在很多科幻影視作品中,都會看到一些神奇的顯示技術(shù),像是《鋼鐵俠》系列電影,主角托尼·斯塔克的工作室和智能系統(tǒng)中,經(jīng)常會看到漂浮在空中的三維全息圖;《銀翼殺手2049》電影中,也能看到巨大的3D全息廣告和立體的虛擬歌舞場景;《阿凡達(dá)》中,控制中心中展示潘多拉星球的地圖也使用了類似技術(shù),能夠以三維方式顯示整個星球的地形地貌。
再比如《碟中諜:鬼影行動》、《少數(shù)派報告》等等,可以說,先進(jìn)的顯示技術(shù)已經(jīng)是不少電影能夠營造出科技感、未來感必不可少的因素了。那你有沒有想過,這些看起來非常具有未來感的顯示方式,也許當(dāng)下已經(jīng)有技術(shù)路徑可以實現(xiàn)呢?
它就是:激光顯示。
不是顯示技術(shù)的“顯示技術(shù)”
不用說也知道,相對于目前主流的顯示技術(shù)如LCD、OLED、電子紙,激光顯示的起步時間可以說是最晚的,而且與其他技術(shù)有很大不同的一點在于,激光技術(shù)的發(fā)明最早并不是‘應(yīng)時而生’的。因此它的發(fā)展歷史既包括了技術(shù)突破,同時也得益于應(yīng)用擴(kuò)展,是在結(jié)合了激光科學(xué)和顯示技術(shù)后,才逐步成為現(xiàn)代顯示行業(yè)的重要組成部分。
激光技術(shù)的歷史可以追溯到1960年,隨著當(dāng)年5月16日,西奧多·梅曼(Theodore H. Maiman)在休斯研究實驗室成功發(fā)明了世界上第一臺紅寶石激光器,這一發(fā)明很快被稱為“人類發(fā)明的第一種新光源”。
激光的發(fā)明開啟了人類對高能量光源的探索,而激光本身的單色性和相干性,則使其在后來的幾十年里迅速應(yīng)用到通信、醫(yī)療、制造等多個領(lǐng)域。但在顯示方面,激光最初并沒有直接用于圖像顯示,而是更多地應(yīng)用于光譜分析、通訊和科學(xué)實驗。
真正讓科學(xué)家對激光顯示產(chǎn)生興趣的原因之一是它所具備的“高亮度”,配合其方向性、單色性和相干性,使其在精確光學(xué)成像和投影方面擁有不錯的潛力。因此,在1960年代至1970年代,科學(xué)家們開始在實驗室中嘗試使用激光來生成圖像,以探究其在顯示和投影中的可能性。
然而,由于激光設(shè)備在這一時期的高成本和技術(shù)難度,激光顯示的研究主要集中在實驗室中,應(yīng)用領(lǐng)域也十分有限。直到1980年代,激光光源技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,特別是固態(tài)激光器和二極管激光器的技術(shù)突破,使得激光顯示開始成為可能。
激光投影成為這一時期科學(xué)家和工程師們的研究重點之一,因為激光的亮度和色域覆蓋遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的氙燈光源。德州儀器在1987年發(fā)明了DLP(數(shù)字光處理)技術(shù),這種技術(shù)利用微小的數(shù)字微鏡器件(DMD)來控制光的投射方向,為激光投影的商業(yè)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
雖然初期DLP系統(tǒng)使用的光源主要是普通燈泡,但科學(xué)家們很快認(rèn)識到,激光光源與DLP技術(shù)結(jié)合可以顯著提升畫質(zhì)和亮度,從而使得激光投影成為現(xiàn)實。進(jìn)入1990年代和2000年代后,激光投影技術(shù)逐漸進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段,科學(xué)家們和企業(yè)開始研發(fā)可以投入市場的激光投影設(shè)備。
