透过现象看本质：投影如何更护眼

    自从习大大亲自过问并指示“中小学生近视预防工作”以来，社会各界对“祖国花朵”的用眼健康的关注度越来越高。其中，在采用大量多媒体技术的数字化教室中，选择哪种显示设备更为健康护眼也成了重大的教学技术讨论话题。通过对平板液晶和投影技术的研究对比，越来越多的业内人士认为，目前投影技术的护眼优势更为明确。

    光源是关键，投影如何实现更安全

    在显示设备健康问题上，“高频蓝光”是最受关注的问题。高频蓝光导致眼部黄斑病的报道偶有出现。很多研究机构的数据也表明，高频蓝光的“穿透性”，会导致对眼底的更为严重的伤害。且这种伤害具有积累性和难以恢复性。对于高频蓝光伤害能采取的技术措施无外乎：减少显示设备的使用、或者降低显示设备的高频蓝光占比。

    诚然，显示设备实现彩色显示依赖红绿蓝三原色——且三种原色的能量比值是固定的。即，任何相同亮度的显示设备，都需要具有相同多的蓝色能量。但是，都是蓝色，却也有波长上的微弱区别：例如450纳米与465纳米，人类看到的都是蓝色，前者却对眼底的穿透力显著高于后者，并被称为“高频蓝光”。

    在液晶平板显示产品中，其发光由背光源组件完成。背光源组件的核心是蓝色LED光源模组和红绿色荧光粉、或者黄色荧光粉、或者红绿色QLED光致发光量子点材料构成。其中能够产生高频蓝光的是蓝色LED光源。而在投影显示中，采用LED、激光、汞灯等不同技术的光源产品，亦有可能用到蓝色LED、蓝色激光器等组件，汞灯则不需要用蓝色光作为激发光源。

    所以，可以看到如果选择了不会产生大量高频蓝光的基础发光组件，显示设备就会在用眼安全上具有优势。以此为基础，可以看到汞灯光源具有一定的天然低蓝光特性。激光和LED为基础的光源则需要专门选择抑制高频蓝光组件。

    但是，投影的抑制高频蓝光激光和LED光源应用，与液晶平板的抑制高频蓝光LED的应用过程还有显著区别。即投影产品需要一个高能量密度、小体积的光源，且要在光源真正被成像之前经过多层光学处理和纯色滤色。更高的光源亮度密度需求，使得投影机光源系统必然要选择“最高档的激光器或者蓝色LED组件”，更多的光学处理和纯化过程则进一步降低有害光的输出。相对而言，液晶平板的LED光源模组，是一个面光源，可选用的LED晶体颗粒品质范围更广，且在此后的光学处理过程也更为简单。

    与光源品质有关的显示设备健康隐忧还包括“频闪”问题——频闪的发生本质也是光源的现象，而和显示成像过程没有关系。对于汞灯投影而言，几乎可以认为不存在频闪问题。对于激光和LED投影机，则由于其必然采用高能量密度的高品质光源，且需要保障极高的稳定性和极高的光通量，更需要有效提升激光和LED光源中核心半导体晶粒工作的频率，并大幅降低“频闪”效应。

    由以上两方面的分析可以看到，在采取预防高频蓝光和频闪问题的技术措施上，投影和液晶平板都从“光源”入手，并受到光处理过程的影响。其中，汞灯投影天然的优势很明显，同时投影对光源品质的苛刻要求使得投影机在频闪问题上始终保持“很高的安全水平”、并在“高频蓝光”问题上具有更好的整体性能表现。而平板产品对光源品质的要求没有投影那么苛刻，因此导存在一些平板液晶产品的LED光源在高频蓝光和频闪问题上“抑制水平不理想”的情况——当然，这不是说技术上液晶平板无法做到完美，只不过在激烈的价格竞争中，是否所有产品都能采用最高品质的LED光源就成了未知数：投影产品无论汞灯、激光还是LED光源,对光源极限性的要求，则保障了“投影显示往往都是高品质光源”。

    画面尺寸问题也不小，视距视角是问题

    在关于教学多媒体显示，投影还是液晶更安全护眼的问题中，另一个争议点出现在“视距亮度衰减”上。从实际测量结果看，投影机的视觉亮度衰减更小。这显然有利于教室，这种公共空间、人员较多的场合，后排位子上的学生的眼部健康。

    即，更小的视距亮度衰减，让后排看到的画面清晰度和对比度更高，也就降低了眼睛和相应脑神经的紧张度，从而体现出更低的视觉疲劳的优势。

    但是，视距亮度衰减不是一个“单一的技术问题”——为何平板的视距亮度衰减更大呢？往往是因为平板的可视角度更高。即投影的视角亮度衰减更大。视角亮度衰减更大则不利于“侧视”位置学生的用眼健康。即最前排最边缘的学生往往亦出现更严重的视觉疲劳。

    也就是说“视距亮度衰减”和“视角亮度衰减”是此消彼长的问题，对于同一台显示设备“不可能完美解决”。但是，我们现在讨论的不是“同一台设备”的问题，而是如何选择最理想的设备的问题。

    目前，大多数教学多媒体显示设备选择安装在教室正前方、中央位置。在这个位置上，投影的视距亮度衰减更小，舒适性更好；但是需要解决视角亮度衰减的问题——即让前排边缘的学生的观看倾角更小。达到这一目的有一个简单方法，就是“更大的显示画面面积”、“更大的显示细节尺寸”。

    在实际产品中，投影显示画面往往是80英寸以上，这两年主要销售产品更是突破了90英寸。而液晶平板教室显示产品，75英寸显示设备则处于刚刚起步的阶段。过去三年主要销售产品是55-65英寸的显示设备。

    投影显示系统，利用更大的画面尺寸有效平衡了视角亮度衰减问题，并保持更好的视距亮度衰减成绩——同时，更大的画面还获得了另一个好处：即显示画面上的细节，也就是文字的线条几何尺寸更大、更有利于边角和远排座位学生的观看。更大的画面，让分辨细节的脑神经和眼部紧张度下降，进而起到了“舒适性”和一定的抗用眼疲劳的效果。

    到底如何选择教室用多媒体显示设备

    通过以上的分析，可以看到教室用多媒体显示设备与用眼健康的关系是多角度的、具有一定的复杂性，也具有一定的“不同产品和技术”的差异。那么，到底如何选择目前更健康的教学显示设备呢？

    首先，要避免高频蓝光和频闪的危害。这不是说不能选择液晶平板产品，而是选择的时候一定要关注LED光源组件的发光频率曲线是否在高频段采用了抑制措施；以及是否采用更高刷新率的LED光源。当然，即便选择投影机产品，依然需要关注其采用的光源：LED光源是否在发光曲线的高频段采取了抑制措施，以及激光光源是否选用了非高频蓝色激光器。而在频闪问题上，由于投影机必须采用极限性能的光源器件，所以不需要担忧。

    其次，在多媒体显示设备选择上，大尺寸显示产品具有天然的“耐看”性。这方面投影机的性价比优势非常明显。反而液晶平板产品，往往受制于上游面板工艺的技术限制，或者大尺寸产品价格高昂，或者显示尺寸较小。以2018年销量最大的投影和液晶教室显示产品尺寸看，投影为90英寸以上，液晶为65英寸，二者显示画面面积相差超过91%，差距是非常显著的。

    当然，笔者不排除平板显示未来可能突破大尺寸限制，或者采用OLED等新技术实现对高频蓝光、频闪等问题的更好解决的可能。但是，就目前而言，多种因素综合，笔者认为选择大尺寸非高频蓝光的激光光源投影显示系统，是教学多媒体更优的健康路线图。