בפוסט הקודם בסדרה העוסקת בטכנולוגיות תצוגה (מס׳ 54) דנתי בעקרונות הפעולה של צגי LCD. טכנולוגיה זו מיושמת גם להקרנה, והיא למעשה טכנולוגיית התצוגה היחידה המיושמת גם בצגים וגם להקרנה. המתחרה הישירה של טכנולוגיית LCD להקרנה היא טכנולוגיה מענינת המשמשת להקרנה בלבד ונקראת DLP: Digital Light Processing. קיימת גם טכנולוגיה שהינה מעין שילוב של LCD ו-DLP הנקראת LCoS. אלו הן ראשי התיבות של Liquid Crystal On Silicon.

מקרני LCD

למרות שישומה של טכנולוגיית LCD להקרנה מבוסס על אותם העקרונות של יישומה בצגים הרי שבפועל יש לא מעט הבדלים. בהקרנה לוקחים דימוי קטן ומגדילים אותו הגדלה אופטית באמצעות עדשה, כך שכל פיקסל מוגדל ביחס הגדלה גבוה, בהתאם למרחק המקרן מן האקרן (צג ההקרנה). בצגים, גודל הפיקסל קבוע ואיננו משתנה. ולכן מקרן LCD טיפוסי יהיה מורכב משלושה פנלים LCD קטנים: אחד מכוסה במסנן אדום, השני במסנן ירוק והשלישי במסנן כחול. כל צג מקרין רק את המידע הקשור לצבע המסנן שעליו ומקור אור חזק מאיר דרך שלושת הפנלים. שלושת הצבעים מתערבבים ועוברים יחד דרך עדשה המקרינה את הדימוי המשולב אל האקרן. מאפיין מרכזי של טכנולוגיית LCD להקרנה היא העובדה שהאור עובר דרך הפנלים ולכן חלק ממנו אובד. כמו כן, אין שחור מוחלט בהקרנה בטכנולוגיית LCD מאחר ותאי ה-LCD אינם אטומים לאור ב- 100% (בעיה זו קיימת גם בצגי LCD).

לפניכם איור של מקרן LCD טיפוסי, מקרן כזה נקרא 3CCD מאחר והוא כולל שלושה פנלים LCD:

מכאן ברור כי כל המקרנים בטכנולוגיית LCD כוללים למעשה 3 פנלים של LCD, בניגוד לצגי LCD הכוללים פנל אחד שבו כל פיקסל מורכב משלושה תאי LCD, עם מסנני אדום, כחול וירוק בהתאמה. אחד היצרנים המובילים בתחום מקרני  LCD היא חברת Epson המשתמשת בסימן המסחרי 3LCD בכל מוצריה:

מקרני DLP

טכנולוגיית DLP פותחה ע״י  Texas Instruments בשנת 1987, נראית בתחילה כמדע בדיוני ומבוססת על היכולת לשלוט בו זמנית במליוני מראות זעירות העוברות במהירות ממצב בו הן מחזירות אור למצב בו אינן מחזירות אור. מספר המעברים בשניה ממצב החזרה (לבן) למצב אי החזרה (שחור) קובע את סה״כ בהירות האור שתחזיר כל מראה.

באופן זה ניתן ליצור דימוי מונוכרומטי בגווני אפור. את הצבע ניתן להוסיף בשני אופנים: במקרנים הפשוטים יותר קיים גלגל המורכב ממספר מסננים צבעוניים: כמינימום אדום, כחול וירוק ובדגמים מתקדמים יותר גם צהוב, שקוף ושחור (אטום).  גלגל המסננים מסתובב במהירות גבוהה ומיקום המסננים בכל רגע מסונכרן עם הדימוי המוקרן על מערך המראות. וכך, כאשר המראות מקרינות את הערוץ הכולל את המידע האדום של הדימוי המוקרן נמצא מול מערך המראות המסנן האדום וחוזר חלילה. כך שלמעשה, מקרן DLP מקרין ברצף דימוי אדום, כחול וירוק בזה אחר זה ומערכת הראיה האנושית (עין+מוח) מחברים את רצף הדימויים לדימוי צבעוני אחד. לאחוז קטן מן הצופים גורמת שיטה זו אי נוחות וגם אפקט חזותי הנקרא Rainbow Effect. כל צבע מוקרן למשך 1/60 של שניה. בצילום: גלגל צבעים של מקרן DLP בעל מערך מראות אחד.

