Ulrich v. Löhneysen, Journalist
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Neue DLP-Technik: Smooth Picture (4. 8. 2004) DLP-Weichmacher: Die Geheimnisse von HD3 und xHD3
 Weil auf diesen kleinen Seiten vor etlicher Zeit schon mal von HD3 und xHD3 zu lesen war (bevor es andere wussten, siehe 5. 9. 2003), stehe ich in der Pflicht, nun auch mitzuteilen, was es damit auf sich hat .Inhalt: Das Prinzip Die Einschränkungen Die Chips Die Kosten Die Hersteller Weitere DLP-Neuheiten Mit einer neuen Generation von DLP-Chips will Hersteller Texas Instruments hohe Auflösung preiswert möglich machen. Viele Spiegel sind ja bekanntlich kein Problem, aber je größer der Chip wird, umso teurer wird er – so etwa der Cinema-Chip mit 2.048 mal 1.080 Pixeln (siehe 20. 2. 2003). Da haben es die Hersteller von LCoS-Elementen einfacher, denen keine mechanischen Grenzen gesetzt sind. Allerdings: Weder HD3 noch xHD3 sind Nachfolger vorhandener Chips, sondern Ergänzungen des Angebots – und eigentlich sogar nur Übergangslösungen, bis die Chipfertigung ingesamt billiger geworden ist.  nach obenDas Prinzip Die beiden Versionen HD3 und xHD3 setzen das Mikrospiegelprinzip etwas verändert ein, so dass die halbe Pixelzahl für eine gegebene Auflösung ausreicht. Dazu werden die Spiegel auf den Kopf gestellt, also um 45 Grad gedreht. Die Verdoppelung der Auflösung erfolgt durch eine minimale Verschiebung des Bildes, nämlich um eine halbe Pixelbreite zur Seite; es könnte auch nach unten sein, das käme im Endeffekt auf das gleiche Ergebnis heraus. Die Ablenkung besorgt eine vibrierender Spiegelfläche, die im Strahlengang hinter dem Chip montiert ist und mit doppelter Bildfrequenz schwingt, also 100 oder 120 mal pro Sekunde. An den Überlappungen der einzelnen Pixel entstehen virtuelle Pixel von einem Viertel der tatsächlichen Spiegel. Durch geschickte Ansteuerung können so einzelne Punkte hell oder dunkel geschaltet werden, wobei senkrechte oder waagrechte Linien aus einer Reihe von Rauten bestehen.
nach obenDie Einschränkungen Nicht möglich ist nur eines: Ein harter Schwarz-weiß-Kontrast zwischen den virtuellen Bildpunkten; zwischen 100 Prozent Schwarz und 100 Prozent Weiß liegen zwangsläufig 50 Prozent Grau, zumindest entlang der Kanten. Das bedeutet, dass zwar auf einem Testbild die tatsächliche Anzahl von Linien erkennbar ist, bestehend aus senkrechten Rauten - dazwischen aber liegt eine Reihe virtueller Pixel, die mit halber Helligkeit leuchten; subjektiv wird hier also die helle Linie breiter wirken, wenn man mal voll Schwarz und voll Weiß schaltet. Denn halbes Weiß ist immer noch mehr weiß als schwarz. Reduziert man aber die Helligkeitswert etwas, liegt in der Mitte nicht 100 Prozent Weiß, sondern etwas weniger - was aber in der Praxis kaum auffallen dürfte. Zweite Einschränkung: Die volle Auflösung, etwa von 1.280 senkrechten Linien (genauer gesagt 640 schwarzweißen Linienpaaren) beim HD3, lässt sich nur in einer Richtung realisieren, nicht gleichzeitig senkrecht und waagrecht; der Versuch, ein Pixelraster von exakt 1.280 mal 720 darzustellen, brächte nur ein graues Gesamtbild zustande. Das mag in der Theorie einschränkend klingen. Aber: