中心議題：

• LCoS顯示技術簡介
• LCoS顯示技術評測簡介
• 參加測評的高清電視機型號
• 各種1920x1080LCoS芯片性能指針

矽基液晶(LiquidCrystalonSilicon,LCoS)是一種相對較新且不為人所熟悉的顯示技術
，該技術現正大舉進入高清電視(HDTV)市shi場chang。然ran而er真zhen正zheng引yin人ren注zhu目mu的de是shi
，這zhe種zhong技ji術shu一yi開kai始shi的de起qi點dian就jiu非fei常chang高gao，並bing不bu是shi用yong傳chuan統tong的de方fang式shi起qi步bu
，即ji采cai用yong和he現xian有you技ji術shu差cha不bu多duo的de性xing能neng，然ran後hou再zai慢man慢man把ba畫hua麵mian質zhi量liang提ti升sheng到dao更geng高gao水shui平ping。

在所有顯示技術中，LCoS的分辨率、對比度(對非CRT顯示器而言)是最高的
，圖像最為自然。有些用戶對圖像閃爍比較敏感，眼睛容易疲勞
，而LCoS則具有最高刷新率(120Hz)
，可提供最為平滑且無閃爍的畫麵。本文將深入分析五種LCoS高清電視
，其中除了一種其餘都是原型樣機，希望能夠幫您了解這一正在發展的技術。
　　
當然，LCoS並不能算是新事物，階因開發已超過十年

，JVC實際上從1998nianjiukaishiyingyongzhezhongjishushengchangaoduanzhuanyejitouyingyi，danshizhijintianzhegeshichangxiangduilaishuohaifeichangxiao。tongshizheyeshiyizhongfeichangnanyugaijindejishu，bushaogongsiyaobufangqileyaobujiuyijingpochan。tangmuxungongsi(采用RCA品牌)於2001年製造出第一台商業化LCoS高清電視，東芝(采用日立LCoS芯片)和飛利浦緊隨其後也相繼推出，但這些公司到2004年10月都停止了。英特爾在2004年1月宣布開始製造LCoS芯片震驚了業界
，但隨即在2004年10月停止了該計劃，其間沒有取得任何成果。因此，LCoS的前景遭到很多分析師質疑，實際上該技術僅僅是在為真正進入高清電視市場進行整合。
　　
JVC於2004年7月推出其第一台背投1280×720高分辨率電視

，拉開了第二代LCoS的序幕，索尼緊接著於2005年1月推出高端1920×1080Qualia電視，之後Brillian也從2005年中開始向市場提供1280×720電視。9月初我寫完這篇文章的時候，全球隻有幾款LCoS高清電視可以購買，不過JVC和索尼剛剛宣布了其第二代高清電視，LG也推出了第一款(采用SpatiaLight的LCoS芯片)
，另一家主要供貨商日立計劃於2005年底推出LCoS高清電視。因此



