4LCD投影技術(shù)原理及其發(fā)展解析

光學(xué)三原色為紅色、綠色和藍(lán)色，染料三原色為紅色、黃色和藍(lán)色。四色技術(shù)為何物？四色是不是噱頭？四色是否能顛覆傳統(tǒng)的三原色理論？可能還有人在迷惑何謂三原色？

2010年7月，AQUOS液晶電視搭載了夏普的“四色技術(shù)”。這一技術(shù)核心就是加入黃色，這一嶄新的色彩概念顛覆了傳統(tǒng)的紅、藍(lán)、綠三色技術(shù)，在液晶電視行業(yè)掀起了一場(chǎng)色彩的革命。

通過(guò)ZOL家電頻道的實(shí)拍對(duì)比照片，我們可以看出采用四色技術(shù)的液晶電視比傳統(tǒng)的三原色電視，畫(huà)面更加艷麗，色彩更加豐富。這個(gè)效果對(duì)比，證明四色液晶電視技術(shù)確有功效，不是噱頭也不是憑空炒作。

左邊為三色電視 右邊為四色電視

四色電視技術(shù)在一片鼓掌與贊美聲中，備受推崇，聯(lián)想到了幾年前的4LCD投影技術(shù)。這個(gè)4LCD技術(shù)曾經(jīng)高調(diào)上市，但是卻一直沒(méi)有得到廣大媒體的認(rèn)同。這兩個(gè)四色技術(shù)是否有同樣的原理？這兩個(gè)技術(shù)為何會(huì)有不同的市場(chǎng)境遇？這兩個(gè)技術(shù)究竟原理何在？

四色技術(shù)

4LCD投影技術(shù)

看到液晶電視四色技術(shù)的成功，我們能否為4LCD投影平反？

現(xiàn)階段，DLP、LCD和LCoS是投影機(jī)的核心面板技術(shù)。其中3DLP主要面向高端市場(chǎng)，主要應(yīng)用在工程領(lǐng)域；單片LCD已經(jīng)瀕臨淘汰；LCoS起步稍晚，但是在微投領(lǐng)域已經(jīng)被LCoS所壟斷。綜合而言，在民用市場(chǎng)還是以DLP和3LCD產(chǎn)品為主。

3LCD技術(shù)是利用分色鏡將光源發(fā)出的白光分解為RGB（紅、綠、藍(lán)）三種顏色的光束，三色光束分別透過(guò)各自的液晶板，然后通過(guò)棱鏡重新合成后投影到屏幕上。由于分色過(guò)程中綠色和紅色光束中都會(huì)摻入黃光，導(dǎo)致圖像色彩不夠準(zhǔn)確。而4LCD技術(shù)在綠色液晶板前增加了一塊色彩控制設(shè)備，專門(mén)處理黃色光，據(jù)稱可將色彩表現(xiàn)能力提高20%，尤其是對(duì)暖色系色彩的表現(xiàn)能力更強(qiáng)，主要針對(duì)需要高色彩表現(xiàn)力的商業(yè)展示市場(chǎng)。所謂的4LCD技術(shù)就是在傳統(tǒng)3LCD投影機(jī)光路基礎(chǔ)之上，增加一個(gè)獨(dú)立的色彩控制裝置Color Control Device 。由于增加的是色彩管理裝置，而并不是一塊真正的液晶，因此該技術(shù)準(zhǔn)確的說(shuō)應(yīng)該叫做3LCD+1。

3LCD與4LCD的區(qū)別

經(jīng)過(guò)以上介紹和比較，我們得知，不管是電視的四色技術(shù)，還是4LCD技術(shù)，都是增加了黃色。通過(guò)控制黃色光線，利用修正技術(shù)可以進(jìn)行更加細(xì)微的色彩調(diào)整，使顯示畫(huà)面更為細(xì)膩。但兩者的初衷卻截然不同。

電視應(yīng)用的四色技術(shù)，主要為再現(xiàn)“金色”、“閃耀的金屬色”、“明艷的黃色”等等傳統(tǒng)三原色技術(shù)難以表現(xiàn)的色彩，有效使用黃色波長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)更廣闊的色域。我們可以理解為四色電視技術(shù)，是一種追求極致的自發(fā)需求產(chǎn)物。

