在過(guò)去幾十年的時(shí)間里，攝像機(jī)的價(jià)格下降了三個(gè)數(shù)量級(jí)，在20世紀(jì)90年代一臺(tái)反應(yīng)靈敏的全高清攝像機(jī)要花費(fèi)數(shù)千美元，但是現(xiàn)在你只需要花費(fèi)5美元左右就可以買到類似的高清攝像機(jī)，它們的模組甚至比一塊糖還要小。如果目前售價(jià)在500美元的高清視頻投影機(jī)也經(jīng)歷這樣的發(fā)展，未來(lái)的情況會(huì)怎樣呢？我們可以把這些便宜的小型投影機(jī)放置在哪里？如何使用大量并行的投影機(jī)陣列？會(huì)產(chǎn)生哪些新的服務(wù)？下面讓我們大膽猜一下一些可能性。

實(shí)現(xiàn)緊湊且節(jié)能的視頻投影機(jī)

目前有幾種可能的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)價(jià)格不貴、緊湊且節(jié)能的視頻投影機(jī)，首先想到的是它并不是真正的視頻投影機(jī)，而是一個(gè)結(jié)構(gòu)化的光引擎。如果你仔細(xì)觀察發(fā)光二極管（LED）燈泡，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它通常有十幾個(gè)獨(dú)立的LED，如果我們能夠單獨(dú)控制它們，從而可以從不同角度調(diào)整設(shè)備發(fā)出光的亮度，會(huì)有什么效果呢？你可以把一個(gè)二維陣列的小LED芯片——白色的或者RGB格式的——放在一個(gè)基片上，這樣就可以去除它們的熱量并單獨(dú)控制它們的亮度，你可以把基板放在一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)中，該系統(tǒng)將陣列的圖像投射到遠(yuǎn)場(chǎng)中，形成大量部分重疊的光束。光學(xué)系統(tǒng)可采用以下形式：

微鏡頭陣列

魚眼鏡頭

全息照相

如果你將這種裝置安裝在天花板的燈具上，通過(guò)WiFi使用本地處理器來(lái)接收命令實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制每個(gè)發(fā)光二極管的亮度，房間的人員可以選擇光源的任意角度，從而可以照亮房間內(nèi)的每個(gè)角落，因此比如在零售或者娛樂場(chǎng)所，照向工作區(qū)域或商品展示柜的LED光束可能是明亮的，此外針對(duì)人行道或餐桌的LED燈可以相對(duì)調(diào)暗一些。當(dāng)人們移動(dòng)或活動(dòng)發(fā)生變化時(shí)，處理器能夠?qū)崟r(shí)的調(diào)整光照明模式。

目前尺寸最小的RGB發(fā)光二極管占用面積0.65mm2，50x50像素的結(jié)構(gòu)光陣列可以符合標(biāo)準(zhǔn)的180度35mm焦平面的魚眼鏡頭的光學(xué)要求，全功率模式下功耗大約是100W。例如如果你在一個(gè)高3米面積5平方的房間屋頂安裝一個(gè)像素光學(xué)陣列，在墻上和地板上將會(huì)形成2500個(gè)獨(dú)立可控的光學(xué)像素點(diǎn)，每個(gè)像素點(diǎn)覆蓋25平方厘米。

然而上面例子中的2500像素與高清圖像的200萬(wàn)像素或4K圖像的800萬(wàn)像素相距甚遠(yuǎn)，但幸運(yùn)的是一些視頻投影引擎可以以非常緊湊節(jié)能的方式生成數(shù)百萬(wàn)像素的圖像，這些視頻投影引擎有時(shí)也被稱為“pico投影機(jī)”，有幾種技術(shù)和產(chǎn)品可以支持這種類型的投影引擎。其中一項(xiàng)技術(shù)是TI（德州儀器）提供的完善的數(shù)字微鏡設(shè)備，另一項(xiàng)則是硅片上的液晶技術(shù)，你可以用它作為L(zhǎng)ED光源亮度的調(diào)節(jié)器，第三項(xiàng)技術(shù)涉及使用偏轉(zhuǎn)的激光源。無(wú)論選擇哪種技術(shù)，你都可以使用這種類型的視頻投影引擎將高分辨率圖像投影到墻上、地板或房間內(nèi)某個(gè)角落。