，在本文中我們有幸對一些預先發布的樣機進行測試評估，下麵就是我們得到的一些結果。
　　
評測簡介
　　
即(ji)使(shi)你(ni)是(shi)一(yi)個(ge)專(zhuan)家(jia)，也(ye)很(hen)難(nan)找(zhao)到(dao)一(yi)個(ge)地(di)方(fang)可(ke)以(yi)對(dui)高(gao)清(qing)電(dian)視(shi)的(de)圖(tu)像(xiang)和(he)畫(hua)質(zhi)進(jin)行(xing)評(ping)估(gu)。在(zai)展(zhan)覽(lan)會(hui)或(huo)製(zhi)造(zao)商(shang)展(zhan)示(shi)廳(ting)裏(li)
，你(ni)看(kan)到(dao)的(de)節(jie)目(mu)極(ji)可(ke)能(neng)是(shi)經(jing)過(guo)精(jing)心(xin)挑(tiao)選(xuan)
，而(er)且(qie)還(hai)可(ke)能(neng)進(jin)行(xing)了(le)微(wei)調(tiao)，使(shi)各(ge)個(ge)型(xing)號(hao)的(de)效(xiao)果(guo)都(dou)比(bi)正(zheng)常(chang)情(qing)況(kuang)要(yao)好(hao)。在(zai)商(shang)店(dian)展(zhan)示(shi)室(shi)裏(li)，觀(guan)看(kan)條(tiao)件(jian)、環境光線
、視頻信號質量以及視頻源質量通常千差萬別，效果無法達到理想的狀態，而高清電視本身也沒有調到最好(有時是因為前麵的顧客調整了設置)，所以你通常都會看到在放動畫片，因為比較飽和的顏色和人工圖畫可使觀眾對電視產生一種好的錯覺。
　　
duirenhexianshijishudetuxianghehuazhijinxingpinggudezuihaofangfashibaduobudianshifangzaiyiqi，zaixikongzhigezhongtiaojian
，yigeaiyigeditongshijinxingceshi，rangsuoyoudianshidouxianshiwanquanyiyangdegaopinzhihuamian。nixuyaoyigelixiangdeguankanhuanjing、D6500背光
、出chu眾zhong的de視shi頻pin信xin號hao源yuan，以yi及ji一yi流liu的de視shi頻pin信xin號hao分fen配pei係xi統tong。然ran後hou，讓rang各ge製zhi造zao商shang派pai出chu最zui好hao的de工gong程cheng師shi
，仔zai細xi設she置zhi調tiao節jie他ta們men的de電dian視shi直zhi到dao達da到dao最zui佳jia圖tu像xiang和he畫hua質zhi效xiao果guo。2005年7月我們一整個月都在做這樣的事情
，這是一件花時間的工作，但結果非常有意思，絕對值得花費所需的資源。
　　
這個過程稱為“評測”
，它ta並bing不bu是shi要yao一yi決jue雌ci雄xiong，但dan確que實shi對dui每mei個ge顯xian示shi器qi都dou是shi極ji大da的de挑tiao戰zhan。由you於yu每mei台tai機ji器qi單dan獨du看kan時shi都dou非fei常chang好hao，但dan和he其qi它ta一yi些xie優you秀xiu的de機ji型xing一yi起qi顯xian示shi同tong樣yang的de高gao質zhi量liang畫hua麵mian時shi，很hen多duo地di方fang就jiu較jiao遜xun色se，即ji使shi很hen細xi微wei的de差cha異yi也ye會hui非fei常chang明ming顯xian地di表biao現xian出chu來lai。在zai評ping測ce中zhong，我wo們men首shou先xian用yong上shang百bai個geDisplayMate的1280×720和1920×1080兩liang種zhong高gao清qing電dian視shi分fen辨bian率lv的de測ce試shi圖tu像xiang對dui這zhe些xie電dian視shi進jin行xing測ce試shi，我wo們men用yong兩liang台tai高gao級ji光guang譜pu分fen析xi儀yi仔zai細xi測ce量liang每mei台tai電dian視shi的de光guang度du和he色se度du。測ce試shi時shi
，我wo們men邀yao請qing了le34位評審員觀看一個多小時高質量視頻節目，然後進行比較和視覺評估。圖1顯示了照明燈打開時評測設置情況，這些電視就沿著在我的家庭影院附近的一麵35英尺牆排列著。



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參評高清電視
　　
在我們計劃開始進行評測時市麵上隻有兩款LCoS高清電視，所以我決定擴大樣本麵，勸說幾家製造商為我這篇文章把他們寶貴的實驗室樣機借給我，目的是把每家LCoS製造商的產品(用色輪的除外)都包括進來，而目前隻有五家製造商：JVC


、索尼、Brillian

、eLCOS和SpatiaLight。市麵上還有其它一些品牌的LCoS高清電視，但它們都采用以上幾家提供的器件。我們包括了兩種標準高清電視分辨率：1280×720約一百萬像素以及1920×1080約兩百萬像素，在本文中分別稱為720或1080型。(這裏後麵不用再跟代表逐行掃描的p，因為所有機型都是逐行掃描的，請見下。)
　　
JVC和索尼都不用再作介紹
，但另外三家對大多數消費者來說還相當陌生。Brillian是一家小型初創公司，總部在亞利桑那州的Tempe
，是美國唯一一家高清電視製造商。他們提供了一台65吋720型樣機(目前已經上市)，並努力在評測之前提供多一台1080型。eLCOS也是一家小型初創企業

