơ bản là đỏ, lục và xanh dương (RGB) như cơ chế đang được dùng phổ biến trong chế tạo màn hình, in ấn. Nguồn sáng trắng ban đầu được tách thành 3 nguồn sáng đơn sắc là đỏ, lục, xanh dương và được dẫn đến 3 tấm LCD độc lập. Nếu điểm ảnh trên LCD ở trạng thái đóng, ánh sáng không thể xuyên qua thì điểm ảnh biểu diễn trên màn hình là đen. Tương tự, độ sáng của điểm ảnh cũng thay đổi tương ứng theo trạng thái mở của điểm ảnh LCD. Điều khiển 3 tấm LCD đóng mở điểm ảnh theo thông tin ảnh số, ta thu được 3 ảnh đơn sắc theo hệ màu RGB. Sau đó, tất cả được tổng hợp một cách tự nhiên trong một lăng kính theo cơ chế ánh sáng trước khi xuất đến màn chiếu.
Ưu điểm của máy chiếu LCD 3 tấm là thể hiện phong phú sắc độ màu, sắc nét và độ sáng cao. Do tổ hợp cùng lúc 3 màu RGB với nguồn sáng ổn định, không suy giảm, máy chiếu LCD 3 tấm tái hiện màu phong phú và chuyển tiếp màu mượt hơn công nghệ DLP 1 tấm. Độ sắc nét của máy chiếu LCD 3 tấm trội hẳn DLP trong các ứng dụng nghiệp vụ. Độ hiệu quả ánh sáng (ANSI lumen xuất ra/công suất đèn) của máy chiếu LCD cũng có phần nhỉnh hơn DLP.

Nhược điểm của máy chiếu LCD thường thể hiện khi chiếu phim là lộ điểm ảnh và màu đen không thật. Tuy nhiên, với thế hệ máy chiếu phân giải XGA hiện nay, mắt thường rất khó phân biệt được điểm ảnh. Với thế hệ D4 mới nhất mà Epson chế tạo, khoảng phân cách giữa hai điểm LCD đã giảm từ 3 micron xuống 2,5 micron. Còn để tạo được màu đen tự nhiên, Epson vừa áp dụng kỹ thuật thay đổi động cường độ sáng trong mẫu máy Dreamio EMP-TW200H. Chế độ cinema tối ưu cho mục đích chiếu phim tự động giảm công suất nguồn đèn trong khoảng 1.500lm đến 500lm.

Để thể hiện được những chi tiết khuất trong vùng tối hoặc vùng sáng, Epson có chức năng tăng cường mức trắng và đen (black & white level enhancer): đường gamma sẽ được chỉnh cong lên khi khung hình tối và chỉnh cong xuống trong trường hợp khung hình sáng. Kính lọc cinema mà Epson vừa đưa vào giúp lọc bớt màu lục, xanh dương nên màu da người có phần hồng hào hơn, màu sắc chuyển mượt và sâu hơn. Texas Instruments từng tài trợ một thử nghiệm để chứng minh máy chiếu LCD nhanh xuống màu hơn DLP. Kết quả thử nghiệm cho kết quả đúng nhưng tuổi thọ của tấm LCD giờ đã được nâng lên nhiều nhờ công nghệ chế tạo LCD HTPS (high temparature polysilicon) của Epson cho phép LCD chịu được nhiệt độ 1.000 độ C.

Cũng ứng dụng các công nghệ phóng hình số như máy chiếu (projector) nhưng bộ phận phóng hình tích hợp trong TV projection được đặt phía sau màn ảnh. Khi áp dụng trên dòng TV projection, vẻ đẹp công nghệ xử lý hình ảnh Wega Engine độc quyền của Sony được hợp thành bởi Bộ xử lý đa hợp (CCP2-Composite Component Processor 2), công nghệ DRC (Digital Reality Creation) và MID-X (Multi Image Driver-X).

