8k激光電視系統的設計及應用分析

石天澤 中央電視臺

一、引言

當下，電視行業的競爭異常激烈，電視企業開始尋求新的發展契機。一方面在技術上實力比拼，AI、8K等層出不窮；另一方面，在電視屏幕上也不斷更新，曲面、全面屏、有機發光二極管(OLED)、量子點、激光等賣點十足。值得一提的是，近年來激光電視的關注度與日俱增，大勢所趨已成定局。隨著近年智能電視的蓬勃發展，電視機這個家電再次回歸到家庭娛樂中心。雖然目前市面上4K片源依然供應不足，不過這并沒有阻擋消費者對于4K的青睞。同時無論是供應鏈還是主流廠商，都對8K市場充滿了期待。京東方、LG、富士康等顯示屏面板廠商，都已開始進行8K面板的布局。在2019年國際消費類電子產品展覽會上，索尼，LG、三星等主流電視廠商也都推出了旗下8K電視，相信8K電視在今后會進入到較快發展的階段。

8K顯示分辨率是藍光影片清晰度的16倍，顯示效果相當震撼，但8K片源依然是一個硬傷。不過對于這個問題，各個廠商也推出了相應的解決方案，通過軟件算法將2K、4K分辨率的視頻升級到8K，無限接近8K畫質。實際效果如何，需要等待市場的檢驗。8K似乎已經成為激光電視新品的標配，眾多品牌不約而同地展出8K激光電視產品或者上市8K激光電視新品，8K激光電視將進入快速普及時代。

二、8k激光電視系統概述

眾所周知，作為家中客廳娛樂視聽中心，人們追求更大、更清晰的電視產品的欲望是永無止境的。當大尺寸的電視產品價格過于昂貴，而傳統的投影機又有著諸如燈泡壽命、投射亮度等致命的顯示問題時，激光投影電視就作為一種新穎的解決方案，被廠商搬上臺面。其實，激光電視早在20世紀 90年代就已經有了雛形，2006年三菱推出40英寸激光電視樣機，2007年索尼再次高調推出60英寸激光電視樣機，2007年美國國際消費電子展上，索尼和三菱分別展出了55英寸、40英寸的激光電視樣機。但是因銷量不佳、技術瓶頸等原因，幾家國際電子巨頭相繼退出了激光電視市場[1]。的確，激光電視存在這樣那樣的痛點，比如激光電視價格過高，讓消費者的接受度比較低。盡管激光電視已從幾年前的6萬-8萬元，降到現在的3萬左右，價格已經有了很大程度的降幅，單對普通消費者來說購買萬元的產品還是有些吃力。而且，激光電視不能碰，安裝很困難，激光電視畫面的大小，以及畫面邊緣和幕布的吻合，全靠激光電視位置來確定，因此一旦激光電視的位置挪動了，用戶就需要重新調整畫面邊緣和幕布的位置。這個過程并非想象的那么簡單，尤其是對于投影機不太熟悉的用戶，反射式超短焦的投射方式，導致了激光電視畫面并非呈現周正的矩形，激光電視在調整的時候可能要配合梯形校正等功能，因此激光電視的調節過程比較繁瑣。另外，人們曾對激光電視的安全性有些擔憂[2]。雖然激光電視的安全性已經過檢驗，很多國家機構都確認正常觀看激光電視不會對用戶的眼睛造成物理傷害，但是很多小孩由于存在不良習慣，離電視鏡頭過近，可能會對眼睛造成一定的傷害。

激光電視雖然不是什么新產物，但是在彩電行業一直未成主流，市場占有率甚至不如OLED電視。不過，隨著激光電視技術的日益成熟、以及越加迎合當下消費者的口味。激光電視能輕松實現大屏影院級體驗，而對于傳統液晶電視，更大的尺寸就意味更高的成本，更多的技術瓶頸。所以在家用大屏體驗上，激光電視擁有著傳統液晶電視無法比擬的性價比。另外，由于成像技術不同，激光電視觀影時對于眼睛的疲勞損耗也要小于傳統液晶電視。在成像效果方面，激光電視利用半導體泵浦固態激光工作物質，色域覆蓋率理論上可以高達人眼色域范圍的90%以上。

