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內(nèi)容導(dǎo)航：
3．目前數(shù)字電影放映機(jī)結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)
為了滿足市場(chǎng)要求，目前各數(shù)字放映機(jī)廠商在數(shù)字電影放映機(jī)的技術(shù)研發(fā)和制造上，主要圍繞著如何將主要部件創(chuàng)造性地集成到更小的機(jī)箱中，同時(shí)改進(jìn)光效，提高可靠性和靈活性，最終交付給客戶安全可靠性更好、光效更高、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用更低的數(shù)字放映系統(tǒng)。主要體現(xiàn)在：對(duì)光引擎的優(yōu)化和保護(hù)、關(guān)鍵組件的模塊化設(shè)計(jì)、寬范圍變焦比鏡頭、自動(dòng)冗余燈電源和遠(yuǎn)程監(jiān)控預(yù)警方案等方面。
3-1、 對(duì)光引擎的優(yōu)化和保護(hù)
對(duì)DLP數(shù)字放映機(jī)有了解的朋友們都知道放映機(jī)光引擎的主要組成部分是DMD芯片和棱鏡，而幾千瓦的氙燈所發(fā)出的高能量光經(jīng)過集光器聚焦，將通過棱鏡照射在DMD芯片上，必然會(huì)產(chǎn)生很大的熱量，如不迅速散熱，會(huì)使得DMD芯片的溫度急劇升高。根據(jù)TI公司關(guān)于DMD可靠性的白皮書所述，DMD芯片的壽命將會(huì)隨工作溫度的升高而縮短，如圖6所示：
圖6 DMD運(yùn)行溫度與使用壽命的關(guān)系
另外一個(gè)對(duì)于DMD芯片極大損害的因素便是灰塵和油煙，煙塵在高溫的環(huán)境下極易頑固的附著在DMD芯片上，降低影像的清晰度和對(duì)比度。而清潔DMD芯片是非常危險(xiǎn)和困難的工作，需要經(jīng)過嚴(yán)格訓(xùn)練的專業(yè)工程師完成。
所以如果從一開始產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)便綜合考慮對(duì)光引擎的散熱和防塵保護(hù)，一定會(huì)大大提升產(chǎn)品的可用性。巴可的數(shù)字電影放映機(jī)在光引擎部分全部采用全密封設(shè)計(jì)，從而有效地防止了煙塵對(duì)DMD芯片的侵?jǐn)_；同時(shí)在散熱方面采用了先進(jìn)有源熱電冷卻、液體冷卻以及風(fēng)冷相結(jié)合的散熱體系，有效的降低了DMD的工作溫度。
首先通過安裝在DMD芯片上的珀耳帖（Peltier）將熱量迅速地從密封光引擎中導(dǎo)出，再通過液體冷卻將熱量帶走。這是一套完整高效的散熱系統(tǒng)，它對(duì)3個(gè)DMD（紅、綠、藍(lán)）芯片以及集光器光孔（燈箱與光管之間）都進(jìn)行有效散熱。
注：珀耳帖效應(yīng)---熱電冷卻的物理基礎(chǔ)是珀耳帖效應(yīng)。流經(jīng)兩種有不同傳導(dǎo)性的半導(dǎo)體材料的電子在通過一種材料時(shí)會(huì)吸收周圍的熱量，在通過另一種材料時(shí)會(huì)釋放熱量。
3-2 關(guān)鍵組件的模塊化設(shè)計(jì)
數(shù)字放映機(jī)除了前面所提到的光引擎，還要包括TI的電路板，電源，燈箱等多種組件。好的設(shè)計(jì)要從客戶的應(yīng)用出發(fā)，真正了解客戶的需求，為客戶日常的運(yùn)營(yíng)帶來最大的便利。
巴可的數(shù)字放映機(jī)全部都采用模塊化設(shè)計(jì)，將放映機(jī)的關(guān)鍵部件集成在幾個(gè)主要的模塊中，它們是光引擎、獨(dú)立式燈箱、電源、輸入接口箱和電源板卡箱。
密封的光引擎主要包括3片DMD芯片和棱鏡；獨(dú)立式燈箱確保氙燈在相對(duì)獨(dú)立的環(huán)境下工作，即使萬一氙燈爆裂，也不會(huì)影響到放映機(jī)內(nèi)部其他組件和留下難以清除的殘骸，并保證放映員可在遠(yuǎn)離放映機(jī)安全的地方更換氙燈；輸入接口箱安裝有TI的信號(hào)輸入板、彩色處理板以及放映機(jī)控制板和一個(gè)擴(kuò)展插槽；電源板卡箱內(nèi)安裝有為放映機(jī)內(nèi)部供電的電源板；而在放映機(jī)后部是維護(hù)方便的燈電源模塊。如圖7所示。
圖7 主要模塊光引擎，燈箱，燈電源
模塊化的設(shè)計(jì)為客戶的帶來的益處是顯而易見的，尤其體現(xiàn)在日常的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)上。模塊化的設(shè)計(jì)會(huì)降低客戶零備件的數(shù)量，使得更換備件的時(shí)間明顯減少，同時(shí)無須聘請(qǐng)高級(jí)技術(shù)服務(wù)人員便可輕易的自助更換備件，而最終會(huì)降低客戶放映設(shè)備的平均故障恢復(fù)時(shí)間和成本。
3-3 靈活的鏡頭解決方案
