ТЕХНОЛОГИИ: Разогнать телевизор

Автор: Владимир Николаевич

Те, кто познакомился с компьютерами лет десять назад или больше, должны помнить, что у многих мониторов того времени был параметр, называвшийся interlaced. Или non-interlaced. Судя по всему, история сделала полный виток, и сегодня нечто похожее можно отыскать в последних моделях микрозеркальных проекторов.

Как и большинство изобретений, обе технологии появились не от хорошей жизни. Прежний interlaced-режим был недорогим способом увеличить количество отображаемых пикселов. Когда монитор или видеокарта были уже не способны показывать больше (не хватало полосы пропускания видеоусилителей или ЦАП, а снижать частоту кадров было уже некуда. — С.Л.), ушлые инженеры предложили чередовать кадры, отображающие только четные или только нечетные строки. Таким образом создавалась иллюзия, что мы действительно видим больше пикселов. Ну а то, что мелкие детали в чересстрочном режиме размывались, а глаза быстро уставали, было уже платой за дешевизну.

С годами компьютерное «железо» окрепло, и interlaced-режим ушел в историю. И вот в середине 2004 года корпорация Hewlett-Packard объявила о разработке недорого способа учетверить разрешение микрозеркальных проекторов, удивительно напоминающего старый трюк. Причины для трюкачества были очевидны. Проекторы такого рода, выгодно отличаясь от конкурентов по многим показателям, остаются очень дорогими, а потому не слишком популярными. За право продать массовому (то есть домашнему) пользователю возможность смотреть кино на большом экране в последние годы сражаются сразу несколько разных технологий, и микрозеркала явно проигрывают борьбу жидким кристаллам. Между тем видеоиндустрия постепенно, но необратимо переходит на стандарт высокой четкости (1080 строк), что требует не только снижать цены, но и повышать разрешение.

Просто делать чипы с большим количеством зеркал — нельзя. Они и сейчас очень дороги, а так получатся вообще «золотыми». Конкуренты поджимают, маркетологи рисуют неприятные графики менеджерам, те давят на инженеров, и тогда последние предлагают: «Ну, эти проекторы уже показывают поочередно кадры одного цвета — красного, зеленого и синего. У зрителей они сливаются в одну цветную картинку. Давайте и разрешение так же удвоим». Менеджеры морщат лоб и отвечают: «Это же вроде было на мониторах… Помнится, от них еще глаза из орбит вылезали…» «Да, — соглашаются инженеры, — но в мониторах вы в упор смотрели на мелкие буквы. А если сидеть на диване и разглядывать всякие там пейзажи, погони или говорящие головы, то все будет нормально. Обычные телевизоры до сих пор через строчку работают». Менеджеры совещаются и кивают: «Ладно, делайте прототип».

Инженеры прячутся в лаборатории, и через некоторое время появляется технология под названием Wobulation (от английского to wobble — шататься, качаться, колебаться). Суть ее в следующем. Поток света, отраженный DLP-чипом (и потому уже содержащий изображение), выводит на экран изображение одного полукадра, или, точнее, трех монохромных, сливающихся в один цветной. Затем вся картинка на экране сдвигается специальной отклоняющей системой на половину строки. После проецирования второго полукадра следует обратный сдвиг на полстроки, и нам показывают первый полукадр следующего кадра. Цикл повторяется. Если сдвигать строки достаточно быстро, то у зрителя возникнет иллюзия более высокого разрешения, хотя картинка будет отражаться от старого чипа. Таким нехитрым способом 540 рядов зеркал могут показывать на экране 1080 строк, пусть и не одновременно.

Разумеется, сдвигать картинку можно не только в вертикальном, но и в горизонтальном направлении, получая не чересстрочную, а, скажем так, чересстолбцовую развертку. Более того, обе развертки можно совместить, увеличив экранное разрешение аж вчетверо. Менеджеры HP, конечно, не могли упустить этот шанс.

Оборотной стороной нового-старого фокуса являются возросшие требования к производительности DLP-чипа. Ведь если вместо одного кадра мы за то же время хотим показать четыре, то частота переключения микрозеркал должна быть учетверена, а это совсем не легко. Стандартная частота кадров 60 Гц в дешевых однокристальных проекторах уже утроена, поскольку они вынуждены показывать вместо одного цветного кадра три монохромных. Ее можно еще раз удвоить, и это уже сделано в проекторах второго поколения безо всякой Wobulation, просто чтобы триплеты красно-зелено-синих кадров лучше сливались в глазах и зрители реже видели так называемую радугу — распад цветной DLP-картинки на монохромные.