，他們和光引擎製造商JDSUniphase、屏幕製造商DNP以及視頻處理器製造商SiliconOptix合作，提供了一台56吋1080型實驗室演示樣機。請注意該公司提供的機型還不能稱之為樣機，因為它不是為大規模生產而設計的。SpatiaLight也是一個小型初創企業，提供LCoS芯片和驅動電路，曾用在2005年9月LG新推出的71吋1080高清電視中。SpatiaLight同意參加測評但沒能及時提供樣機。
　
JVC提供了兩台：消費品事業部送來了他們已上市的61吋720高清電視，隻有不到4,000美元普及價格

，而專業產品事業部則送來了他們為電視與電影後期製作而設計的48吋1080基準顯示器樣機
，其價格定位麵向高端專業市場，設計用來與索尼的高端專業級CRT競爭(我們將在第三部分對其進行比較)。注意JVC兩個型號所采用的LCoS技術是不同的，普通型具有數字背板，采用脈寬調製控製每個像素(見第三部分與下文)，而專業級使用模擬電壓控製每個像素(見下文)。索尼已經於2005年1月推出70吋1080Qualia006，所以我們邀請了索尼，但該公司拒絕參加測評。
　　
每個參與測評的製造商資料請詳見後麵的高清電視製造商介紹

，表1顯示了每種機型的基本信息，注意表中型號是以分辨率按字母順序排列的。JVCConsumerjiageyoulianggelaiyuandouliezaibiaoshang，yigeshizhizaoshangjianyilingshoujia，lingyigeshiwozaishichangshangnengzhaodaodezuidishijishoujia，qitadoujiangyibiaozhongsuoliejiagejijiangzaishimianshangfashou。