Bộ xử lý đa hợp CCP2 phân tích tín hiệu theo cả đường ngang, dọc và chéo để loại bỏ nhiễu, tăng độ nét, tạo độ sâu; và có khả năng giảm nhiễu khối thường gặp trong định dạng Mpeg. Phiên bản DRC-MF V1 tái tạo tín hiệu đầu vào thông thường bằng những giải thuật dùng cho tín hiệu phân giải cao HD nên độ phân giải hình ảnh cao gấp 4 lần bình thường (DRC 1250), hình không rung (DRC 100) và sắc nét góc cạnh chữ (DRC progressive). Để các góc màn hình phẳng thật sự mang lại cảm giác phẳng, Sony sử dụng công nghệ chuyển đổi tín hiệu MID-X với những giải thuật riêng và cho phép hiển thị linh hoạt theo kiểu dải hình, hình đôi và hình trong hình. Sony hiện chỉ bán tại Việt Nam hai mẫu projection TV cao cấp KP-FX532M91 53" (50,9 triệu đồng) và KP-FX432M91 43" (36,7 triệu đồng).
Thị trường TV projection thêm phần phong phú với sự hiện diện của 4 mẫu Samsung 43T7, 43T8, 54T8, 43H3 với giá từ 30 triệu đến 50 triệu, kích thước 43" phổ biến (chỉ 54T8 rộng 54"); và phiên bản 43H3 chuyên chiếu phim. Tất cả đều trang bị mạch xử lý hình ảnh DNIe (Digital Natural Image Engine), đã được cấp hơn 110 bằng sáng chế. Bên cạnh 4 chức năng chính là loại bỏ tạp nhiễu ngay từ khâu nhận tín hiệu, tăng độ tương phản bằng cách mở rộng dãi màu, tăng cường chi tiết bằng cách lấy mẫu giá trị các điểm ảnh quanh đường biên đối tượng và tối ưu hóa màu sắc, phiên bản DNIe thế hệ mới đang được sử dụng trong màn hình DLP Samsung còn tăng mật độ điểm ảnh lên 6 lần và đưa thêm chức năng tối ưu hình ảnh như cho người dùng chỉnh độc lập màu da, màu trời, màu cỏ trên bảng điều khiển màu cá nhân, thay đổi độ tương phản dựa trên tín hiệu đầu vào, cân chỉnh độ sáng theo môi trường, và có 9 mức bù màu đỏ, lục, xanh dương theo khả năng cảm nhận màu của mỗi người.
DLP - Digital Ligth Processing

Trái ngược với phương pháp trong suốt cho ánh sáng truyền qua của LCD, công nghệ DLP do Texas Instruments phát triển độc quyền vào năm 1997 sử dụng gương để phản chiếu ánh sáng. Một chip DMD (Direct Micromirror Device) được tích hợp đến hàng ngàn vi gương, mỗi vi gương tương ứng một điểm ảnh. Vì gương dao động hàng ngàn lần/giây và thể hiện được 1.024 cấp độ xám. Để thể hiện hình ảnh màu, một bánh quay màu (color wheel) được đặt giữa nguồn sáng và DMD. Phổ biến hiện nay là hệ thống sử dụng bánh quay 4 màu gồm đỏ, lục, xanh dương, trắng để lần lượt tạo và xuất ra 4 ảnh đơn sắc trong một chu kỳ. Thay vì tổng hợp tự nhiên tại thấu kính, 4 hình ảnh đơn sắc lần lượt được ghi nhận và tổng hợp tại não người (tương tự như phương pháp tổng hợp ảnh 3D bằng mắt phổ biến trong giới thanh niên vào những năm 1990).

Ưu điểm của DLP là tạo được hình ảnh mượt, không lộ điểm ảnh; tương phản cao và không bị hiện tượng lệch hội tụ như công nghệ dùng 3 tấm. Mặt khác, cấu tạo máy chiếu DLP đơn giản hơn LCD 3 tấm nên kích thước máy nhỏ và nhẹ hơn.

Nhờ đưa thêm màu trắng vào bánh quay màu mà hình ảnh tạo ra bởi máy chiếu DLP sáng hơn và có màu trắng rất thuần khiết; tuy nhiên, điều này lại làm cho tỷ lệ cân bằng giữa các màu chênh lệch và làm giảm sắc độ màu biểu diễn. Để khắc phục, máy chiếu DLP trong rạp hát gia đình có thể dùng bánh quay 6 màu (2 bộ màu RGB) và có trường hợp bổ sung thêm màu lục đậm, xanh dương đậm (bánh quay 7 màu hoặc 8 màu). Việc loại bỏ màu trắng và dùng bánh quay nhiều màu giúp máy chiếu DLP thể hiện màu tươi, phong phú sắc độ hơn nhưng độ sáng bị giảm xuống; vì thế để xem phim tốt với máy chiếu DLP, không gian phòng chiếu cần tối.

