激光 掀起電影放映機的第二場革命

馬開春

激光光源技術將在電影領域掀起又一場技術革命。“從70年代末到現在的30多年時間里，投影機的傳統光學系統總共經歷了兩場革命，其一是DMD或者液晶板的升級，2003年TI推出的2K DLP Cinema DMD芯片，為電影院系統帶來了一場徹底的革新。第二場革命則是當下正在興起的激光光源技術，顯然，這是除了芯片之外的另一核心元器件的升級革命。”講到激光光源于電影放映機的意義，NEC產品技術部部長崔永新如是說。

光源對決戰序幕拉開

2012年，激光對傳統光源的挑戰拉開了序幕。

科視向亞太地區的重要放映商演示了亮度高達72，000流明的激光電影原型機，并在北京石景山萬達國際影院的IMAX廳的寬22米，高12米的巨型銀幕上進行演示，選用了三段好萊塢3D電影片段，分別用3英尺-朗伯和14英尺-朗伯的亮度進行放映，不論是亮度、色彩和對比度都讓現場觀眾嘆為觀止。

這一年，巴可也展示了55，000流明高亮度三基色激光放映機，實現了在900多英寸的銀幕上放映，被稱為是迄今為止最大、最高的畫面播放。

隨后，作為全球三家影院放映機提供商之一的NEC也推出了其NC1100一體化電影放映機。三家巨頭同步邁入激光領域，意味著電影放映機行業第二場革命的角逐正式開始。而激光光源成為了所有人關注的熱點。

崔永新認為：目前，從整個產業鏈和應用環境來講，激光光源的趨勢已經勢不可擋。這主要得益于兩個最主要的因素。一是，激光光源的光學效率比傳統氙燈光源要高得多，亮度甚至可以高出3-4倍以上，這是大家看好它的一個重要原因；第二，從用戶和廠商角度來講，光效高就意味著用更低的能耗可以獲得更高的亮度。尤其是從長遠來看，這將為用戶的TCO（總體擁有成本）帶來不可比擬的優勢。

氙燈光源的大功率帶來的高亮度是很多影廳放映的基本前提，可同時大功率帶來的大電流給鎢金屬為材料的燈泡電流帶來的沖擊也相應變大，長時間的直流大電流的轟擊很容易造成電極的老化和磨損，為了提高光線的利用效率，主流方法是燈泡的短弧設計，短弧意味著進一步拉近了陽極和陰極的距離，使得點亮過程中的電極間的電流更大，勢必會進一步加速電極的物理損耗，時間長了以后，逐漸損耗的電極之間的距離加大，光效下降，畫面亮度隨之下降，用戶不得不更換燈泡來維持必需的亮度。一臺光輸出在18，000流明左右的數字電影機所使用的4千瓦氙燈光源的壽命，只有不到800小時，如果要實現30，000流明以上的高亮度，對應的燈泡功率是6-7千瓦，光源壽命只有500-600小時。

而與此有著明顯對比的是，激光光源有著20，000小時以上的使用壽命，光輸出在長時間內保持穩定，相比傳統光源而言，正常使用3年，甚至5年之后的光源亮度依然可以維持在較高的水準，從而節約大量中途更換燈泡的費用和人工成本。從降低TCO的角度來看，激光的優勢就更為明顯，換燈泡的耗材成本、人工成本、外置排風系統的成本、炸燈的風險、燈泡故障和排風系統故障造成的額外風險等等，隨著激光光源的應用會極大程度得到解決。

用數字說明或許更加形象，以NEC公司NC1100為例，這款產品與同等亮度的氙燈產品相比，以5年為期限，燈泡、維護、過濾網、消耗功率電費、外置風機消耗的電力等節約的成本可以達到25%，如果10年期，成本則會相應節約到30%-33%。目前，我國數字電影屏幕已經超過18，000臺，每年還在以5，000塊左右的數量增長，對用戶來講，他們一定能意識到TCO的意義所在。

激光放映機在19米以上的巨幕影院顯然有著無以匹敵的優勢：寬色域、高亮度、低功耗、長壽命、免維護。激光的任何一項優勢都可以秒殺傳統氙燈光源。崔永新說道：“電影是一個以體驗為主的行業，能為用戶帶來大屏幕的沉浸感顯然對提升用戶觀影體驗有著巨大的改善。而且在將來，中國的巨幕影院趨勢會越來越明顯。正是基于這樣一個共同認識，科視、巴可等公司都推出了5萬以上流明的巨幕放映設備，NEC的高流明段即60，000-90，000以上的原型機也已經開發完成（但并未正式對外發布）。”

