在過去幾十年的時間里，攝像機的價格下降了三個數量級，在20世紀90年代一臺反應靈敏的全高清攝像機要花費數千美元，但是現在你只需要花費5美元左右就可以買到類似的高清攝像機，它們的模組甚至比一塊糖還要小。如果目前售價在500美元的高清視頻投影機也經歷這樣的發展，未來的情況會怎樣呢？我們可以把這些便宜的小型投影機放置在哪里？如何使用大量并行的投影機陣列？會產生哪些新的服務？下面讓我們大膽猜一下一些可能性。

實現緊湊且節能的視頻投影機

目前有幾種可能的方法來實現價格不貴、緊湊且節能的視頻投影機，首先想到的是它并不是真正的視頻投影機，而是一個結構化的光引擎。如果你仔細觀察發光二極管（LED）燈泡，你會發現它通常有十幾個獨立的LED，如果我們能夠單獨控制它們，從而可以從不同角度調整設備發出光的亮度，會有什么效果呢？你可以把一個二維陣列的小LED芯片——白色的或者RGB格式的——放在一個基片上，這樣就可以去除它們的熱量并單獨控制它們的亮度，你可以把基板放在一個光學系統中，該系統將陣列的圖像投射到遠場中，形成大量部分重疊的光束。光學系統可采用以下形式：

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WiFi使用本地處理器來接收命令實現單獨控制每個發光二極管的亮度，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的每個角落，因此比如在零售或者娛樂場所，照向工作區域或商品展示柜的LED光束可能是明亮的，此外針對人行道或餐桌的LED燈可以相對調暗一些。當人們移動或活動發生變化時，處理器能夠實時的調整光照明模式。

目前尺寸最小的RGB發光二極管占用面積0.65mm2，50x50像素的結構光陣列可以符合標準的180度35mm焦平面的魚眼鏡頭的光學要求，全功率模式下功耗大約是100W。例如如果你在一個高3米面積5平方的房間屋頂安裝一個像素光學陣列，在墻上和地板上將會形成2500個獨立可控的光學像素點，每個像素點覆蓋25平方厘米。

然而上面例子中的2500像素與高清圖像的200萬像素或4K圖像的800萬像素相距甚遠，但幸運的是一些視頻投影引擎可以以非常緊湊節能的方式生成數百萬像素的圖像，這些視頻投影引擎有時也被稱為“pico投影機”，有幾種技術和產品可以支持這種類型的投影引擎。其中一項技術是TI（德州儀器）提供的完善的數字微鏡設備，另一項則是硅片上的液晶技術，你可以用它作為LED光源亮度的調節器，第三項技術涉及使用偏轉的激光源。無論選擇哪種技術，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、地板或房間內某個角落。

實現支持五個方向的投影

現在我們考慮一個標準燈泡大小的設備，但是它沒有LED發射器，而是集成了五個pico視頻投影模塊——一個方向朝下，其余四個分別朝向東、南、西、北。該設備的處理器借助WiFi從外部控制計算機接收五個高清（HD）或超高清（UHD）視頻流，并從這五個pico投影儀發出光線。如果開發人員正確設計了光學系統，這五根光束就會有一定的輕微重疊，用可控的高分辨率光線和圖像覆蓋整個房間和房間內的所有物體，除了像上面的例子一樣以外，將某個部分區域的亮度作為一種動態光進行控制外，如果使用4K投影儀該系統還能夠完全覆蓋5mx5m房間內的所有角落，提供大約1.3mm的像素大小。此外還支持虛擬化環境，比如全息投影，或者精心設計的完全環繞的視頻節目，以及完全沉浸式的視頻會議環境。

解決五向投影儀的一些問題

讓我們進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，如果我們使用一組可以協調的五向投影儀呢？我們可以在5mx5m的房間天花板上安裝四個這樣的裝置，或者在地板的中央安裝第五個裝置——從較低的角度覆蓋天花板和墻壁。在這個場景中多個投影幾乎可以覆蓋房間內的墻壁、地板和天花板的每一平方厘米。如果通過外部控制計算機進行幾何變換和標定，仔細協調，相同的圖像就會從不同的角度到達墻上的每個點，所以如果一個人或一件家具恰好擋住了其中一個投影儀的視線，那么還有其余四個投影儀可以照亮那個表面。房間內的攝像機——可以安裝在pico投影的五個側面——可以用于監控，校準投影光束的障礙物，并對其進行補償。如果攝像機能夠探測到眼睛的位置和房間內的人臉，你就可以指示投影儀關閉哪些會擋住眼睛的像素點，從而消除投影儀發出的強光。

設計大型安裝系統

如果我們要用到1000個這樣的投影儀在體育場、校園或零售店內放映會怎樣呢？投影儀可以設計為一個大型的連續排列的陣列，支持多種功能和推銷服務，還可以設計一種引導模式，在這種模式下投影儀在顧客面前呈現一個方向標記，引導他們找到想買的商品所在的貨架，或者他們參加音樂會或體育場館的座位。攝像機還會監測所有顧客的行為，中央控制處理器會實時分析采集的視頻，多個投影儀從多個角度投射圖像，在人們走動的過程中進行無縫的切換，在緊急情況下該系統可以提供非常及時的疏散指示。如果大家想了解更多信息，我的美國專利9508137描述了一個可以做到這一點的系統的所有細節。

總結

隨著pico視頻投影儀和其他結構光源成本、尺寸和功耗的降低，許多有趣的產品和創新服務成為可能，最終這些結構光源和視頻投影引擎的成本可能與智能燈泡的成本相同，在這一點上為什么不最終控制光的方向、亮度和顏色，使其能夠響應空間內人員的需求呢？關鍵如下：

像LED陣列和pico視頻投影儀這樣的結構光源引擎的成本在急劇的下降

你可以選擇安裝多個投影，以動態控制照明和圖像的方式覆蓋房間內的所有墻壁、地板和各個角落

出現一些新的服務模式，比如快捷舒適的娛樂體驗，緊急情況下的處理也變得更加高效

通過協調多個投影儀的方向甚至可以實現“墻對墻”的圖像投影統一系統