值得一提的是,在這個階段,就已經(jīng)有中國企業(yè)開始了相關(guān)布局,成立于2006年的光峰科技于次年推出了基于ALPD(Advanced Laser Phosphor Display)技術(shù)的激光光源。這項技術(shù)大幅降低了激光顯示的成本,并提高了效率,使得激光顯示技術(shù)很快得到了廣泛應(yīng)用,成為影院、家用投影、工程投影等多種場景中的可選項。
而提到影院,就不得不提IMAX,即便是現(xiàn)如今在購買電影票的時候,很多人也會主動選擇多花一點錢去IMAX影廳,而“激光巨幕”則正是很多IMAX影廳能夠提供更好視覺觀感的硬件基礎(chǔ)。
鈦媒體APP從業(yè)內(nèi)人士處了解到,IMAX影院的激光投影系統(tǒng)主要供應(yīng)商包括比利時的巴可(Barco)、美國的科視(Christie)此外還有一小部分采用了索尼的產(chǎn)品。
“跟大多數(shù)人理解的不同,這些供應(yīng)商提供給IMAX影院的不僅僅是單獨的投影機,而是全套的投影系統(tǒng),涉及到影院的規(guī)模、屏幕的尺寸以及定制化的需求,通常每套價格在100萬美元到300萬美元之間。”業(yè)內(nèi)人士表示。
盡管設(shè)備價格高昂,但I(xiàn)MAX影院憑借高人氣,確實成為了公司的“搖錢樹”。數(shù)據(jù)顯示,IMAX公司2023年營收達(dá)到3.748億美元,同比增長25%。凈利潤達(dá)到2500萬美元,成功實現(xiàn)扭虧為盈。公司財報中指出,這一增長主要得益于系統(tǒng)銷售活動的增加以及IMAX系統(tǒng)安裝的加速。
IMAX公司CEO Rich Gelfond此前曾表示:“激光顯示技術(shù)提高了圖像的亮度、對比度以及色彩表現(xiàn),使得電影在IMAX屏幕上看起來更加生動和逼真。這種技術(shù)能夠讓觀眾獲得更加沉浸的視覺效果,特別是在3D電影中,激光投影提供了更清晰、色彩更豐富的圖像效果。”
鈦媒體APP分析認(rèn)為,自IMAX影院建成以來,其音畫方面的體驗優(yōu)勢配合高質(zhì)量制作內(nèi)容的呈現(xiàn),已經(jīng)取得了市場的充分認(rèn)可,進(jìn)入2024年后,全球電影市場的增長態(tài)勢逐漸放緩,以中國的電影市場為例,其票房并沒有達(dá)到2023年上半年的數(shù)據(jù),但是已經(jīng)恢復(fù)到了2019年上半年76%的水平。
北美市場的表現(xiàn)則更加糟糕,其中一個關(guān)鍵因素在于2023年“好萊塢大罷工”,不僅導(dǎo)致很多電影檔期陸續(xù)推遲、新片供給不足,甚至對于北美電影市場的根基也造成了極大的影響。在此背景下,IMAX影院盡管擁有體驗層面的優(yōu)勢,卻難逃“影片質(zhì)量下降”的波及。
從長遠(yuǎn)來看,激光顯示技術(shù)在影院層面的應(yīng)用將會越來越廣泛,并可能逐漸實現(xiàn)對傳統(tǒng)放映機的全面替代。這也是包括索尼、海信等廠商加速布局工程投影、影院投影的重要因素。
把激光帶進(jìn)家里,開啟“百吋大戰(zhàn)”
如果說電影院是激光顯示最好的展示舞臺,那么競爭更加激烈且用戶需求更多元化的家用市場,則會是激光顯示努力攻占的下一個“高地”。在鈦媒體APP看來,激光顯示之所以能夠進(jìn)入家用市場,除了技術(shù)本身適合作為顯示設(shè)備以外,也離不開電視的“大屏風(fēng)潮”。
