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內容導航：
3．目前數字電影放映機結構和性能特點
為了滿足市場要求，目前各數字放映機廠商在數字電影放映機的技術研發和制造上，主要圍繞著如何將主要部件創造性地集成到更小的機箱中，同時改進光效，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、運營費用更低的數字放映系統。主要體現在：對光引擎的優化和保護、關鍵組件的模塊化設計、寬范圍變焦比鏡頭、自動冗余燈電源和遠程監控預警方案等方面。
3-1、 對光引擎的優化和保護
對DLP數字放映機有了解的朋友們都知道放映機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出的高能量光經過集光器聚焦，將通過棱鏡照射在DMD芯片上，必然會產生很大的熱量，如不迅速散熱，會使得DMD芯片的溫度急劇升高。根據TI公司關于DMD可靠性的白皮書所述，DMD芯片的壽命將會隨工作溫度的升高而縮短，如圖6所示：
圖6 DMD運行溫度與使用壽命的關系
另外一個對于DMD芯片極大損害的因素便是灰塵和油煙，煙塵在高溫的環境下極易頑固的附著在DMD芯片上，降低影像的清晰度和對比度。而清潔DMD芯片是非常危險和困難的工作，需要經過嚴格訓練的專業工程師完成。
所以如果從一開始產品設計時便綜合考慮對光引擎的散熱和防塵保護，一定會大大提升產品的可用性。巴可的數字電影放映機在光引擎部分全部采用全密封設計，從而有效地防止了煙塵對DMD芯片的侵擾；同時在散熱方面采用了先進有源熱電冷卻、液體冷卻以及風冷相結合的散熱體系，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，它對3個DMD（紅、綠、藍）芯片以及集光器光孔（燈箱與光管之間）都進行有效散熱。
注：珀耳帖效應---熱電冷卻的物理基礎是珀耳帖效應。流經兩種有不同傳導性的半導體材料的電子在通過一種材料時會吸收周圍的熱量，在通過另一種材料時會釋放熱量。
3-2 關鍵組件的模塊化設計
數字放映機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。好的設計要從客戶的應用出發，真正了解客戶的需求，為客戶日常的運營帶來最大的便利。
巴可的數字放映機全部都采用模塊化設計，將放映機的關鍵部件集成在幾個主要的模塊中，它們是光引擎、獨立式燈箱、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；獨立式燈箱確保氙燈在相對獨立的環境下工作，即使萬一氙燈爆裂，也不會影響到放映機內部其他組件和留下難以清除的殘骸，并保證放映員可在遠離放映機安全的地方更換氙燈；輸入接口箱安裝有TI的信號輸入板、彩色處理板以及放映機控制板和一個擴展插槽；電源板卡箱內安裝有為放映機內部供電的電源板；而在放映機后部是維護方便的燈電源模塊。如圖7所示。
圖7 主要模塊光引擎，燈箱，燈電源
模塊化的設計為客戶的帶來的益處是顯而易見的，尤其體現在日常的運營和維護上。模塊化的設計會降低客戶零備件的數量，使得更換備件的時間明顯減少，同時無須聘請高級技術服務人員便可輕易的自助更換備件，而最終會降低客戶放映設備的平均故障恢復時間和成本。
3-3 靈活的鏡頭解決方案
鏡頭當然是數字放映系統重要的組成部分，每家放映機廠商都會為客戶配備高質量的鏡頭，這里我們不再針對鏡頭的光學指標進行探討，我們將它作為數字放映系統的一部分來看鏡頭解決方案在數字放映系統中的應用。
DCI規范中定義的2k數字內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規范中定義的4k數字內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）也相對固定；而對于等高的銀幕來說，在播放寬銀幕圖像和遮幅圖像時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于不同格式時不同的投射比要求。在過去遇到這種情況時，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，會損失很多像素（遮幅1.85：1時達38.5%），后者，變形鏡頭的價格比較昂貴，無形中增加里客戶的投資成本，同時變形鏡頭作為第二只鏡頭，也會產生部分光損失（達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