實(shí)現(xiàn)支持五個(gè)方向的投影

現(xiàn)在我們考慮一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)燈泡大小的設(shè)備，但是它沒有LED發(fā)射器，而是集成了五個(gè)pico視頻投影模塊——一個(gè)方向朝下，其余四個(gè)分別朝向東、南、西、北。該設(shè)備的處理器借助WiFi從外部控制計(jì)算機(jī)接收五個(gè)高清（HD）或超高清（UHD）視頻流，并從這五個(gè)pico投影儀發(fā)出光線。如果開發(fā)人員正確設(shè)計(jì)了光學(xué)系統(tǒng)，這五根光束就會(huì)有一定的輕微重疊，用可控的高分辨率光線和圖像覆蓋整個(gè)房間和房間內(nèi)的所有物體，除了像上面的例子一樣以外，將某個(gè)部分區(qū)域的亮度作為一種動(dòng)態(tài)光進(jìn)行控制外，如果使用4K投影儀該系統(tǒng)還能夠完全覆蓋5mx5m房間內(nèi)的所有角落，提供大約1.3mm的像素大小。此外還支持虛擬化環(huán)境，比如全息投影，或者精心設(shè)計(jì)的完全環(huán)繞的視頻節(jié)目，以及完全沉浸式的視頻會(huì)議環(huán)境。

解決五向投影儀的一些問(wèn)題

讓我們進(jìn)一步嘗試解決上面介紹的五向投影儀的一些可能存在的缺點(diǎn)，如果我們使用一組可以協(xié)調(diào)的五向投影儀呢？我們可以在5mx5m的房間天花板上安裝四個(gè)這樣的裝置，或者在地板的中央安裝第五個(gè)裝置——從較低的角度覆蓋天花板和墻壁。在這個(gè)場(chǎng)景中多個(gè)投影幾乎可以覆蓋房間內(nèi)的墻壁、地板和天花板的每一平方厘米。如果通過(guò)外部控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行幾何變換和標(biāo)定，仔細(xì)協(xié)調(diào)，相同的圖像就會(huì)從不同的角度到達(dá)墻上的每個(gè)點(diǎn)，所以如果一個(gè)人或一件家具恰好擋住了其中一個(gè)投影儀的視線，那么還有其余四個(gè)投影儀可以照亮那個(gè)表面。房間內(nèi)的攝像機(jī)——可以安裝在pico投影的五個(gè)側(cè)面——可以用于監(jiān)控，校準(zhǔn)投影光束的障礙物，并對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償。如果攝像機(jī)能夠探測(cè)到眼睛的位置和房間內(nèi)的人臉，你就可以指示投影儀關(guān)閉哪些會(huì)擋住眼睛的像素點(diǎn)，從而消除投影儀發(fā)出的強(qiáng)光。

設(shè)計(jì)大型安裝系統(tǒng)

如果我們要用到1000個(gè)這樣的投影儀在體育場(chǎng)、校園或零售店內(nèi)放映會(huì)怎樣呢？投影儀可以設(shè)計(jì)為一個(gè)大型的連續(xù)排列的陣列，支持多種功能和推銷服務(wù)，還可以設(shè)計(jì)一種引導(dǎo)模式，在這種模式下投影儀在顧客面前呈現(xiàn)一個(gè)方向標(biāo)記，引導(dǎo)他們找到想買的商品所在的貨架，或者他們參加音樂會(huì)或體育場(chǎng)館的座位。攝像機(jī)還會(huì)監(jiān)測(cè)所有顧客的行為，中央控制處理器會(huì)實(shí)時(shí)分析采集的視頻，多個(gè)投影儀從多個(gè)角度投射圖像，在人們走動(dòng)的過(guò)程中進(jìn)行無(wú)縫的切換，在緊急情況下該系統(tǒng)可以提供非常及時(shí)的疏散指示。如果大家想了解更多信息，我的美國(guó)專利9508137描述了一個(gè)可以做到這一點(diǎn)的系統(tǒng)的所有細(xì)節(jié)。

總結(jié)

隨著pico視頻投影儀和其他結(jié)構(gòu)光源成本、尺寸和功耗的降低，許多有趣的產(chǎn)品和創(chuàng)新服務(wù)成為可能，最終這些結(jié)構(gòu)光源和視頻投影引擎的成本可能與智能燈泡的成本相同，在這一點(diǎn)上為什么不最終控制光的方向、亮度和顏色，使其能夠響應(yīng)空間內(nèi)人員的需求呢？關(guān)鍵如下：

像LED陣列和pico視頻投影儀這樣的結(jié)構(gòu)光源引擎的成本在急劇的下降

你可以選擇安裝多個(gè)投影，以動(dòng)態(tài)控制照明和圖像的方式覆蓋房間內(nèi)的所有墻壁、地板和各個(gè)角落

出現(xiàn)一些新的服務(wù)模式，比如快捷舒適的娛樂體驗(yàn)，緊急情況下的處理也變得更加高效

通過(guò)協(xié)調(diào)多個(gè)投影儀的方向甚至可以實(shí)現(xiàn)“墻對(duì)墻”的圖像投影統(tǒng)一系統(tǒng)