Nhược điểm của DLP không phải mọi người đều nhận thấy. Tùy thuộc vào khả năng xử lý hình ảnh của não mà một số người cảm thấy nhức đầu, hoa mắt và thấy vệt cầu vồng viền quanh đối tượng chuyển động nhanh. Hiện tượng này xuất hiện là do đối tượng chuyển động quá nhanh nên có sự xê dịch trong quá trình tổng hợp các lớp ảnh đơn màu diễn ra trong não. Để loại bỏ hiện tượng này triệt để, dĩ nhiên máy chiếu DLP cũng được phát triển theo hướng sử dụng 3 chip DMD nhưng giá thành hiện nay còn rất cao, khoảng trên 20.000 USD một máy. Một số nhà sản xuất máy chiếu DLP 1 tấm khác đang tìm cách tăng tốc độ quay và tăng số màu trên bánh quay màu. Điều này đã phân hóa dòng máy chiếu DLP: hướng đến phòng chiếu phim gia đình, nhà sản xuất dùng bánh quay 6 màu, tốc độ 120Hz (tương đương 7.200 vòng/phút) trong khi máy chiếu cho ứng dụng nghiệp vụ thì vẫn dùng bánh quay 4 màu (có màu trắng) với tốc độ quay từ 120Hz cho đến 180Hz. Tuy vậy, cách khắc phục này không thể loại bỏ hoàn toàn hiện tượng vệt cầu vồng.

Đầu năm nay, Samsung đã có bước đột phá vào thị trường Đông Nam Á với 4 màn hình DLP cao cấp phân giải cao và hỗ trợ toàn diện các chuẩn video chuyên nghiệp hiện nay. Trên thế giới, Samsung là một trong những nhà sản xuất đầu tiên sử dụng chip HD2 (DarkChip) phân giải cao (1280x720), tương phản 1.000:1 của Texas Instruments để chế tạo màn hình DLP HLM617W 61" chuẩn HDTV. Tất nhiên, màn hình DLP của Samsung cũng được trang bị mạch xử lý hình ảnh DNIe (Digital Natural Image Engine).

LCOS - Liquid Crystal on Silicon

Công nghệ LCOS là giải pháp kết hợp được công nghệ LCD và DLP. Bên trên lớp đế gương phản chiếu là lớp phủ thạch anh lỏng. Ứng với trạng thái đóng hoặc mở của thạch anh mà tia sáng nguồn được phản chiếu trên lớp đế gương hoặc không, tạo ra điểm sáng hoặc tối. Hơn nữa, việc chế tạo LCOS có thể thực hiện ngay trên những dây chuyền sản xuất vi mạch bán dẫn hiện có nên chi phí sản xuất dễ chấp nhận hơn.

Ưu điểm lớn nhất của công nghệ LCOS là tạo được hình ảnh mượt, không hề lộ điểm và vượt qua cả chip DLP Mustang phân giải cao (1280x720). Độ sắc nét của LCOS trội hơn DLP đồng thời thể hiện màu tự nhiên hơn. Một điểm khác cũng hết sức quan trọng là máy chiếu LCOS hoàn toàn không gây ra hiện tượng vệt cầu vồng hay hoa mắt cho người xem.

Điểm yếu hiện tại của công nghệ này là độ tương phản chưa cao: hiện mới chỉ đạt đến 800:1 trong khi công nghệ LCD và DLP hiện tại đã đạt đến 6.000:1. Ngoài ra, tuổi thọ bóng đèn LCOS còn đang ở mức 1.500 giờ và giá thay thế còn rất cao.

Dựa trên lý thuyết LCOS, một số nhà sản xuất đã cải tiến nhằm đưa ra công nghệ biến thể. Đầu tiên, JVC đưa ra D-ILA (Direct Drive Image Light Amplifier) không dùng LCD chứa chất liệu hữu cơ để kéo dài tuổi thọ và nâng tính ổn định màu. LCOS cũng đã được Philips ứng dụng để chế tạo màn hình phẳng lớn trên 25 inch. Với công nghệ TFT LCD hiện tại, màn hình kích thước 25 inch có giá thành khoảng 4.000 USD song phương pháp của Philips sắp cho ra đời sản phẩm chỉ khoảng 2000 USD (theo Electronic Design Online). Máy chiếu LCOS đặt phía sau màn ảnh chỉ cần sử dụng 3 LCD kích thước chưa đến 1 inch nên chi phí cho LCD giảm xuống rất nhiều. Bù lại, bề dầy của màn hình phóng từ sau (rear projection display) lên đến 23cm, gấp màn hình TFT LCD gần 20 lần.

Trong vài năm gần đây, thị trường Việt Nam xuất hiện rất nhiều màn hình projection với kích thước trên 40 inch của các nhà sản xuất như Hitachi, Panasonic, Samsung, Sony, Toshiba, ... với giá khoảng 30 triệu đồng trở lên. Riêng màn hình DLP thì còn hiếm, Samsung hiện đang bán 50L3 50", 56L7 56" với giá tương ứng là 65 triệu và 95 triệu.