LCoS技術
　　
LCoS是用液晶控製圖像像素亮度的最新顯示技術，液晶技術最廣泛應用形式是大型無定形矽LCD芯片，用於直接觀看的計算機顯示器
、電視以及高清電視，典型尺寸從5吋到82吋(截至2005年8月31日的紀錄)
，下一個應用將是更小的高溫多晶芯片，用於視頻和數據投影儀，這些應用尺寸大約隻有1吋，所有都會用於大屏幕LCD背bei投tou電dian視shi及ji高gao清qing電dian視shi。這zhe兩liang種zhong技ji術shu用yong的de光guang源yuan都dou在zai芯xin片pian的de後hou麵mian，光guang線xian必bi須xu穿chuan過guo芯xin片pian來lai到dao前qian麵mian，包bao括kuo芯xin片pian內nei控kong製zhi像xiang素su的de所suo有you電dian路lu和he組zu件jian，但dan這zhe些xie部bu件jian阻zu斷duan了le很hen多duo光guang線xian
，並bing在zai像xiang素su之zhi間jian形xing成cheng溝gou道dao，因yin此ci分fen辨bian率lv越yue高gao，問wen題ti就jiu越yue多duo。第di二er個ge主zhu要yao問wen題ti是shi液ye晶jing相xiang對dui來lai說shuo需xu要yao比bi較jiao厚hou以yi便bian得de到dao較jiao高gao對dui比bi度du，這zhe會hui使shi響xiang應ying時shi間jian減jian慢man，因yin而er在zai圖tu形xing運yun動dong或huo變bian化hua時shi會hui形xing成cheng拖tuo影ying。
　　
LCoS的de基ji本ben原yuan理li是shi在zai液ye晶jing層ceng後hou麵mian用yong一yi個ge鏡jing子zi，光guang線xian從cong前qian麵mian進jin來lai後hou穿chuan過guo液ye晶jing層ceng，經jing過guo鏡jing子zi反fan射she再zai次ci穿chuan過guo液ye晶jing層ceng射she到dao屏ping幕mu上shang。這zhe需xu要yao稍shao微wei複fu雜za一yi些xie的de光guang學xue部bu件jian，但dan確que實shi非fei常chang有you用yong，它ta有you幾ji個ge直zhi接jie明ming顯xian的de優you點dian，如ru所suo有you電dian子zi部bu件jian都dou在zai鏡jing子zi後hou麵mian，完wan全quan在zai光guang路lu以yi外wai。在zai它ta後hou麵mian有you很hen大da空kong間jian，這zhe樣yang就jiu可ke能neng達da到dao難nan以yi置zhi信xin的de高gao分fen辨bian率lv，LCoS在(zai)所(suo)有(you)顯(xian)示(shi)技(ji)術(shu)中(zhong)分(fen)辨(bian)率(lv)最(zui)高(gao)。另(ling)外(wai)因(yin)光(guang)線(xian)兩(liang)次(ci)穿(chuan)過(guo)液(ye)晶(jing)，可(ke)以(yi)達(da)到(dao)很(hen)高(gao)對(dui)比(bi)度(du)但(dan)依(yi)然(ran)非(fei)常(chang)薄(bo)，從(cong)而(er)大(da)大(da)改(gai)善(shan)響(xiang)應(ying)時(shi)間(jian)減(jian)少(shao)拖(tuo)影(ying)。我(wo)們(men)將(jiang)在(zai)第(di)三(san)部(bu)分(fen)討(tao)論(lun)LCoS的優點和缺點。
　　
那(na)麼(me)它(ta)是(shi)怎(zen)樣(yang)工(gong)作(zuo)的(de)？液(ye)晶(jing)可(ke)以(yi)使(shi)光(guang)線(xian)的(de)偏(pian)振(zhen)性(xing)發(fa)生(sheng)偏(pian)轉(zhuan)
，而(er)偏(pian)轉(zhuan)量(liang)可(ke)通(tong)過(guo)電(dian)場(chang)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)。鏡(jing)片(pian)後(hou)麵(mian)的(de)矽(gui)片(pian)產(chan)生(sheng)控(kong)製(zhi)每(mei)個(ge)像(xiang)素(su)的(de)電(dian)場(chang)，實(shi)際(ji)上(shang)鏡(jing)片(pian)就(jiu)是(shi)矽(gui)片(pian)最(zui)上(shang)一(yi)層(ceng)，液(ye)晶(jing)直(zhi)接(jie)裝(zhuang)在(zai)鏡(jing)片(pian)上(shang)麵(mian)，這(zhe)也(ye)是(shi)它(ta)叫(jiao)做(zuo)“矽基液晶”的原因。大多數芯片的尺寸為四分之三英寸，圖2a顯示了一個LCoS芯xin片pian的de照zhao片pian。生sheng成cheng圖tu像xiang時shi，偏pian振zhen光guang聚ju焦jiao在zai芯xin片pian上shang，通tong過guo變bian換huan每mei個ge像xiang素su後hou麵mian電dian場chang來lai控kong製zhi其qi亮liang度du。電dian場chang使shi光guang線xian發fa生sheng偏pian轉zhuan，然ran後hou用yong一yi個ge偏pian振zhen過guo濾lv器qi把ba偏pian轉zhuan部bu分fen擋dang住zhu。矽gui片pian產chan生sheng電dian場chang實shi際ji上shang就jiu像xiang計ji算suan機ji內nei存cun芯xin片pian一yi樣yang工gong作zuo，按an照zhao像xiang素su的de行xing列lie進jin行xing組zu織zhi，每mei個ge像xiang素su都dou有you一yi個ge地di址zhi
，就jiu像xiang內nei存cun位wei置zhi一yi樣yang，圖tu2b顯示了一個LCoS的截麵圖。
　　
如同其它顯示技術一樣，每家製造商都有他們專用的實現方法

，並會取一個特殊的名稱，如表1和表2suoshi。suoyouzhizaoshangdouzhichutamenshiyongdaiwujipailiecengdechuizhifenbuyejing，chuizhipailieketigaoduibidu，bingzaiqudongxinhaoweilingshishipingmuchengxianzirandeheise。wujipailiecengkebimianzaoqiyoujipailiecenglaohuadewenti
，suoyisuoyouzhexieLCoS技術都有很長的壽命。
表1：參加測評的高清電視機型號。


表2列出各製造商1080LCoS芯片的規格，為了使信息更為完整，我們在表中包含了沒有參加測評的索尼和SpatiaLight產品。索尼信息有兩個來源，一個是Qualia004和006裏的第一代芯片，另一個是2005年8月推出的XBR產品裏的第二代芯片。
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表2：1920x1080LCoS芯片性能指針