鏡頭當(dāng)然是數(shù)字放映系統(tǒng)重要的組成部分，每家放映機(jī)廠商都會(huì)為客戶配備高質(zhì)量的鏡頭，這里我們不再針對(duì)鏡頭的光學(xué)指標(biāo)進(jìn)行探討，我們將它作為數(shù)字放映系統(tǒng)的一部分來看鏡頭解決方案在數(shù)字放映系統(tǒng)中的應(yīng)用。
DCI規(guī)范中定義的2k數(shù)字內(nèi)容格式的有效像素如下：
–像素分辨率2048 x 858 寬高比AR=2.39:1
–像素分辨率1998 x 1080 寬高比AR=1.85:1
DCI規(guī)范中定義的4k數(shù)字內(nèi)容格式的有效像素如下：
–像素分辨率4096 x 1714 寬高比AR=2.39:1
–像素分辨率3886 x 2160 寬高比AR=1.85:1
對(duì)于等寬的銀幕來說，不論寬銀幕圖像還是遮幅圖像，由于銀幕寬度固定基本不變，所以鏡頭的投射比（變焦比）也相對(duì)固定；而對(duì)于等高的銀幕來說，在播放寬銀幕圖像和遮幅圖像時(shí)鏡頭的投射比相差較大，這就要求鏡頭具有更大的變焦范圍可滿足對(duì)于不同格式時(shí)不同的投射比要求。在過去遇到這種情況時(shí)，多采用電子變焦或在主鏡頭前加變形鏡頭的解決方案，前者，會(huì)損失很多像素（遮幅1.85：1時(shí)達(dá)38.5%），后者，變形鏡頭的價(jià)格比較昂貴，無形中增加里客戶的投資成本，同時(shí)變形鏡頭作為第二只鏡頭，也會(huì)產(chǎn)生部分光損失（達(dá)5%），所以，不是很好的解決方案。如圖8所示。
圖8 等高銀幕的圖像需求
巴可的數(shù)字放映系統(tǒng)為客戶提供了一個(gè)更合理靈活的鏡頭解決方案，即寬范圍變焦比電動(dòng)記憶型鏡頭解決方案，一支鏡頭便可實(shí)現(xiàn)遮幅與寬銀幕兩種放映格式的一鍵式自動(dòng)切換,而不在需要昂貴的變形鏡頭（DCI規(guī)范也不建議使用變形鏡頭）。
3-3-1 重疊寬范圍變焦比鏡頭 目前巴可的數(shù)字電影放映機(jī)，不論0.98” 平臺(tái)的產(chǎn)品還是1.2”平臺(tái)的產(chǎn)品都有多個(gè)鏡頭可供選配，并且每款鏡頭之間的投射比都是重疊的，以0.98”平臺(tái)產(chǎn)品的鏡頭為例，如圖9所示：
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0.98”DC2K家族系列數(shù)字放映機(jī)的鏡頭
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最小投射比
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最大投射比
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1.2-1.81
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1.2
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1.81
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1.4-2.05
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1.4
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2.05
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1.6-2.5
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1.6
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2.5
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1.95-3.2
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1.95
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3.2
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2.4-3.9
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2.4
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3.9
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圖9 重疊寬范圍的鏡頭變焦比（Scope-寬銀幕；flat-遮幅）
如此的解決方案，便可容易的選擇合適的鏡頭使其同時(shí)可滿足遮幅和寬銀幕兩種格式的需求。