數(shù)據(jù)顯示,從2010年到2014年期間,電視的平均屏幕尺寸就從32英寸提升至47英寸,也就是說,4年間電視的顯示面積提升了近1.5倍。
而激光顯示采用的投射成像原理,也使得其天生適合做大尺寸顯示產(chǎn)品,早在2007年,海信承接了國家863激光顯示項目,開始涉足激光電視技術(shù)的研究,這是中國最早開始戰(zhàn)略性研發(fā)激光顯示技術(shù)的企業(yè)。2014年,海信發(fā)布了全球首款100吋超短焦激光電視6900A,正式開辟激光顯示的“家用賽道”。
提起“激光電視”,可能很多人還是第一次聽到這個概念,如果想要更好的理解它的原理和形態(tài),不妨看一看辦公室里的投影、電影院里的巨幕。從本質(zhì)上來說,激光電視與投影機一樣,都是通過光源打在物體表面上進(jìn)行反射來進(jìn)行顯示的。
但是,激光電視和投影儀在“光源”這個核心部件上的構(gòu)造又大相徑庭,前者采用的是固態(tài)激光器發(fā)光,后者則為燈泡或者LED光源,反應(yīng)到實際的使用當(dāng)中,就是激光電視的亮度、色彩、壽命都要優(yōu)于投影儀產(chǎn)品,并且其具備的“短焦投射”原理也能縮短其與反射屏的擺放距離。
據(jù)海信激光顯示總經(jīng)理、首席科學(xué)家劉顯榮介紹:“以家用投影儀最大的痛點亮度來說,通常液晶電視的亮度在400~600nit左右,而一臺3000~5000元的家用投影儀,在投射100英寸的畫面后,最終的顯示亮度大概在50~150nit,這也就是為什么投影儀產(chǎn)品都比較適合關(guān)燈使用的背后原因。”
如果說與投影相比,激光電視的主要優(yōu)勢是顯示能力,那么與同期的液晶電視、OLED電視產(chǎn)品相比,激光電視的“尺寸優(yōu)勢”則會更加明顯。放眼2014年的電視市場,普遍最大的量產(chǎn)產(chǎn)品也只有75、77英寸而已,海信推出的第一臺激光電視其顯示尺寸就達(dá)到了100英寸。
但作為一項新興技術(shù),激光電視也有很多等待解決的問題,首先是推出原型機產(chǎn)品后,其耐久性、可靠性都需要進(jìn)行進(jìn)一步驗證。根據(jù)海信相關(guān)工程師的說法,2015年12月,海信就完成了對激光電視耐久性、可靠性等基礎(chǔ)特性的全面驗證。
只不過,此時的產(chǎn)品還并不成熟,因為激光電視能夠發(fā)揮其優(yōu)勢的領(lǐng)域是75英寸以上的大屏,更大的屏幕尺寸會對分辨率要求進(jìn)一步攀升。
2015年左右,液晶電視市場也已經(jīng)在向4K分辨率過渡,受限于技術(shù)限制,海信此時推出的激光電視只有1080P分辨率,加之超大屏產(chǎn)品本身對分辨率就有著更高要求。因此在鈦媒體APP看來,這一階段的激光電視并不具備很強的競爭力,就好像智能手機在轉(zhuǎn)向5G的時候,你卻還在推出搭載折疊屏、超長焦攝像頭等最新技術(shù)的4G產(chǎn)品一樣。
所以海信還是選擇了繼續(xù)研發(fā),終于在2016年11月推出了全球首臺4K激光電視產(chǎn)品,解決了分辨率問題之后,激光電視的超大屏、高亮度和色彩優(yōu)勢才得以發(fā)揮出來。
雖然是一種新興的產(chǎn)品,但此時已經(jīng)有一些消費者開始注意到這種新興的大屏顯示形態(tài)。鈦媒體APP結(jié)合市場數(shù)據(jù)分析認(rèn)為,從2014年到2021年,激光電視算是完成了從新形態(tài)誕生到追趕比肩主流液晶電視體驗,并迅速找到差異化競爭優(yōu)勢的過程,市場端則是完成了對這一新概念產(chǎn)品的導(dǎo)入。