芯xin片pian對dui比bi度du可ke能neng是shi表biao中zhong最zui重zhong要yao的de數shu值zhi，因yin為wei高gao清qing電dian視shi屏ping幕mu對dui比bi度du總zong是shi比bi芯xin片pian的de數shu值zhi小xiao。像xiang素su間jian距ju是shi芯xin片pian上shang像xiang素su中zhong心xin與yu中zhong心xin之zhi間jian的de距ju離li
，像xiang素su間jian隙xi是shi他ta們men之zhi間jian無wu效xiao空kong間jian。開kai口kou率lv是shi指zhi有you效xiao像xiang素su區qu域yu所suo占zhan的de百bai分fen比bi。由you於yu它ta接jie近jin100%

，所以屏幕上像素之間的間隙通常不會被注意。LCoS的開口率比DLPweixianyaogaojigebaifenbi，ergaowenduoguiyejingtouyingyixinpiantongchangdeshuzhijiaoxiao，zhiyoubaifenzhiwushidaoqishi
，suoyiqixiangsujiegoutongchangnengbeikandao。shoumingbaokuoduozhongyinsu
，danzhinengtongguoshiyanshiceshituiduanjinxingtonggu
，suoyouchangjiatigongdeshuzhidoudayu10萬小時，也即如果一天開24小時可連續放11年(nian)以(yi)上(shang)。人(ren)們(men)關(guan)心(xin)主(zhu)要(yao)在(zai)於(yu)隨(sui)時(shi)間(jian)延(yan)長(chang)亮(liang)度(du)和(he)對(dui)比(bi)度(du)的(de)損(sun)耗(hao)，也(ye)就(jiu)是(shi)所(suo)謂(wei)的(de)老(lao)化(hua)，這(zhe)將(jiang)導(dao)致(zhi)通(tong)常(chang)所(suo)說(shuo)的(de)圖(tu)像(xiang)灼(zhuo)影(ying)
，但(dan)所(suo)有(you)製(zhi)造(zao)商(shang)都(dou)聲(sheng)明(ming)老(lao)化(hua)和(he)灼(zhuo)影(ying)都(dou)不(bu)會(hui)在(zai)無(wu)機(ji)排(pai)列(lie)層(ceng)中(zhong)產(chan)生(sheng)。
信號電平是指在芯片線路控製LCoS芯片的數據位數
，位數越高灰場越平滑
，越不容易出現色差線條。
　　
響應時間是業界一個標準，表示像素從黑到白的時間(上升時間或者Ton)加上從白到黑的時間(下降時間或者Toff)的(de)總(zong)時(shi)間(jian)，響(xiang)應(ying)時(shi)間(jian)是(shi)測(ce)量(liang)圖(tu)像(xiang)變(bian)換(huan)速(su)度(du)並(bing)提(ti)供(gong)運(yun)動(dong)圖(tu)像(xiang)移(yi)動(dong)拖(tuo)影(ying)的(de)可(ke)見(jian)程(cheng)度(du)
，通(tong)常(chang)越(yue)小(xiao)越(yue)好(hao)，但(dan)移(yi)動(dong)拖(tuo)影(ying)涉(she)及(ji)到(dao)多(duo)個(ge)因(yin)素(su)。遺(yi)憾(han)的(de)是(shi)，有(you)些(xie)製(zhi)造(zao)商(shang)提(ti)供(gong)的(de)響(xiang)應(ying)時(shi)間(jian)是(shi)平(ping)均(jun)上(shang)升(sheng)下(xia)降(jiang)時(shi)間(jian)


