VRR+亞毫秒級顯示延遲，TI 新一代DLP控制器或改變投影生態(tài)

1987 年，由 Dr. Larry 博士在德州儀器中央實驗室發(fā)明的 DLP 芯片，引領(lǐng)了技術(shù)的新發(fā)展。

在過去的三十余年間，DLP 技術(shù)持續(xù)不斷地進行創(chuàng)新與突破，旨在通過高度靈活的光學(xué)控制元件，精準解決客戶面臨的各類挑戰(zhàn)與市場技術(shù)難題，從而推動顯示與光控產(chǎn)品的多樣化發(fā)展。

1999 年上映的《星球大戰(zhàn) 1：幽靈的威脅》首次采用了 DLP Cinema?，這一歷史性的時刻至今已整整 25 年。

今天，全球 90% 的數(shù)字影院均采用 DLP 放映技術(shù)，這一數(shù)據(jù)無疑是對該技術(shù)潛力的最佳注解。

圖 | DLP技術(shù)發(fā)展歷程，來源：德州儀器，Michael Yada / ?A.M.P.A.S.

從最初的商用投影設(shè)備，到如今廣泛應(yīng)用于影院、汽車抬頭顯示系統(tǒng)，乃至新興的無屏電視、智能投影、激光電視等領(lǐng)域。

以觀影和游戲為例，以前大多消費者會傾向于選擇大屏液晶電視，而投影儀則因技術(shù)上的局限，如刷新率不足、時延等問題，相對較少受到青睞。

話說回來，盡管投影儀的市場增速不如大家想象得這么快，但在家庭市場中依舊呈現(xiàn)出了逐步滲透的趨勢。根據(jù)IDC在《中國投影機市場跟蹤報告，2023年第四季度》中的預(yù)測數(shù)據(jù)，至2028年中國投影機市場出貨量有望超過930萬臺，五年復(fù)合增長率仍將達到14%。

那么，到底是什么在引領(lǐng)游戲與家庭觀影市場向投影儀傾斜？

德州儀器 DLP 顯示產(chǎn)品部門產(chǎn)品線經(jīng)理Seema Deshpande 認為：“這主要得益于技術(shù)的不斷突破，投影儀已能媲美大屏電視及專業(yè)游戲顯示器的性能表現(xiàn)。相比固定式大屏電視，既沒有畫面變形，又沒有視覺顆粒感，同時其獨特的靈活性與便攜性打破了屏幕尺寸限制，允許用戶根據(jù)安裝位置與室內(nèi)環(huán)境自由調(diào)整投影尺寸?！?/p>

提到DLP技術(shù)的進步，我們看到近期德州儀器又推出了新一代顯示控制器DLPC8445，尺寸僅為 9mm × 9mm，也就是原來的 1/10，相當于一支鉛筆橡皮擦的寬度，是目前其同類產(chǎn)品中尺寸更小的一款產(chǎn)品，同時能夠以超低延遲提供 100 英寸或更大的對角線顯示，而且圖像質(zhì)量生動逼真，可適配超小型、高速且低功耗的 4K 超高清 (UHD) 投影儀。

圖 | DLPC8445尺寸更小，速度更快，來源：德州儀器

除了尺寸小以外，DLPC8445還首次搭載了可變刷新率技術(shù) (VRR)，這對于游戲來說非常重要，面對不同游戲設(shè)備間刷新率的差異，VRR 技術(shù)能夠智能調(diào)節(jié)，讓投影畫面與游戲設(shè)備的幀率保持同步，從而有效避免幀率不匹配所導(dǎo)致的畫面延遲、撕裂與卡頓現(xiàn)象，進一步提升游戲體驗。