במקרנים מקצועיים ומסחריים חזקים ויקרים יותר קיימים שלושה מערכי מראות, אחד לכל צבע. באופן זה איכות ההקרנה גבוהה יותר. מקרני DLP בעלי 3 מערכי מראות אינם גורמים לתחושת אי נוחות אצל הצופים או לאפקט הקשת בענן.
מאפיין מרכזי של טכנולוגיית DLP היא העובדה שהאור מוחזר מן המראות ולכן ניצול האור גבוה יותר מאשר ב-LCD.

בסרטון המדגים את אופן הפעולה של DLP ומשווה טכנולוגיה זו ל-LCD ניתן לצפות כאן. סרטון זה הוכן ע״י חב׳ Christie המייצרת מקרנים בשתי הטכנולוגיות וממצבת את מקרני ה- DLP מתוצרתה גבוה יותר מאשר את מקרני ה-  LCD.

צ׳יפ ה- DLP הכולל את מערך המראות DMD נראה כך:

לפניכם איור המדגים את מבנה המראות הזעירות בצ׳יפ DLP:

מערך המראות הזעירות מיוצר בטכנולוגיות של יצור מוליכים למחצה.

האיור הבא מתאר את המבנה הסכמטי של מקרן DLP בעל מערך מראות אחד:

מקרני LCos

טכנולוגיית Liquid Crystal on Silicon מתבססת על פנלים זעירים של LCD המצופים בחומר מחזיר אור כך שההקרנה מתבצעת ע״י החזרת אור ולא ע״י העברת אור כמו במקרני LCD רגילים. השליטה בגווני האפור מתבצעת ע״י שליטה בסיבוב מולקולות הגביש הנוזלי כמו ב-LCD רגיל. היצרנים המובילים של מקרנים בטכנולוגיה זו הם Sony ו-JVC.

מקרן LCoS טיפוסי נראה באופן סכמטי כך:

 האור מוקרן מן המנורה על שלושת הפנלים ומוחזר מהם אל האקרן דרך העדשה.

הפנלים מיוצרים בטכנולוגיה של מוליכים למחצה ונראים כך:

הבנו באופן עקרוני את אופן הפעולה של שלושת הטכנולוגיות המשמשות ליצור מקרנים, כיצד נדע במה לבחור?

כמו תמיד, יש ויכוחים אין סופיים סביב השאלה איזו טכנולוגיה מוצלחת יותר. האמת, כמו תמיד, נמצאת באמצע: ישנם מקרני LCD מצויינים וישנם מקרני LCD גרועים. ישנם מקרני DLP מצויינים וישנם מקרני DLP גרועים, וכמובן שישנם מקרני LCoS מצויינים וגם מקרני LCoS גרועים. כך שעצם הטכנולוגיה עליה מבוסס מקרן מסויים איננה אומרת כמעט כלום על ביצועיו. כמובן, יצרן כמו Epson המתמחה במקרני LCD  ישתדל למצב את הטכנולוגיה הזו כמוצלחת יותר ולהפך, יצרן המתמחה במקרני DLP ישתדל למצב את הטכנולוגיה הזו כמוצלחת יותר.

לפני שניגש להשוות בין איכות ההקרנה של שלושת הטכנולוגיות, כדאי לבדוק מספר גורמים אחרים, שלכל אחד מהם תהיה השפעה ניכרת על מחיר המקרן. כל ניסיון לחסוך באיכות המקרן יבוא לידי ביטוי באיכות הדימוי המוקרן. מומלץ להתייעץ עם מומחה בלתי תלוי שיוכל להמליץ על הדגם המתאים :

א. מהו מרחק ההקרנה הדרוש? גורם זה נגזר מגודל הדימוי המבוקש, מאורך המוקד של העדשה וממימדי החלל בו יותקן המקרן.