洛圖科技數(shù)據(jù)顯示,2015~2022年,中國激光電視市場規(guī)模年復(fù)合增長率達(dá)68.6%。2022年,激光電視銷量占100吋及以上大屏電視市場的比重為65%。
與此同時,海信對激光電視的色彩技術(shù)上也在持續(xù)升級,2018年先是推出了雙色激光光源4K激光電視并將售價下探至2萬元以內(nèi),此后又迅速更新了三色激光技術(shù)。
如果用通俗的思路來理解,相比單色激光,三色激光就像是用三支彩色筆(紅、綠、藍(lán)激光)在屏幕上快速畫畫,在色域覆蓋、色彩還原和顏色純凈度上,都更加有保證。有趣的是,圍繞激光顯示技術(shù)的路徑,此前在投影圈還曾引發(fā)過一場“論戰(zhàn)”。
起因是極米在2023年春季新品發(fā)布會上推出了Dual Light超級混光技術(shù),并公開表示三色激光技術(shù)存在散斑和彩邊問題,會導(dǎo)致用戶觀看不適,因此選擇了混光技術(shù)方案。極米認(rèn)為三色激光技術(shù)是“不成熟的偽技術(shù)”,并指出自家的混光技術(shù)能夠帶來超高亮度、超高色域、超高色準(zhǔn)和舒適的觀看體驗。
堅果則堅持三色激光技術(shù)是未來發(fā)展方向,認(rèn)為極米對三色激光的批評是誤導(dǎo)消費者。堅果通過線下盲測活動展示了三色激光技術(shù)的優(yōu)勢,并指出極米的混光技術(shù)在對比度等方面不如三色激光。堅果還提到自家的三色激光產(chǎn)品在市場上的表現(xiàn)和用戶反饋良好,否認(rèn)了極米關(guān)于三色激光的負(fù)面評價。
隨后,兩個品牌的負(fù)責(zé)人,堅果投影CPO王驍逸和極米科技公關(guān)負(fù)責(zé)人郭雪晴還在微博上展開了一場“在線辯論”,該場直播最終吸引了51萬人在線實時觀看,200多名數(shù)碼大V參與討論,可以說是近10年來投影圈社會影響力最廣的事件。
盡管當(dāng)時極米還十分“嘴硬”,堅持所謂“超級混光技術(shù)”,但從其后發(fā)布的產(chǎn)品可以看出,極米最終“服軟”,還是于2024年發(fā)布了搭載三色激光技術(shù)的新品RS 10 Ultra,由此也能看出,市場和行業(yè)內(nèi)對三色激光技術(shù)的認(rèn)可度逐漸提高,顯示出三色激光技術(shù)在高端市場中的潛力和趨勢。
因此可以說,無論是在投影還是激光電視領(lǐng)域,三色激光顯示都將是未來的主流技術(shù),除了色彩表現(xiàn)以外,激光顯示的護(hù)眼屬性也與當(dāng)前用戶比較關(guān)心的“視力健康”話題相互契合。從原理層面看,激光顯示采用的漫反射成像,全像素發(fā)光,并有效規(guī)避了有害短波藍(lán)光,所以觀看舒適度更高。
可塑性或?qū)⒊蔀闅⑹诛?/strong>
作為一個進(jìn)入消費級市場僅10年時間的顯示技術(shù),激光顯示還有一項優(yōu)勢在于發(fā)展的潛力。像是前文提到的散斑問題,劉顯榮告訴鈦媒體APP:“海信自2018年實現(xiàn)三色激光產(chǎn)品的研發(fā)與量產(chǎn)以來,一直在試圖尋找減少散斑的解決方案,從技術(shù)層面看,通過擴(kuò)大光譜寬度、優(yōu)化光學(xué)結(jié)構(gòu)、增加運動擴(kuò)散片等方面,都已經(jīng)可以做到將散斑降低至人眼弱感,未來也有望提升至人眼無感。”