4LCD技術(shù)，是市場(chǎng)壓力下的催生品。在投影行業(yè)的有兩個(gè)現(xiàn)象，在高端工程領(lǐng)域，超過(guò)8000流明的幾乎全部為3DLP產(chǎn)品；在高端影院領(lǐng)域，3LCD產(chǎn)品占主導(dǎo)地位，但是亮度一般都不超過(guò)2000流明。3LCD技術(shù)在顏色還原上，相比DLP產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)很明顯。但是，3LCD投影機(jī)在高亮度情況下，色彩會(huì)偏色非常厲害，其中黃色偏色最為明顯，4LCD技術(shù)的出現(xiàn)正是為了解決這一問(wèn)題。使用4LCD技術(shù)的工程投影產(chǎn)品，在保證色彩不失真的前提下，已達(dá)到7000流明的高亮度。

所有的顯示設(shè)備，都離不開(kāi)光源，也和一個(gè)名詞糾結(jié)在一起，三原色。提到三原色，我們總聽(tīng)到幾個(gè)容易混淆的名詞，光學(xué)三原色，染料三原色、印刷三原色、彩色三原色等，難道三原色還有如此之多？

要說(shuō)十八世紀(jì)偉大科學(xué)家，就是艾薩克·牛頓(Issac Newton)。我們從初中就開(kāi)始學(xué)習(xí)力學(xué)定律，越學(xué)習(xí)越發(fā)現(xiàn)我們的渺小，越能體會(huì)牛頓的博學(xué)與睿智。牛頓不僅在力學(xué)、數(shù)學(xué)、化學(xué)、天文、宗教、經(jīng)濟(jì)等功勛卓著，還是近代色彩研究的科學(xué)奠基人。當(dāng)一束白光通過(guò)三棱鏡時(shí)，它將經(jīng)過(guò)兩次折射，其結(jié)果是白光被分解為有規(guī)律的七種彩色光線。這七種色彩依次為：紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫，且順序是固定不變的。這就是我們常說(shuō)的“七色光”，也是彩虹形成的原理。而這七種光線經(jīng)過(guò)三棱鏡的反向折射之后，又會(huì)合成一束白光。1666年牛頓發(fā)表學(xué)說(shuō)“色彩在光線中”，這就是后來(lái)為人熟知的“色散試驗(yàn)”。經(jīng)過(guò)紛繁的實(shí)驗(yàn)，牛頓計(jì)算出七種色光中只有紅、綠、藍(lán)三種色光無(wú)法再被分解，而其他色光均可由這三種色光以不同比例相合而成。于是紅、綠、藍(lán)則被稱為“三原色光”或“光的三原色”。

棱鏡色散

顏料的三原色與光的三原色規(guī)律不同！透明體的顏色是由它本身的色光決定，不透明體的顏色由他反射的色光決定?？梢院?jiǎn)單理解為，顯示成像的都是利用光學(xué)三原色，而現(xiàn)實(shí)中的物體顏色就是顏料三原色。

光學(xué)三原色 顏料三原色

光學(xué)三原色中任意兩種色光等量相加，則成為三原色光中另一種色光的互補(bǔ)色光。即：等量的紅光+綠光=黃光，互補(bǔ)于藍(lán)光；等量的紅光+藍(lán)光=品紅光（也稱洋紅，即較淺的紫紅），互補(bǔ)于綠光；等量的綠光+藍(lán)光=青光，互補(bǔ)于紅光。青色、品紅、黃色，是我們?cè)诂F(xiàn)實(shí)中肉眼看的見(jiàn)的顏色，簡(jiǎn)稱C、M、Y，即顏料三原色。

Photoshop中的拾色器，支持顏色的四種量化方式

由于現(xiàn)實(shí)世界沒(méi)有RGB的純色，我們畫(huà)畫(huà)、染料、印刷等所使用的就是顏料三原色。兩者的區(qū)別很大，在光學(xué)三原色中，色光間存在遞減關(guān)系，RGB三色等量疊加后即為白色；在顏料三原色中，顏色成遞增關(guān)系，CMY三色等量疊加后即為黑色。通過(guò)顏色的不同量的組合，會(huì)出現(xiàn)多姿多彩的顏色。這是顯示設(shè)備的成像原理，也是我們?yōu)楹文芸匆?jiàn)多彩顏色的原因。