ב. ככל שמרחק ההקרנה עולה, כלומר ככל שגודל הדימוי המוקרן הדרוש גדול יותר דרוש מקרן בעצמה חזקה יותר. עצמת המקרן תלויה גם בעצמת האור שתהיה בחלל בזמן ההקרנה. אם אפשר להקרין בחושך מוחלט ניתן להסתפק במקרן חלש יותר. חשוב גם להבין שאם החלל איננו חשוך לחלוטין לא יהיה בדימוי המוקרן שחור עמוק ללא קשר לעצמת המקרן ולטכנולוגיה שבשימוש וגם רוויון הצבעים יהיה נמוך.

ג. מהי הרזולוציה הדרושה? כיום קיימים מקרנים המאפשרים הקרנה גם ברזולוציה גבוהה של 8K. עם זאת, כמעט שאין חומרים להקרנה באיכות זו כך שלהשקיע היום במקרן כזה יהיה, ברוב המקרים, בזבוז מוחלט. כן מקובל לצלם כיום הפקות רבות ב-4K כחומר גלם אולם רוב הגרסאות הסופיות של צילומים אלו מגיעות כ-HD. חשוב גם להבין שהרזולוציה הגבוהה ביותר שניתנת להקרנה במקרן מסויים תלויה גם במחשב המחובר אליו: חברו מחשב שאיננו מסוגל לספק HDMI באיכות 4K למקרן שמסוגל להציג 4K ולא תוכלו לנצל את מלוא היכולות של המקרן ולהפך: כדי להקרין חומר באיכות HD לא מספיק מחשב המסוגל לספק HDMI באיכות זו אלא נדרש גם מקרן מתאים. הדיון בנושא הרזולוציה הוא עולם ומלואו, אציין כאן רק שמומלץ מאד לבדוק האם הרזולוציה המצויינת של המקרן היא רזולוציה מלאה ואמיתית, לדוגמא Full HD 1980X1020 או שהמקרן הוא רק HD Ready המסוגל לקבל אות באיכות Full HD אולם להקרינו באיכות נמוכה יותר.

ד. האם המקרן יותקן באופן קבוע או יהיה נייד? האם יש צורך בהקרנה אחורית או קדמית? כאן יש חשיבות גם לגודל ומשקל המקרן.

ה. במקרה של התקנה קבועה, הנעשית בד״כ קרוב לתקרה, כלומר במקום החם ביותר בחלל חשוב לוודא שבטמפ׳ השוררת בגובה בו יותקן המקרן, כאשר האולם מלא בצופים ניתן להפעיל את המקרן לאורך זמן ללא שיכבה עקב טמפ׳ גבוהה מדי. בכל המקרנים יש נורות חזקות הפולטות חום רב ומחייבות אוורור טוב. יש גם לבדוק מה רמת הרעש של המאוורר שבמקרן כאשר הוא פועל במלוא עוצמתו.

ו. אילו חיבורים כולל המקרן וכמה חיבורים מכל סוג? בעיקר במקרנים תלויים המותקנים בהתקנה קבועה חשוב לוודא מראש שיש מספיק חיבורים לצורך חיבור כל המקורות אותם אנו מעונינים לחבר למקרן. ניתן גם להשתמש בקופסאות חיבורים למינהן אולם יש לוודא שהן אינן פוגעות באיכות הדימוי המוקרן.

נעבור כעת להשוואת איכות הדימוי המוקרן בין שלושת הטכנולוגיות שסקרתי, LCD, DLP, ו-LCoS.

יחס קונטרסט (Contrast Ratio): הגורם החשוב ביותר באיכות הדימוי המוקרן. זהו היחס בין השחור העמוק ביותר לבין הלבן הבהיר ביותר. יחס הקונטרסט הטוב ביותר מושג במקרנים בטכנולוגיית LCoS, עם LCD במקום השני ו-DLP במקום האחרון. ברוב המקרנים קיים צמצם אוטומטי (Auto Iris) הנסגר כאשר מוקרן דימוי כהה ונפתח כאשר מוקרן דימוי בהיר. שיטה זו עוזרת להתגבר על יחס קונטרסט נמוך אולם עדיין מקרן בעל יחס קונטרסט טוב יותר עדיף. פעולתו של הצמצם האוטומטי נראית לפעמים ע״י הצופים וניתנת לביטול.