巴可的數字放映系統為客戶提供了一個更合理靈活的鏡頭解決方案，即寬范圍變焦比電動記憶型鏡頭解決方案，一支鏡頭便可實現遮幅與寬銀幕兩種放映格式的一鍵式自動切換,而不在需要昂貴的變形鏡頭（DCI規范也不建議使用變形鏡頭）。
3-3-1 重疊寬范圍變焦比鏡頭 目前巴可的數字電影放映機，不論0.98” 平臺的產品還是1.2”平臺的產品都有多個鏡頭可供選配，并且每款鏡頭之間的投射比都是重疊的，以0.98”平臺產品的鏡頭為例，如圖9所示：
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0.98”DC2K家族系列數字放映機的鏡頭
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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可滿足遮幅和寬銀幕兩種格式的需求。
3-3-2 一鍵式自動切換 使用單鏡頭的方案，一定要考慮如何實現多種放映格式之間的自動切換，所以在鏡頭上安裝電動馬達，可以實現鏡頭電動的聚焦和電動的變焦；安裝在放映機內部鏡頭支架上的馬達可以幫助鏡頭實現電動的水平和豎直方向上的位移；而數字放映機內置的管理系統可以保存鏡頭變焦和聚焦的位置和鏡頭支架的位移信息，并將其應用于放映機的宏文件中，最終體現為放映員只要在放映機上按某一設定好的按鍵時，放映機便會調用預先保存的鏡頭參數，并精確地驅動鏡頭和鏡頭支架運動到預先設置的位置，從而完成不同放映格式的自動切換。如圖10所示。
圖10 電動變焦鏡頭
3-4 冗余的燈電源方案
數字放映機內部另一個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計數字電影放映機廠家。供電單元包括兩個或三個供電模塊，提供多組燈電源。如果其中一個出現故障，另外的電源模塊可以繼續供電保證放映（只是亮度降低）。放映結束后可以輕易地更換備件。這種設計可以最大限度地保證影院的放映，降低放映時中斷放映的風險。
3-5 遠程監控預警方案
隨著數字放映技術在各個行業中的廣泛應用，對于地域分布廣數字放映機的監控管理，也是一個重要問題。數字放映機除了可以在本地通過觸摸屏電腦多種語言界面進行控制和監視外，也可以通過以太網絡進行控制和監視，例如，巴可提供PC版的Communicator軟件可以實現對一臺或多臺放映機進行網絡化的控制和設置；而且可對SNMP（Simple network management protocol）支持，可以使放映機自動地向客戶的監控服務器實時地發送諸如溫度，電壓，風扇速度，燈的運行時間，內部狀態診斷，燈和關光閘的狀態，輸入選擇，預設置列表等信息，幫助客戶遠程了解機器的運行狀態，實現故障預警和遠程診斷。
3-6 全面支持新的體系結構
巴可最新系列2產品全面支持新的體系結構，S II平臺將S I平臺中的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動1.2” DC2K 或0.98” DC2K數字電影芯片從而在銀幕上成像。由于S II平臺的系統性能得到了更大的提升，從而可以支持處理4K分辨率的數字電影數據信息，即市場上所說的“4K Ready”。換言之 ，所有基于S II平臺設計生產的數字電影機都在技術上可以實現從2K到4K的升級。
最新的S II產品支持內置IMB（Integrated Media Block集成媒體模塊）技術，引入了新的安全機制和集成媒體模塊（IMB）概念，將傳統服務器分成外部存儲系統和媒體模塊（MB）兩部分。外部存儲系統保存節目內容DCP包，集成媒體模塊（IMB）嵌入到基于巴可S II平臺的數字放映機內，負責內容的解碼，通過加密的高速數據傳輸通道（1Gb/sec）將存儲的內容數據從外部存儲系統傳輸到放映機，并將聲音信號以AES/EBU輸出到音頻處理器。S II平臺的系統集成度更高，視頻信號進入放映機后通過IMB或解碼板進入ICP板，在通過3個格式化板（衛星板）驅動DMD芯片成像，這既是4K數字放映平臺的基本體系結構。
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