，而(er)不(bu)是(shi)他(ta)們(men)的(de)和(he)，使(shi)顯(xian)示(shi)數(shu)值(zhi)比(bi)實(shi)際(ji)的(de)要(yao)快(kuai)兩(liang)倍(bei)。所(suo)以(yi)要(yao)非(fei)常(chang)注(zhu)意(yi)響(xiang)應(ying)時(shi)間(jian)指(zhi)標(biao)，要(yao)確(que)保(bao)你(ni)知(zhi)道(dao)製(zhi)造(zao)商(shang)用(yong)的(de)是(shi)哪(na)一(yi)種(zhong)方(fang)法(fa)。(比如索尼QualiaSXRD芯片響應時間用的是總時間5ms，但最新的XBRSXRD芯片則用平均時間2.5ms作為響應時間
，所以顯示出來數值的要快兩倍，而實際上並沒有。)我們在表中把上升時間和下降時間都列了出來，以顯示實際情況。
　　
控製每個像素亮度的物理過程不管是LCoS還是所有其它液晶技術實際都是模擬技術，這是一個優點，因為人的視覺也是一個模擬過程
，可以避免全數字顯示技術如DLP和等離子具有的圖像抖動(見係列專題三、四和本文第三部分)。然而實際上也可以設計芯片的矽背板讓它被模擬電壓或數字信號脈寬調製PWM來驅動。它們的最終結果仍然是液晶模擬顯示，但這是用兩個完全不同的方法完成，各自有不同的優缺點
，我們將在之後討論。(數字方法類似地燈調光器用電子脈衝控製模擬鎢燈。)表1和表2中的設備控製技術列出了每種機型應用的方法，數字背板通常產量較高，製造更加便宜(但不是所有製造商都同意這一觀點)，且驅動電路也更加便宜。但是目前用數字技術得到平滑的灰場還比較難(尤其在暗場裏)
，所以這也是很多型號使用模擬背板的原因。

光學與電學組件
　　
除了芯片外，LCoS高清電視還有其它關鍵的零部件，如包含從燈泡到投影鏡頭所有光學部件的投影燈引擎。它首先準備光束，照亮細小的LCoS芯片
，然後通過一個約80比1的線性比例因子將圖像放大，麵積放大比例約6,400比1(以60英寸屏幕為例)。這裏所涉及的技術並不等於LCoS芯片本身，對屏幕上看到的圖像質量同等重要，它通常是投影高清電視裏最貴重的部件。圖2c顯示了一個投影光學引擎，注意我們這裏所有高清電視都采用3片LCoS芯片

，分別對應紅、綠、藍三基色。濾光板首先將光線分為用於LCoS芯片的3種(zhong)基(ji)本(ben)顏(yan)色(se)，然(ran)後(hou)用(yong)一(yi)組(zu)棱(leng)鏡(jing)在(zai)投(tou)影(ying)鏡(jing)頭(tou)前(qian)麵(mian)將(jiang)基(ji)本(ben)色(se)重(zhong)新(xin)合(he)成(cheng)為(wei)一(yi)束(shu)光(guang)。屏(ping)幕(mu)是(shi)光(guang)學(xue)係(xi)統(tong)另(ling)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)的(de)部(bu)件(jian)，它(ta)對(dui)成(cheng)像(xiang)質(zhi)量(liang)也(ye)有(you)很(hen)大(da)影(ying)響(xiang)

，好(hao)的(de)屏(ping)幕(mu)相(xiang)當(dang)昂(ang)貴(gui)。另(ling)外(wai)還(hai)有(you)兩(liang)種(zhong)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)光(guang)學(xue)部(bu)件(jian)，一(yi)個(ge)是(shi)在(zai)投(tou)影(ying)鏡(jing)頭(tou)和(he)屏(ping)幕(mu)之(zhi)間(jian)吸(xi)收(shou)雜(za)散(san)光(guang)線(xian)的(de)黑(hei)色(se)內(nei)部(bu)空(kong)間(jian)，第(di)二(er)個(ge)是(shi)在(zai)機(ji)箱(xiang)後(hou)部(bu)前(qian)表(biao)麵(mian)平(ping)麵(mian)鏡(jing)，可(ke)將(jiang)投(tou)影(ying)鏡(jing)頭(tou)光(guang)通(tong)路(lu)方(fang)向(xiang)改(gai)變(bian)射(she)向(xiang)屏(ping)幕(mu)。


圖2(a)LCoSD-ILA芯片
，JVC提供。

圖2(b)LCoSD-ILA芯片截麵圖

，JVCProfessionalProducts提供

圖2(c)投影光學引擎
，Brillian公司提供。

還有兩個電路組件我們經常提及，一個是芯片線路控製部分，負責所有LCoS芯片的底層直接控製，另一個是前端板，具有所有高清電視輸入接口，它將所有其它不同輸入信號(複合視頻信號
、S-video、合成視頻信號、RGB、DVI以及HDMI)轉換為芯片線路所需的數字格式，它還管理屏幕菜單，實現用戶與服務的調整和控製。芯片線路通常隻有工廠才能進行控製

，包括控製LCoS芯片所需的低級伽馬表。