不同市場看法形成的不同策略

盡管巨幕影院在未來會有著更好的市場空間，但在短期內我們面臨的現實情況是：中小屏幕依然占據著市場的主要份額，二三線城市保持較快增長，僅在2013年就占到了30%的市場份額（2K設備）。這種“巨幕是趨勢，中小銀幕是現狀”的市場狀況也造就了如今不同廠商對市場的不同認識并最終導致的企業戰略的不同。

科視、巴可的戰略方向似乎都在5萬流明以上的三色激光市場，而在NEC看來，單色激光在工程市場的普及更有利于拉低激光投影的市場成本，為三色激光的量產打下良好的基礎。為此，NEC采取了高低端兩條腿走路的戰略——一方面保持高亮度產品的優勢即已經完成研發隨時等待上市的高亮原型機；一方面以中低流明亮度針對性地把握住現有的市場，即首先推出單色激光的NC1100，以較強的性價比優勢顛覆市場對激光產品價格高昂的印象，并通過這樣的產品戰略帶動整體激光市場的發展，最終全面覆蓋10，000流明以下的市場。

三因素“定”市場

在電影行業，DCI對放映機的分辨率、亮度等各項指標都有著明確的要求，廠商設備只需按部就班在這個范圍之內執行即可。而現在興起的三色激光相對DCI規范來說，各項指標標準顯得綽綽有余，比如激光放映機的色彩、色域、亮度都會比DCI規范大得多，70，000以上流明激光輕松就可實現，而在電影放映中，就需要把色域縮小，帶來亮度的損失。

崔永新認為，目前激光的發展取決于兩個主要因素。一是光源本身的成本，三色成像原理由來已久，3片投影機的成像原理更是不可更改的。新的光源自然要匹配這一原理，就需要發現三種發光的元器件：紅色、藍色和綠色。而綠色的制造成本最高，而且工藝最為復雜，到現在為止還沒有一種物質可以發出理想的530納米左右的波長，因此，只能用其他的手段進行折轉或中轉，這就大幅提高了激光光源的成本。正是出于這一原因，NEC的高流明段激光電影放映機雖然已經完成研發，但一直處于原型機狀態，等待的就是激光光源價格降低的市場信號。

另一方面，市場環境對激光的發展起了決定性作用。目前，三色LED的發展比我們想象的要快。崔永新表示：在一年左右LED光源就可能實現3，000流明的主流亮度，今年年底可能就會見到這樣的產品。而激光想要做到3000流明的亮度卻非常困難，因此在成本上不太具有競爭優勢。

激光的發展另一個引人關注的問題就是對人體安全性的考慮。從1997年至今執行的都是IEC（國際電工委員會）頒布的IEC60825標準，該標準按激光元器件的功率大小進行安全等級的分級，級別數越大，需要的安全級就越高。正是多年來該標準規范非常嚴格，激光產品在民用市場的發展受到了很大的限制。據悉，今年3月，IEC正在討論研究制定放寬激光標準的草案，安全等級的降低將會為市場的發展起到相當大的推動作用。

盡管國際組織已經對激光標準有著嚴格的規范。但實際上，激光投影機跟其他的激光設備如激光掃碼儀、手術刀、激光筆、激光打印機等都不大一樣。崔永新舉例說明，一臺30，000流明的氙燈光源的傳統投影機和一臺30，000流明的激光投影機，在鏡頭前面人眼去觀看，對人眼的傷害程度是相同的。僅以激光光源發光的功率來考量其危害性就只考慮到了最大的激光光束狀態下的能量等級，而實際上，激光投影機是先把激光光束進行合成，然后再發散出來投影，也就是說激光能量已經在投影系統中被大面積的發散了。這也將為激光投影機規范的放開起到積極作用。

下一輪市場爆發契機

激光光源的發展是大勢所趨，NEC認為：從5年以上的長遠期來看，固態光源取代汞燈和氙燈勢在必行，但如果短期之內，激光的成本不能下降，他和現有產品并行的時間就會越來越長。而到2017-2018年，隨著數字化進程進入飽和狀態，歐美市場的下一輪契機就是激光帶來的新市場，彼時也將是激光的發力之時。