4LCD投影技术原理及其发展解析

　　光学三原色为红色、绿色和蓝色，染料三原色为红色、黄色和蓝色。四色技术为何物？四色是不是噱头？四色是否能颠覆传统的三原色理论？可能还有人在迷惑何谓三原色？

　　2010年7月，AQUOS液晶电视搭载了夏普的“四色技术”。这一技术核心就是加入黄色，这一崭新的色彩概念颠覆了传统的红、蓝、绿三色技术，在液晶电视行业掀起了一场色彩的革命。

　　通过ZOL家电频道的实拍对比照片，我们可以看出采用四色技术的液晶电视比传统的三原色电视，画面更加艳丽，色彩更加丰富。这个效果对比，证明四色液晶电视技术确有功效，不是噱头也不是凭空炒作。

左边为三色电视           右边为四色电视

　　四色电视技术在一片鼓掌与赞美声中，备受推崇，联想到了几年前的4LCD投影技术。这个4LCD技术曾经高调上市，但是却一直没有得到广大媒体的认同。这两个四色技术是否有同样的原理？这两个技术为何会有不同的市场境遇？这两个技术究竟原理何在？

四色技术

　　看到液晶电视四色技术的成功，我们能否为4LCD投影平反？

　　现阶段，DLP、LCD和LCoS是投影机的核心面板技术。其中3DLP主要面向高端市场，主要应用在工程领域；单片LCD已经濒临淘汰；LCoS起步稍晚，但是在微投领域已经被LCoS所垄断。综合而言，在民用市场还是以DLP和3LCD产品为主。

　　3LCD技术是利用分色镜将光源发出的白光分解为RGB（红、绿、蓝）三种颜色的光束，三色光束分别透过各自的液晶板，然后通过棱镜重新合成后投影到屏幕上。由于分色过程中绿色和红色光束中都会掺入黄光，导致图像色彩不够准确。而4LCD技术在绿色液晶板前增加了一块色彩控制设备，专门处理黄色光，据称可将色彩表现能力提高20%，尤其是对暖色系色彩的表现能力更强，主要针对需要高色彩表现力的商业展示市场。所谓的4LCD技术就是在传统3LCD投影机光路基础之上，增加一个独立的色彩控制装置Color Control Device 。由于增加的是色彩管理装置，而并不是一块真正的液晶，因此该技术准确的说应该叫做3LCD+1。

3LCD与4LCD的区别

　　经过以上介绍和比较，我们得知，不管是电视的四色技术，还是4LCD技术，都是增加了黄色。通过控制黄色光线，利用修正技术可以进行更加细微的色彩调整，使显示画面更为细腻。但两者的初衷却截然不同。

　　电视应用的四色技术，主要为再现“金色”、“闪耀的金属色”、“明艳的黄色”等等传统三原色技术难以表现的色彩，有效使用黄色波长，实现更广阔的色域。我们可以理解为四色电视技术，是一种追求极致的自发需求产物。

　　4LCD技术，是市场压力下的催生品。在投影行业的有两个现象，在高端工程领域，超过8000流明的几乎全部为3DLP产品；在高端影院领域，3LCD产品占主导地位，但是亮度一般都不超过2000流明。3LCD技术在颜色还原上，相比DLP产品优势很明显。但是，3LCD投影机在高亮度情况下，色彩会偏色非常厉害，其中黄色偏色最为明显，4LCD技术的出现正是为了解决这一问题。使用4LCD技术的工程投影产品，在保证色彩不失真的前提下，已达到7000流明的高亮度。

　　所有的显示设备，都离不开光源，也和一个名词纠结在一起，三原色。提到三原色，我们总听到几个容易混淆的名词，光学三原色，染料三原色、印刷三原色、彩色三原色等，难道三原色还有如此之多？

　　要说十八世纪伟大科学家，就是艾萨克·牛顿(Issac Newton)。我们从初中就开始学习力学定律，越学习越发现我们的渺小，越能体会牛顿的博学与睿智。牛顿不仅在力学、数学、化学、天文、宗教、经济等功勋卓著，还是近代色彩研究的科学奠基人。当一束白光通过三棱镜时，它将经过两次折射，其结果是白光被分解为有规律的七种彩色光线。这七种色彩依次为：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，且顺序是固定不变的。这就是我们常说的“七色光”，也是彩虹形成的原理。而这七种光线经过三棱镜的反向折射之后，又会合成一束白光。1666年牛顿发表学说“色彩在光线中”，这就是后来为人熟知的“色散试验”。经过纷繁的实验，牛顿计算出七种色光中只有红、绿、蓝三种色光无法再被分解，而其他色光均可由这三种色光以不同比例相合而成。于是红、绿、蓝则被称为“三原色光”或“光的三原色”。