רמת השחור (Black Level): מהו השחור העמוק ביותר שהמקרן מסוגל להציג (תלוי גם ברמת התאורה בחלל ההקרנה). מקום ראשון: LCoS. מקום שני: LCD. מקום אחרון: DLP.

בהירות, עצמת האור (Brightness): כיום כמעט כל המקרנים הטובים מגיעים לבהירות טובה (בהתאם לדגם ולדרישות כמובן). עם זאת בהשוואה בין מקרנים דומים מקרני LCoS הינם בעלי רמת בהירות נמוכה מעט לעומת מקרני LCD ו-DLP.

דיוק צבע: אין הבדל. מקרנים בכל שלושת הטכנולוגיות מאפשרים קבלת דיוק צבע טוב. יש השפעה לאיכות וצבע האקרן וכן מומלץ לכייל מקרנים בדומה לתהליך כיול צגים.

טשטוש תנועה (Motion Blur): הכוונה כאן לריכוך הדימוי המוקרן בעת הקרנת וידאו. במקום הראשון: DLP, הקרנת וידאו הכולל תנועה מהירה תראה חדה וברורה יותר במקרני DLP  לעומת מקרני LCD ו-LCoS. ניתן להקטין את טשטוש התנועה המהירה במקרני LCD ו-LCoS ע״י העלאת קצב הרענון (Refresh Rate).

אפקט הקשת בענן (Rainbow Effect): זוהי תופעת לוואי שלילית האפיינית למקרני  DLP בעלי מערך מראות אחד וגלגל צבעים ואיננה קיימת במקרני LCD ו-LCoS ובמקרני DLP בעלי שלושה מערכי מראות (יקרים יותר). התופעה באה לידי ביטוי בשובל צבעוני בצבעי הקשת הנוצר בשולי אובייקטים בהירים המופיעים על רקע כהה. לא כל הצופים יגיבו באופן שלילי לאפקט זה: חלקם יבחינו בו אולם האפקט אינו מפריע להם וחלקם לא יבחינו בו כלל.

דיוק בחפיפת הצבעים (Convergence): במקרני LCD, LCoS ו-DLP עם שלושה מערכי מראות יתכן חוסר דיוק בהתאמת הדימויים בשלושת הצבעים, המתבטא בשוליים צבעוניים או בריכוך הדימוי המוקרן. ברוב המקרנים בעלי 3 מערכים קיימת מידה מסויימת של בקרה לחוסר החפיפה אולם יתכנו מצבים בהם עדיין התופעה תראה בזמן ההקרנה. גורם זה משתנה גם בין יחידות שונות מאותו הדגם כך שלא ניתן לומר באופן גורף שמקרן מסויים עדיף על מקרן אחר מבחינה זו.
מקרני DLP בעלי מערך מראות יחיד וגלגל צבעים הם היחידים שאינם סובלים מתופעה זו כלל.

לסיכום, רכישת מקרן איננה ענין פשוט כלל ועיקר. לא פעם, כאשר עמדתי לפני רכישת מקרנים במסגרת תפקידי במכללה האקדמית הדסה ירושלים הזמנתי מספר ספקים וערכנו מעין Shootout ע״י הקרנת אותם הדימויים באמצעות מספר דגמי מקרנים בו זמנית. חשוב מאד לבצע את הבדיקה במקום בו יעשה השימוש בפועל במקרן או במקום בעל מאפיינים דומים. חשוב גם לבצע את הבדיקה באמצעות הקרנת חמרים שלא היגיעו מספק המקרן. למרות כל אלו, לעיתים בכל זאת קשה מאד להחליט…

הצילום שלמעלה: http://paradiseofpaonia.com/digital-conversion