當前，電視市場已經進入8K時代，2019年是8K電視市場元年，所有的電視大廠都展出8K電視，部分廠商甚至已經開始銷售8K電視。激光電視廠商也不甘落后，正在積極研發8K激光電視。海信曾在2018年中國家電及消費電子博覽會(AWE2018)上展出過300英寸8K激光電視，充分顯示超大屏高分辨率激光電視的優勢，這是液晶電視無法匹敵的[3]。目前已完成4K分辨率單芯片方案原型機，正在啟動8K分辨率顯示方案研究。上游廠商正在嘗試攻克8K技術難題，希望盡快推出8K硅基液晶(LCOS)顯示芯片解決方案。8K 數字光處理(DLP)顯示芯片也在研發中，預計2020年左右會推出8K原型機。如果國內8K LCOS技術實現突破，中國真正擁有了激光顯示全產業鏈技術，技術上不再受限于歐美芯片廠商，而且LCOS繼承了LCD光閥的全部技術，但結構更加復雜，光效更高，再加上液晶制造在像素上的優勢，8K分辨率 LCOS產品比數字微鏡器件(DMD)產品更具有優勢。屆時激光電視不僅在抗光幕而且在整機上的價格都有不少的下降空間。雖然現在激光電視和液晶電視相比還有點差距，但是隨著技術的突破，這種差距將逐漸縮小，并且激光電視擁有超大屏、護眼獨有的優勢，再加上入局廠家眾多，競爭激烈，激光電視降價空間可觀。光電視具有智能系統，激光電視的系統也做了升級，傳統的投影機需要輸出設備，激光電視本身就內置了智能系統[4]。擁有這個智能系統之后，可以實現在線觀看電視劇、電影以及綜藝節目等等。并且智能系統還支持投屏功能，手機上的內容可以投射到大屏之上，觀看內容的豐富程度不用太擔心。綜合來看，激光電視已經較為成熟。

三、8k激光電視系統的設計

激光電視機身小巧，搭配100英寸的屏幕就可以構成百吋屏幕，甚至還可以打造120英寸的屏幕，大小由己，豐儉由人。很多人不了解激光電視，雖然它是投影機的原理，但是其反射式成像的原理，大大縮減了成像距離，只要幾十厘米就可以投射百吋畫面，考慮激光電視本身的機身寬度，可以說產品貼著墻放置就可以。此外，激光電視光源不需要擔心壽命問題，可以應用上萬小時。激光電視的光源壽命還很長，激光光源幾萬小時也沒壓力，一天8小時也可以使用好幾年，這一點不用擔心，其和液晶電視的壽命相比并不差，并且現在很多激光電視品牌的保修政策也很好，壞了可以立即送修。抗光幕可以一定程度上屏蔽環境光[5]，激光電視的抗光幕也是必須要了解的地方，其可以屏蔽環境光，這樣即便是晚上開燈觀看，也毫無壓力，不會出現普通投影機開燈畫面就泛白的情況。激光電視由于有抗光幕的存在，畫面顏色表現良好，同時不用擔心亮度不給力的情況，當然如果是中午正對著陽光還是不太行的。

在電視面板顯示技術設計方面，OLED、量子點發光二極管(QLED)、微型發光二極管(Micro Led)是高端電視面板顯示技術。在這三種顯示技術中，Micro Led是距離消費級市場最遠的，QLED和OLED具有一定的競爭性，但市場似乎更偏向OLED，而三星的QLED還有太多的問題需克服。OLED顯示技術的日益成熟，更多廠商加入OLED陣營，面板供應鏈OLED生產線的逐步竣工，是OLED逆勢而上的良好前兆。目前國內OLED的普及滲透率遠不如美日等發達國家，這也是預示著OLED電視有著相當大的提升空間。在電視行業失傳的3D電影功能也在激光電視上復活，令人詬病的低分辨率缺點也已修正，目前4K激光電視正逐步打入電視市場。當然激光電視也存在需要暗光觀影、需要幕布或是較大顯示區域等缺點，但權衡利弊，利大于弊。

在8k激光電視系統的設計中，對于顯示技術的選擇也較為關鍵。在所有顯示技術中，三色激光電視能夠最真實地再現客觀世界豐富的色彩。三色激光電視可以做到完全去除熒光粉輪，RGB三色完全依靠三個顏色的激光發出，能夠準確顯示各種色調，幾乎100%達到BT.2020標準。激光顯示被譽為人類視覺史上的革命，傳統的液晶屏幕只能覆蓋人眼色域范圍的60%，激光顯示其色域覆蓋率可達到人眼色域范圍的90%。而三色激光顯示是激光顯示方案，其顏色表現力超過了已知的其他顯示方案。業內最高的顯示標準BT2020，目前也只有三色激光顯示能夠達到。這是全新的光學電路設計，需要解決光路設計創新，解決三色激光顯示的效率問題，以及散斑問題等。