Ein normaler DLP-Chip (oder jedes andere Pixelraster-Display wie LCD oder Plasma) zeigt ebenfalls Grau, wenn man das 1.280x720-Raster um nur ein halbes Pixel zur Seite verschiebt – das macht deutlich, wie wenig das in der Praxis bedeutet. Eine weitere Einschränkung ist ebenfalls wenig relevant: Die Zeit, die für ein Pixel zur Verfügung steht, halbiert sich gegenüber normalen DLP-Chips. Das bedeutet weniger exakte Abstufung der Grauwerte, die bei DLP aufgrund der linearen Entsprechung von Zeit und Licht nicht dem Video-Gamma entsprechen und daher bei dunklen Werten kritisch sind. Da ein Helligkeitswert auf dem Schirm aber immer von zwei Spiegel-Phasen gleichzeitig stammt, lässt sich das durch intelligente Ansteuerung wieder vollständig ausgleichen. Zu klären wäre auch noch, wie schnell die Verschiebung der Pixel durch die Spiegelfläche passieren kann. Denn es handelt sich ja hier nicht um einen Mikrospiegel wie auf den Chips, sondern um ein größeres Teil im Strahlengang. Zwar wird die Bewegung dieser Fläche nur minimal sein, schließlich reicht für die Verschiebung um ein halbes Pixel eine winzige Winkeländerung. Trotzdem wird es nicht so einfach sein, dass man nur zwei Zustände des Ablenkers annehmen kann; es wird vielmehr eine Art Vibration, eine Schwingung sein. Dadurch werden die Kanten nochmal etwas unschärfer und weicher. Aber das Ergebnis bleibt im Grunde gleich - bei geschickter Ausnutzung lässt sich die Schwingungen sogar einsetzen, um Hell- und Dunkelphasen der Mikrospiegel richtig zu verteilen. nach obenDie Chips Die Mikrospiegel selbst messen in der Kante 13,7 Mikrometer (µ) und in der Diagonalen 19,41 µ. Sie stoßen jeweils mit den Spitzen aneinander, womit sie in waagrechter wie senkrechter Richtung jeweils exakt die halbe Pixelzahl der geforderten Auflösung haben, etwa 640 statt 1.280; das gleiche gilt senkrecht, also 360 Pixel für 720 Zeilen. Das ergibt erst einmal ein Viertel der eigentlichen Pixelzahl; da aber dazwischen praktisch nocheinmal die gleiche Anzahl liegt (ein halbes Pixel nach unten und zur Seite versetzt, mit den Kanten an den anderen Pixeln), kommt ein zweites 640x360-Pixel-Raster dazu. Daher also die halbe Pixelzahl. Für den HD3-Chip ergibt sich aus diesen Daten eine Diagonale von 0,55 Zoll (1,4 cm). Er hat mit zweimal 640 mal 360 die halbe Pixelzahl eines normalen HD2 (1.280 mal 720), dem er in der Auflösung gleichsteht, also 460.800 Mikrospiegel (921.600 geteilt durch zwei). Faktisch werden es ein paar mehr sein, da an den Rändern jeweils mindestens ein Pixel nur halb genutzt werden kann. Der xHD3 soll 1.920 mal 1.080 Pixel darstellen können, braucht dafür aber ebenfalls nur die halbe Anzahl, also zweimal 960 mal 540, gesamt 1.036.800 (die Hälfte von 2.073.600) plus Randpixel. Er kommt auf eine Diagonale von 0,83 Zoll, was ihn eindeutig in die Reige der bezahlbaren Chips einsortiert. Ein SXGA-Chip hat bisher 1,4 Zoll Diagonale, was nicht nur fast die vierfache Fläche ausmacht, sondern auch wesentlich höheren Ausschuss: Ein Fehler auf einer 1,4-Zoll-Fläche macht einen SXGA-Chip kaputt, aber lässt drei von vier 0,7-Zoll-Chips unversehrt. nach obenDie Kosten Da die zentralen Kosten