Удвоить частоту еще раз в принципе можно, но это вызовет проблемы с количеством отображаемых оттенков на экране. Поэтому в первом поколении проекторов с новой технологией разрешение на экране и кристалле отличается только вдвое. Учетверение (и далее удевятерение?) станет доступно позже, по мере разгона микрозеркал, которое наверняка не заставит себя ждать.

Кстати, монопольный производитель DLP-чипов — компания Texas Instruments — сразу же лицензировала у НР новую технологию. Кроме очевидной экономии на зеркалах, «техасцы» заметили, что у картинки, пикселы которой двигаются быстро, исчезает видимая граница между ними. А эта граница, хорошо заметная с близкого расстоянии как тонкая сетка во весь экран, зрителям, конечно, не нравится. Если двигать с помощью Wobulation пикселы по горизонтали, то у сетки пропадают вертикальные линии, а если по вертикали — горизонтальные. Для полного устранения (читай — размывания) межпиксельных границ технология HP требует движения в двух плоскостях и учетверения частоты кадров, на которую, повторяем, чипы Texas Instruments пока не способны.

Поразмыслив над этой проблемой, в TI создали свой вариант чересстрочной развертки под названием SmoothPicture. Суть ее в том, что микрозеркала повернуты на 45 градусов. При такой укладке у них нет вертикальных или горизонтальных границ — только диагональные, и межпиксельная сетка полностью исчезает при «вибрации» лишь в одном направлении (например, влево-вправо).

Смекалистые читатели здесь могут удивиться и спросить: а разве нельзя было вместо зеркал повернуть систему, сдвигающую кадр? Пусть бы она отклоняла его по диагонали. Все границы между пикселами исчезли бы и на DLP-чипах со старой укладкой. Разумеется, сделать это было можно. Но, по-видимому, диагональный сдвиг в меньшей степени увеличивает разрешение, чем горизонтальный или вертикальный. А Texas Instruments не хотелось отказываться от «бесплатного» удвоения. Поэтому проекторы на ее последних чипах сочетают необычную укладку с горизонтальным сдвигом и описываются примерно так: «Новый DLP-кристалл семейства HD3 содержит матрицу из 960x1080 ромбовидных зеркал. Благодаря технологии SmoothPicture изображение на экране не имеет характерной пиксельной структуры, а его разрешение равно 1920х1080 точек».

В остальном технологии НР и TI очень похожи, и на многих сетевых ресурсах их даже пишут через дефис (Wobulation-SmoothPicture), то ли подчеркивая схожесть, то ли не видя особой разницы. Кстати, обе компании тоже не пытаются объяснить все тонкие различия, и пристальное изучение их сайтов оставляет больше вопросов, чем ответов. Там, например, можно узнать, что изначально Wobulation применялась в струйных принтерах HP (для тех же целей), а в проекторах картинку сдвигает на полпиксела отдельный вибрирующий отражатель (то есть зеркало). Но нет ни слова о частоте сдвигов, а ведь это очень важно. Чтобы узнать ее, надо читать обзоры в профильных журналах, где сами разработчики говорят о 120 герцах, дающих привычные 60 кадров в секунду с удвоенным разрешением.

Проекционные телевизоры от HP с «разогнанным» экраном продаются уже почти год. Это модели HP Pavilion md5020n, md5820n, md5880n и md6580n. Возможно, они есть и у некоторых наших читателей, которым не стоит ломать голову над тем, ноу-хау с каким названием используется в купленном аппарате. Хотя в описании моделей на www.HP.com упоминается только Wobulation, нет сомнений, что в действительности они содержат тот же DLP-чип от TI с той же технологией, которую другие производители называют SmoothPicture. В отношении микрозеркальных проекторов это просто два названия одного трюка.

Однако рано или поздно нечто похожее появится в проекторах других типов — на основе LCOS, быстрых LCD, может быть даже лазерных… И тогда нам снова придется разбираться, иллюзия какого рода предлагается под видом «уникальной» и «потрясающей». Жизнь полна неожиданностей, но им свойственно повторяться…