另外則是三色激光產(chǎn)品乃至整個投影領(lǐng)域目前都無法繞過的亮度問題,尤其是相比于當(dāng)前電視動輒2000nits左右的亮度水平,無論是激光電視還是激光投影,都無法做到與之匹敵。
一位投影領(lǐng)域的工程師告訴鈦媒體APP:“目前激光顯示的各個方面仍處于技術(shù)發(fā)展的初期。例如,激光器的效率在過去5年得到了10%的提升,盡管如此,仍未達(dá)到50%的效率水平。因此,未來5年內(nèi),激光顯示實現(xiàn)亮度提升30%是完全可以預(yù)期的。”今年9月19日,海信推出了行業(yè)首款全局超高亮激光電視,采用了全新一代LPU數(shù)字激光引擎,首次實現(xiàn)了1500nits的全局亮度。
鈦媒體APP認(rèn)為,即便激光顯示徹底解決了散斑和亮度問題,它也就勉強能夠躋身主流顯示形態(tài)而已,面對液晶顯示技術(shù)的成本下探、OLED顯示技術(shù)在小尺寸設(shè)備、柔性顯示上的獨有優(yōu)勢,激光顯示也需要找到屬于色彩、護(hù)眼等常規(guī)賽道以外不可被替代的“長板”。
眾多因素中,“可塑性”也許會成為激光顯示破局的關(guān)鍵,就像開篇所提到的,全息內(nèi)容顯示如果想要實現(xiàn)并普及,激光顯示就是最好的技術(shù)路徑,在這方面,它是不具備替代性的。利用投射原理,激光顯示也可以找到對現(xiàn)有顯示形態(tài)的“革新升級”,比如海信已經(jīng)推出卷曲屏、折疊屏激光電視產(chǎn)品,利用反射屏純物理結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢,實現(xiàn)小體積搬運、閑時隱藏。
在場景“向新”擴(kuò)展上,激光顯示豐富的場景適應(yīng)性可以滲透進(jìn)更多細(xì)分領(lǐng)域。面對室內(nèi)互動娛樂行業(yè)的需求,海信開發(fā)出三色4K激光工程投影產(chǎn)品,亮度橫跨6000lm-10000lm,且光源的壽命超30000小時,例如海信展示的三色激光球幕影院,利用超大半球形屏幕的電影放映方式,配合立體環(huán)繞聲,打造裸眼3D的沉浸式觀影。近期,海信激光電視宣布將于2025年量產(chǎn)150吋激光電視。
由于激光顯示蘊藏的潛力,也吸引了很多廠商進(jìn)行布局,像三星、索尼,近年來都加大了對激光顯示領(lǐng)域的布局,今年8月,三星推出新一代絢幕激光投影儀,今年9月,索尼也推出了4K激光家庭影院投影機P9。
鈦媒體APP注意到,從產(chǎn)品形態(tài)和硬件配置上,三星新品其實更加符合海信推出的“激光電視”形態(tài),同樣采用超短焦投射+抗反光硬屏的組合。之所以命名上刻意避開,推測其是為了能夠區(qū)別于海信的產(chǎn)品,同時也避免陷入在“激光電視”這一海信優(yōu)勢品類上直接進(jìn)行競爭。
面對新興顯示技術(shù)的搶先布局,也讓中國成為目前全球最大的激光顯示技術(shù)儲備國、激光顯示產(chǎn)品消費國并迅速完善激光顯示的上下游產(chǎn)業(yè)鏈布局。根據(jù)2023年的數(shù)據(jù),中國激光顯示的市場規(guī)模已達(dá)到463億元,并且預(yù)計未來還會持續(xù)擴(kuò)大。
正如中國工程院院士許祖彥所說:“隨著激光顯示產(chǎn)業(yè)鏈全面完善,形成激光顯示產(chǎn)業(yè)集群、激光顯示產(chǎn)業(yè)鏈聚集地,中國將成為全球激光顯示的‘硅谷’。”(本文首發(fā)于鈦媒體APP 作者| 鄧劍云 編輯|鐘毅)
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