上文簡(jiǎn)述了三原色的原理和變化，那么四色電視技術(shù)和4LCD技術(shù)增加的黃色，意義何在？

RGB＋Y

通過(guò)光學(xué)三原色的原理，我們對(duì)紅色、綠色和藍(lán)色分別與黃色進(jìn)行了組合。我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，紅色＋黃色＝綠色，綠色＋黃色＝紅色，實(shí)際應(yīng)用沒(méi)有任何意義，兩個(gè)顏色進(jìn)行了變色轉(zhuǎn)換。藍(lán)色＋黃色＝白色，效果是小幅增加了藍(lán)色的變化范圍。中間是單獨(dú)的黃色，對(duì)于還原更加豐富多彩的黃色、金色、橙色等有利。根據(jù)廠商的宣傳，增加黃色后，拓展了色域的優(yōu)勢(shì)，從理論上是正確的；當(dāng)然，最核心的，關(guān)鍵點(diǎn)，還是還原了更加自然的黃色。

四色技術(shù)下的色元素，像素

為啥增加光學(xué)中這個(gè)補(bǔ)色，不是其它兩個(gè)補(bǔ)色？為啥是顏料三原色中的，黃色？由于多家擁有顯示技術(shù)的廠商，為了增加畫(huà)面的靚麗，都不約而同的增加了紅色。一個(gè)顯著特點(diǎn)，就是在黑屏情況下，高端電視都有輕微的發(fā)紅現(xiàn)象。紅色的波長(zhǎng)最長(zhǎng)，也是人的肉眼感知最為強(qiáng)烈的顏色。交通用紅色來(lái)代表禁止，就是這個(gè)原理。但是增加紅色后，顏色固然靚麗，或亮麗，但是一定程度上帶來(lái)了失真，尤其是在還原人的膚色，大家看畫(huà)面最為關(guān)心的細(xì)節(jié)內(nèi)容。除了純風(fēng)景片，沒(méi)有人物的顯示內(nèi)容的電影還是比較少的。

使用頂級(jí)LED光源電視，若看風(fēng)景片，電視的紅色讓人賞心悅目，但是看人物膚色，顏色失真比較明顯。當(dāng)然，這是在有對(duì)比的情況下，才能感知或發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。還原真實(shí)的人物膚色，這就是電視、投影都選擇增加黃色的原因所在。

四色電視技術(shù)主要應(yīng)用于家電行業(yè)，技術(shù)領(lǐng)先，市場(chǎng)號(hào)召力強(qiáng)，自然會(huì)受大眾認(rèn)可。而4LCD技術(shù)再好，不受認(rèn)可原因如下：

　　1、高端工程應(yīng)用領(lǐng)域的局限性

4LCD技術(shù)為了解決亮度問(wèn)題而生，超高亮度的產(chǎn)品主要應(yīng)用于工程領(lǐng)域。由于先入為主的原因，高端工程投影機(jī)主要被幾個(gè)著名品牌占據(jù)，并且絕大多數(shù)都被高端3DLP技術(shù)所占領(lǐng)。工程投影機(jī)市場(chǎng)中份額有限，也是制約4LCD發(fā)展的原因之一。

2、亮度制約

高端工程投影機(jī)，只應(yīng)用在極其苛刻的條件下，部分需要超高亮度，甚至需要上萬(wàn)流明的支持。4LCD起步較晚，現(xiàn)階段能實(shí)現(xiàn)7000以上的亮度，但是這亮度級(jí)別和上萬(wàn)流明3DLP的差距，依然是不小的技術(shù)問(wèn)題。

3、支持廠商少

4LCD在技術(shù)號(hào)召力上不夠誘惑。由于索尼、JVC等廠商，力推LCoS技術(shù)，暫時(shí)無(wú)暇關(guān)心3LCD、4LCD的發(fā)展。4LCD技術(shù)，成本較高，很難得到下游廠商支持。支持DLP技術(shù)的廠商，一時(shí)也不會(huì)轉(zhuǎn)投3LCD陣營(yíng)。3LCD陣營(yíng)的老大哥愛(ài)普生，暫時(shí)不支持此技術(shù)，也沒(méi)有發(fā)展此技術(shù)的想法。

由于以上諸多原因，造成4LCD技術(shù)發(fā)展舉步艱難。我們認(rèn)為4LCD固然是個(gè)好技術(shù)，但是沒(méi)有市場(chǎng)支持的技術(shù)很難說(shuō)有發(fā)展前景。