3-3-2 一鍵式自動(dòng)切換 使用單鏡頭的方案，一定要考慮如何實(shí)現(xiàn)多種放映格式之間的自動(dòng)切換，所以在鏡頭上安裝電動(dòng)馬達(dá)，可以實(shí)現(xiàn)鏡頭電動(dòng)的聚焦和電動(dòng)的變焦；安裝在放映機(jī)內(nèi)部鏡頭支架上的馬達(dá)可以幫助鏡頭實(shí)現(xiàn)電動(dòng)的水平和豎直方向上的位移；而數(shù)字放映機(jī)內(nèi)置的管理系統(tǒng)可以保存鏡頭變焦和聚焦的位置和鏡頭支架的位移信息，并將其應(yīng)用于放映機(jī)的宏文件中，最終體現(xiàn)為放映員只要在放映機(jī)上按某一設(shè)定好的按鍵時(shí)，放映機(jī)便會(huì)調(diào)用預(yù)先保存的鏡頭參數(shù)，并精確地驅(qū)動(dòng)鏡頭和鏡頭支架運(yùn)動(dòng)到預(yù)先設(shè)置的位置，從而完成不同放映格式的自動(dòng)切換。如圖10所示。
圖10 電動(dòng)變焦鏡頭
3-4 冗余的燈電源方案
數(shù)字放映機(jī)內(nèi)部另一個(gè)重要的模塊便是燈電源，巴可是目前唯一采用冗余電源方案設(shè)計(jì)數(shù)字電影放映機(jī)廠家。供電單元包括兩個(gè)或三個(gè)供電模塊，提供多組燈電源。如果其中一個(gè)出現(xiàn)故障，另外的電源模塊可以繼續(xù)供電保證放映（只是亮度降低）。放映結(jié)束后可以輕易地更換備件。這種設(shè)計(jì)可以最大限度地保證影院的放映，降低放映時(shí)中斷放映的風(fēng)險(xiǎn)。
3-5 遠(yuǎn)程監(jiān)控預(yù)警方案
隨著數(shù)字放映技術(shù)在各個(gè)行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，對(duì)于地域分布廣數(shù)字放映機(jī)的監(jiān)控管理，也是一個(gè)重要問題。數(shù)字放映機(jī)除了可以在本地通過觸摸屏電腦多種語言界面進(jìn)行控制和監(jiān)視外，也可以通過以太網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制和監(jiān)視，例如，巴可提供PC版的Communicator軟件可以實(shí)現(xiàn)對(duì)一臺(tái)或多臺(tái)放映機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化的控制和設(shè)置；而且可對(duì)SNMP（Simple network management protocol）支持，可以使放映機(jī)自動(dòng)地向客戶的監(jiān)控服務(wù)器實(shí)時(shí)地發(fā)送諸如溫度，電壓，風(fēng)扇速度，燈的運(yùn)行時(shí)間，內(nèi)部狀態(tài)診斷，燈和關(guān)光閘的狀態(tài)，輸入選擇，預(yù)設(shè)置列表等信息，幫助客戶遠(yuǎn)程了解機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)故障預(yù)警和遠(yuǎn)程診斷。
3-6 全面支持新的體系結(jié)構(gòu)
巴可最新系列2產(chǎn)品全面支持新的體系結(jié)構(gòu)，S II平臺(tái)將S I平臺(tái)中的3塊板卡，接口板，顏色處理板，格式化接口板的功能集成到1塊ICP（Integrated Cinema Processor）影院集成處理板卡上，然后通過格式化板驅(qū)動(dòng)1.2” DC2K 或0.98” DC2K數(shù)字電影芯片從而在銀幕上成像。由于S II平臺(tái)的系統(tǒng)性能得到了更大的提升，從而可以支持處理4K分辨率的數(shù)字電影數(shù)據(jù)信息，即市場(chǎng)上所說的“4K Ready”。換言之 ，所有基于S II平臺(tái)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的數(shù)字電影機(jī)都在技術(shù)上可以實(shí)現(xiàn)從2K到4K的升級(jí)。
最新的S II產(chǎn)品支持內(nèi)置IMB（Integrated Media Block集成媒體模塊）技術(shù)，引入了新的安全機(jī)制和集成媒體模塊（IMB）概念，將傳統(tǒng)服務(wù)器分成外部存儲(chǔ)系統(tǒng)和媒體模塊（MB）兩部分。外部存儲(chǔ)系統(tǒng)保存節(jié)目?jī)?nèi)容DCP包，集成媒體模塊（IMB）嵌入到基于巴可S II平臺(tái)的數(shù)字放映機(jī)內(nèi)，負(fù)責(zé)內(nèi)容的解碼，通過加密的高速數(shù)據(jù)傳輸通道（1Gb/sec）將存儲(chǔ)的內(nèi)容數(shù)據(jù)從外部存儲(chǔ)系統(tǒng)傳輸?shù)椒庞硻C(jī)，并將聲音信號(hào)以AES/EBU輸出到音頻處理器。S II平臺(tái)的系統(tǒng)集成度更高，視頻信號(hào)進(jìn)入放映機(jī)后通過IMB或解碼板進(jìn)入ICP板，在通過3個(gè)格式化板（衛(wèi)星板）驅(qū)動(dòng)DMD芯片成像，這既是4K數(shù)字放映平臺(tái)的基本體系結(jié)構(gòu)。
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