關(guān)于可變刷新率技術(shù)在更多應(yīng)用場景中的作用，Seema Deshpande舉例道：“以高速騎行場景中的緊急剎車為例，我們的驅(qū)動必須迅速捕捉并精準呈現(xiàn)這一動態(tài)變化，這對 DLPC8445 的緩存架構(gòu)及算法處理能力提出了極高的挑戰(zhàn)。而可變刷新率 (VRR) 技術(shù)的引入解決了外接設(shè)備多樣化刷新率需求下的同步難題，無論輸入設(shè)備的刷新率如何波動，DLPC8445 都能憑借其創(chuàng)新的緩存架構(gòu)與算法優(yōu)化，實現(xiàn)刷新率的即時匹配與同步，為用戶帶來無縫、幾乎零時延的視覺享受。這一特性不僅在游戲與觀影領(lǐng)域大放異彩，更有望在未來高速光學(xué)控制的工業(yè)應(yīng)用中展現(xiàn)其獨特優(yōu)勢?！?/p>

圖 | 60Hz-240Hz 顯示幀速率范圍內(nèi)的運動模糊比較，來源：德州儀器

據(jù)悉，DLPC8445 憑借亞毫秒級的顯示時延，結(jié)合超過 240Hz 的高幀率刷新能力，保障了游戲過程的流暢無阻與即時反饋，讓玩家的操作得到即時的視覺回饋。

那什么是亞毫秒級的顯示時延呢？

顯示延遲是指接收到新幀后顯示器更新所需的時間，這一指標在高性能游戲中極其重要。無論是游戲玩家在賽車游戲中需要精確實時制動，還是在動作游戲中需要完成一系列精確的跳躍動作，玩家都希望能夠相對于控制器的輸入做出盡可能快的顯示反應(yīng)。顯示延遲的測量方法通常是將光電探測器連接到計算機并放置在屏幕上來檢測顯示的光輸出變化，小于 20ms 的延遲被認為是游戲中可接受的值（這種情況下假定從用戶輸入到顯示的系統(tǒng)延遲極?。?。

雖然更高的刷新率可以實現(xiàn)更低的延遲，但顯示畫面上更新像素所需的時間還取決于整個數(shù)據(jù)處理流水線，包括顯示控制器的特性和功能。顯示控制器的上游圖像處理也會影響顯示延遲。例如，到目前為止，所有以前的 DLP 顯示控制器都使用了雙幀緩沖器架構(gòu)，這增加了一幀延遲。

而德州儀器本次推出的DLPC8445 DLP 顯示控制器使用了全新的幀緩沖器架構(gòu)，可顯著降低顯示延遲。再結(jié)合數(shù)字微鏡器件 (DMD) 的快速開關(guān)功能，在新幀數(shù)據(jù)進入的圖像角落進行測量的情況下，DLPC8445 可以使顯示延遲小于 1ms。

下面簡單介紹一下該DLP 芯片組的參考設(shè)計情況，如下圖所示，由高反光率的數(shù)字微鏡所組成的DLP472TP是整個系統(tǒng)的核心；而DLPC8445 驅(qū)動控制器就像是該系統(tǒng)的大腦，實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理與控制，整合圖像數(shù)據(jù)、傳感器信息及外圍輸入，并依據(jù)應(yīng)用環(huán)境靈活調(diào)整控制策略。該系統(tǒng)的關(guān)鍵在于電源管理與數(shù)據(jù)處理，DLPC8445 與 DLPA3085 協(xié)同保障供電穩(wěn)定與電壓精確，同時提供多種數(shù)字視頻數(shù)據(jù)格式。

圖 | DLP 芯片組參考設(shè)計，來源：德州儀器

整體的處理流程是，嵌入式處理器生成視頻流，經(jīng) DLPC8445 精細處理后，轉(zhuǎn)換為 DMD 可識別的數(shù)據(jù)格式，從而構(gòu)建出高效運作的系統(tǒng)框架。

值得一提的是，DLPC8445 驅(qū)動器的作用不止于此，它還可以和智能手機、平板電腦移動電子設(shè)備做數(shù)據(jù)接口，通過它專有的移動數(shù)據(jù)接口來接收它輸入的數(shù)據(jù)，送到 DMD 做顯示。

圖 | DLP 芯片組示意，來源：德州儀器

關(guān)于該芯片組的供貨情況，Seema Deshpande透露：“該芯片組包含DLPC8445、DLP472TP、DLPA3085，現(xiàn)已進入預(yù)量產(chǎn)階段，并已在 TI 官網(wǎng)開放購買?！?/p>