eines DLP-Projektors die des Spiegelchips sind, lassen diese sich mit der neuen Technik fast halbieren. Ein XGA-Chip mit 0,71 Zoll Durchmesser kostet nach Berichten von Projektorherstellern aktuell rund 450 Dollar, nach 580 Dollar letztes Jahr. Da der HD3 sogar etwas kleiner ist, dürfte er etwa dieses Preisniveau erreichen. Damit könnten auch DLP-Geräte mit 720 Zeilen Auflösung für weniger als 2.000 Euro angeboten werden, wofür es heute nur LCD in dieser Auflösung gibt. Die Mehrkosten der Ablenkeinheit dürften sich in Grenzen halten. Ähnliche Systeme realisiert man zum Beispiel auf Basis piezoelektrischer Elemente in Camcordern, um die automatische Scharfstellung zu regeln. nach obenDie Hersteller Geräte mit HD3- und xHD3-Chips sind von Samsung angekündigt und auf CES und Cebit gezeigt worden, allerdings nur Rückprojektoren; die Koreaner haben den xHD3 vorerst exklusiv und wollen ihn noch in diesem Jahr in USA einführen. Thomson und Infocus wollen noch 2004 Rückprojektoren auf HD3-Basis realisieren. Bei diesen Geräten ist die Integration der Technik recht einfach, weil der Lichtstrahl hinter dem Chip sowieso nochmal umgelenkt wird. Bei Frontprojektoren muss eine völlig neue optische Engine konstruiert werden, da hier eine Umlenkung unüblich ist. Als erster Hersteller hat Benq erklärt, eine solche Einheit entwickelt zu wollen. Statt eines Spiegels könnte man vielleicht auch eine Linse leicht angewinkelt vibrierend lassen. Wie sich die neue Technik auf den Bildeindruck auswirkt, ist noch umstritten. Texas Instruments hat dafür den Marketingausdruck Smooth Picture erfunden. Er umschreibt das Phänomen, dass die harten senkrechten und waagrechten Kanten nicht mehr existieren. Das soll das Bild filmartiger machen, wird behauptet. Das kann man durchaus nachvollziehen, da Pixel bekanntlich nicht zum Kino gehören. nach obenWeitere DLP-Neuheiten Texas Instruments war auch sonst nicht untätig; HD3 und xHD3 sind vor allem für Wohnzimmer-Geräte gedacht sind, vorrangig für Rückprojektoren, gibt es noch Neuheiten mit konventioneller Mikrospiegel-Anordnung: Der 480p hat lange auf sich warten lassen, denn bisher gab es keinen kleinen 16:9-Chip unterhalb des Matterhorn – seit der Dual-Mode-Chip (848 mal 600) ausgelaufen ist. Der neue hat 852 mal 480, also passend für Breitbild-NTSC. Er wird eingesetzt im Infocus SP 4805, diverse andere werden folgen. Der Matterhorn mit 1.024 mal 576 Pixeln bekommt zum Jahresende den Dimplefix, also die weitgehende Einebnung in der Pixelmitte zu Verbesserung des Kontrasts. Ein WXGA-Chip mit 1.366 mal 786 Pixeln kommt ebenfalls zum Jahresende; er soll dem Trend zu Breitbild-Displays mit dieser Auflösung bei Notebooks folgen. Eingesetzt wird er in Einchip- und Dreichip-Versionen von Panasonic. Der SXGA+ zählt 1.400 mal 1.050 Mikrospiegel, hat also erstmals bei DLP das 4:3-Format (bisher war bei SXGA 5:4 mit 1.280 mal 1.024 üblich). Für Leser dieser kleinen Seiten ist das aber keine Überraschung (siehe Meldung vom 15. 4. 2003).  Danke an alle, die mir geholfen haben, diese Technik zu verstehen. Wenn ich es zu kompliziert ausgedrückt haben sollte: einfach fragen. nach obenzurück zur Startseite (Neues) |