在激光電視的光源方面，投影機的三大要素，光源、鏡頭以及幕布，激光電視都需要。只不過激光電視的光源為激光，而激光可以體用長效的使用時間。過去燈泡光源使用幾千個小時亮度就明顯降低，這顯然是不太給力的;同時激光光源體積小，并且可以提供高亮的效果，同時能耗也并不高，可以說光源的升級是激光電視的發展的最大基礎。鏡頭上激光電視也具有新的改進。傳統投影機都是正投，也就是投影距離需要三四米才可以實現100英寸的畫面尺寸。而激光電視采用反射式超短焦的方式，也就是畫面通過幾次反射光路的設計，大大的縮減投影距離。目前只要40厘米就可以投射百吋的畫面了。普通投影機也需要配置幕布，但是目前主要反射從正面照射過來的光線。而激光電視因為位置在屏幕的下面，所以幕布的圖層經過特殊的優化，可以反射斜下方的光源，從而提升正面觀看者的畫面亮度，這種設計讓激光電視可以具有更好的抗光效果。此外激光電視還加入了智能系統等設計，可以說進一步拓展了傳統投影機的含義，讓家用投影機開始具有更廣泛的競爭力。

四、8k激光電視系統的應用分析

對于8k激光電視系統的應用，海信首度亮相的85吋8K智慧大屏電視引起了人們的廣泛關注，這款電視擁有主屏和輔屏兩個屏幕，主屏用于播放內容，85吋超大屏幕加之8k分辨率帶來的視覺效果相當震撼。置于底部的輔屏主要起到交互作用，可隨時回應用戶需求的語音指令，還能推送影片介紹等即時信息。作為家庭智能中樞，輔屏還能控制家電設備等，交互功能十分強大。電視行業發展的趨勢一定不是價格戰，而是高端大屏。海信在中國國內推出全球首臺疊屏電視，相比于此前在國內發布的65吋疊屏電視，本次將疊屏尺寸提高到了75吋，而且還支持8K超高清畫質。該款電視創造性地使用采用下兩塊面板的疊屏顯示方案，一屏還原色彩，一屏精控明暗，并通過獨特的算法和5顆畫質芯片等技術，將液晶顯示對比度提升至1:100000以上，實現電視畫質指數級的提升，徹底打開了液晶顯示技術的天花板。

屏幕發聲激光電視是在三色激光電視之后，在激光顯示領域的又一次技術突破。這款激光電視屏幕的不同位置都能相對獨立發聲，加之激光電視特有的大尺寸優勢，能夠達到清晰的聲音定位感，另外其40-18KHz全頻響覆蓋，讓電視不用揚聲器就能展現出立體音場。這款激光電視最大優勢是可以帶來“音畫合一”的臨場感，另外其發聲效果也優于傳統的電視內置音響。科技無疑還會不斷發展，新技術也正在不斷涌現。在這樣的快速更迭中，傳統電視行業的未來似乎難以捉摸。至2018年底，市場主流的智能電視基本都內置了AI語音助手，支持語音交互智能操作、AI識圖、問題解答等功能，技術已經相當成熟。另外，以手機為中心的智能家庭物聯網，發展的也是如火如荼，所以普及物聯網電視的時機已經日趨成熟。物聯網電視能通過電視開關空調、電風扇、熱水器等家電設備。不僅如此，還能連接家中的攝像頭，實時傳送監控畫面。如果有人進入你的“監控區”，電視機也會收到消息推送。物聯網電視的發展并不會和目前主流的手機物聯網平臺發生沖突，兩者是同步并行的關系，也就是多了一種控制智能設備的途徑。

大畫面意味著更為強烈的臨場感和更為震撼的體驗，在消費升級大趨勢下，現在的家庭用戶愈發渴求大屏觀影，而激光電視很好地迎合了大家的實際需求，百吋大屏也就成了它的核心賣點。同時，對于激光電視雖然不傷眼，但亮度不夠，影響觀看體驗的誤區，海信也給出了回應。以海信4K激光電視L5系列為例，其可以達到400尼特的高亮度水平，完全不遜色于液晶電視。更重要的是，不僅具備家庭各種場景下適宜的亮度水平，海信L5還具備液晶電視不具備的健康護眼功能，真正實現了好看不傷眼的效果。

五、結論

由于其靈活性和便攜性，激光電視越來越受到大眾的歡迎，激光電視系統可以實現超短焦投影光學元件的集成，這幫助激光電視能夠在距離屏幕或墻面幾英寸的位置上投射出大幅、明亮的圖像。雖然激光電視可以將大幅圖像投射到幾乎任意表面上，但若能與高性能屏幕配對使用，則可以實現最佳的圖像質量。通過wi-fi和智能連通性，用戶能夠以流媒體的形式播放最新電視節目和在線電影。此外，它緊湊小巧的外形尺寸方便用戶在不同房間中使用，并且在用戶打算改變房間的裝飾風格或將原先激光電視所占空間用于其它用途時，便于激光電視隱藏起來。