棱镜色散

　　颜料的三原色与光的三原色规律不同！透明体的颜色是由它本身的色光决定，不透明体的颜色由他反射的色光决定。可以简单理解为，显示成像的都是利用光学三原色，而现实中的物体颜色就是颜料三原色。

光学三原色                     颜料三原色

　　光学三原色中任意两种色光等量相加，则成为三原色光中另一种色光的互补色光。即：等量的红光+绿光=黄光，互补于蓝光；等量的红光+蓝光=品红光（也称洋红，即较浅的紫红），互补于绿光；等量的绿光+蓝光=青光，互补于红光。青色、品红、黄色，是我们在现实中肉眼看的见的颜色，简称C、M、Y，即颜料三原色。

Photoshop中的拾色器，支持颜色的四种量化方式

　　由于现实世界没有RGB的纯色，我们画画、染料、印刷等所使用的就是颜料三原色。两者的区别很大，在光学三原色中，色光间存在递减关系，RGB三色等量叠加后即为白色；在颜料三原色中，颜色成递增关系，CMY三色等量叠加后即为黑色。通过颜色的不同量的组合，会出现多姿多彩的颜色。这是显示设备的成像原理，也是我们为何能看见多彩颜色的原因。

　　上文简述了三原色的原理和变化，那么四色电视技术和4LCD技术增加的黄色，意义何在？

RGB＋Y

　　通过光学三原色的原理，我们对红色、绿色和蓝色分别与黄色进行了组合。我们会发现，红色＋黄色＝绿色，绿色＋黄色＝红色，实际应用没有任何意义，两个颜色进行了变色转换。蓝色＋黄色＝白色，效果是小幅增加了蓝色的变化范围。中间是单独的黄色，对于还原更加丰富多彩的黄色、金色、橙色等有利。根据厂商的宣传，增加黄色后，拓展了色域的优势，从理论上是正确的；当然，最核心的，关键点，还是还原了更加自然的黄色。

四色技术下的色元素，像素

　　为啥增加光学中这个补色，不是其它两个补色？为啥是颜料三原色中的，黄色？由于多家拥有显示技术的厂商，为了增加画面的靓丽，都不约而同的增加了红色。一个显著特点，就是在黑屏情况下，高端电视都有轻微的发红现象。红色的波长最长，也是人的肉眼感知最为强烈的颜色。交通用红色来代表禁止，就是这个原理。但是增加红色后，颜色固然靓丽，或亮丽，但是一定程度上带来了失真，尤其是在还原人的肤色，大家看画面最为关心的细节内容。除了纯风景片，没有人物的显示内容的电影还是比较少的。

　　使用顶级LED光源电视，若看风景片，电视的红色让人赏心悦目，但是看人物肤色，颜色失真比较明显。当然，这是在有对比的情况下，才能感知或发现的问题。还原真实的人物肤色，这就是电视、投影都选择增加黄色的原因所在。

　　四色电视技术主要应用于家电行业，技术领先，市场号召力强，自然会受大众认可。而4LCD技术再好，不受认可原因如下：

　　1、高端工程应用领域的局限性

　　4LCD技术为了解决亮度问题而生，超高亮度的产品主要应用于工程领域。由于先入为主的原因，高端工程投影机主要被几个著名品牌占据，并且绝大多数都被高端3DLP技术所占领。工程投影机市场中份额有限，也是制约4LCD发展的原因之一。

　　2、亮度制约

　　高端工程投影机，只应用在极其苛刻的条件下，部分需要超高亮度，甚至需要上万流明的支持。4LCD起步较晚，现阶段能实现7000以上的亮度，但是这亮度级别和上万流明3DLP的差距，依然是不小的技术问题。

　　3、支持厂商少

　　4LCD在技术号召力上不够诱惑。由于索尼、JVC等厂商，力推LCoS技术，暂时无暇关心3LCD、4LCD的发展。4LCD技术，成本较高，很难得到下游厂商支持。支持DLP技术的厂商，一时也不会转投3LCD阵营。3LCD阵营的老大哥爱普生，暂时不支持此技术，也没有发展此技术的想法。

　　由于以上诸多原因，造成4LCD技术发展举步艰难。我们认为4LCD固然是个好技术，但是没有市场支持的技术很难说有发展前景。