探究主流大屏幕數(shù)字拼接墻的顯示技術(shù)及其應(yīng)用

姚斯沛

摘 要：數(shù)字大屏幕拼接產(chǎn)品已經(jīng)從專業(yè)高端的應(yīng)用擴展到十個細(xì)分的應(yīng)用領(lǐng)域，本文在介紹大屏幕拼接系統(tǒng)及其系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，對目前主流的大屏幕數(shù)字拼接墻的顯示技術(shù)進(jìn)行了探討和對比，對大屏幕數(shù)字拼接墻系統(tǒng)的設(shè)計及其應(yīng)用提出了建議。

關(guān)鍵詞：大屏幕；數(shù)字；拼接墻；顯示技術(shù)

引言

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機信息技術(shù)的迅速普及，圖像的質(zhì)量也在不斷提高，越來越多的系統(tǒng)對圖形圖像實時顯示的要求也在不斷地提高，在各種企業(yè)和不同的單位中需要監(jiān)控和實時顯示的信息量也越來越多。迫切的要求終端顯示系統(tǒng)朝著大型化、高清晰化發(fā)展。

大屏幕拼接墻中包含有若干個顯示單元和圖像控制器，可以實現(xiàn)超大屏幕的顯示和一個屏幕上的多個窗口畫面顯示，大屏幕顯示系統(tǒng)通過對各種計算機圖、文及網(wǎng)絡(luò)信息、視頻圖象信息的動態(tài)綜合顯示實現(xiàn)各種各樣的信息顯示，在超大屏幕的顯示系統(tǒng)中，能夠完成圖像的實時切換、放大、拼接等，大屏幕顯示系統(tǒng)以系統(tǒng)工程、信息工程、自動化控制等理論為指導(dǎo)，具有大畫面，高分辨率的特點，可為用戶提供的信息含量大。如今，大屏幕的拼接產(chǎn)品已經(jīng)從高端專業(yè)的應(yīng)用走進(jìn)眾多的公共應(yīng)用領(lǐng)域，比如能源、管理、娛樂等行業(yè)。并且大屏幕拼接顯示技術(shù)也從最早的CRT顯示技術(shù)發(fā)展到了PDP等離子顯示技術(shù)、LCD液晶數(shù)字顯示技術(shù)、DLP大屏幕數(shù)字拼接技術(shù)。本文對現(xiàn)有的幾種主流大屏幕拼接技術(shù)及其應(yīng)用中的各自的特點做簡要對比和分析，并且展望了拼接顯示系統(tǒng)技術(shù)未來的應(yīng)用和發(fā)展。

1 大屏幕拼接系統(tǒng)及其系統(tǒng)架構(gòu)

大屏幕顯示系統(tǒng)通過對各種計算機圖、文及網(wǎng)絡(luò)信息、視頻圖象信息的動態(tài)綜合顯示實現(xiàn)各種各樣的信息顯示，目前廣泛應(yīng)用于安全防范、調(diào)度指揮、廣播電視、廣告?zhèn)髅郊敖虒W(xué)演示等領(lǐng)域。其作用主要是能夠更加集中顯示各種計算機、視頻、網(wǎng)絡(luò)信號的系統(tǒng)，方便用戶靈活的調(diào)用顯示各種信號。在一個大型的拼接顯示系統(tǒng)中，顯示單元的顯示品質(zhì)直接影響著整個拼接墻的效果，因此，在拼接墻系統(tǒng)中，最核心的器件之一就是圖像處理器。

大屏幕拼接系統(tǒng)主要由拼接墻顯示單元、拼接墻處理器、拼接墻接口設(shè)備部分和拼接墻軟件部分等四個架構(gòu)組成。其中核心部件是圖像處理器，拼接墻顯示單元也就是顯示終端設(shè)備，將它們通過多種方式進(jìn)行拼接，顯示單元與圖像處理器的關(guān)系是圖像信號經(jīng)過圖像處理器的處理，被劃分成若干信號將一個個的普通視頻單元，分配給視頻顯示單元，從而組成一個超大屏幕的圖像顯示，采用不同類型的顯示單元會得到大不相同的結(jié)果。廣義上的顯示單元化還包含了和顯示有關(guān)的拼接箱體和支撐器件，拼接墻接口設(shè)備由RGB、控制接口和網(wǎng)絡(luò)等接口組成，主要功能是為了實現(xiàn)各類輸入和輸出設(shè)備的連接，對于拼接墻大屏幕的正常工作，軟件部分也是很重要的一個組成部分，它主要負(fù)責(zé)拼接墻的畫面顯示的設(shè)定和顯示內(nèi)容的編輯處理。它實質(zhì)上是一種信息管理軟件。

2 DLP 大屏幕數(shù)字拼接系統(tǒng)

DLP叫做數(shù)字光處理技術(shù)，全稱是Digital Light Processing，DPL技術(shù)的基本器件是數(shù)字微反射器DMD（Digital Micromirror Device），視頻信號的調(diào)制通過數(shù)字光處理技術(shù)實現(xiàn)，從而驅(qū)動DMD的光路系統(tǒng)，然后再經(jīng)過投影鏡的處理得到大屏幕需要的圖像，它給投影顯示技術(shù)領(lǐng)域帶來了一個劃時代的變革，DLP的實現(xiàn)是通過安置在設(shè)備里的DLP投影機，圖像由投影機發(fā)出之后，經(jīng)過透鏡的放大，然后通過反射鏡的投射作用，顯示到屏幕背面。其圖像清晰度、亮度、色彩、可視角度以及體積來看，均比傳統(tǒng)背投有了很大提高。在較多的數(shù)字信號處理和顯示過程中，經(jīng)過處理之后的圖像信號，能夠以數(shù)字技術(shù)精確的進(jìn)行，將信息精確的以1：1的像素比例映射在鏡片上。DLP背投一般有兩種屏幕：玻璃復(fù)合幕和樹脂幕，DLP作為目前大屏幕行業(yè)應(yīng)用最多的大屏幕顯示系統(tǒng)，主要有顯示部分、信號處理部分和控制系統(tǒng)三個部分。具體由以下部分組成：大屏幕顯示單元及底座、拼接處理器或圖像處理器、矩陣切換器（視頻矩陣、RGB矩陣）、控制主機（電腦）和信號線纜（視頻線、RGB線）、通訊線纜（串口線、網(wǎng)線）。DLP相對于其他兩種拼接的優(yōu)點在于其拼縫很小（2mm，在理想的環(huán)境溫度下可小于0.5mm），這是它最明顯的優(yōu)點，除此之外，還具有操作和維護簡單，但是DLP的拼接顯示系統(tǒng)體積與重量過大，并且拼接的高度很有限。

3 LCD大屏幕液晶拼接系統(tǒng)

LCD叫做液晶拼接顯示技術(shù)，全稱是Liquid Crystal Display，其工作原理是液晶在電壓的作用下會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并且液晶具有很多獨特的優(yōu)點，比如厚度薄、重量輕、壽命長、亮度和對比度較高、沒有輻射等優(yōu)點。并且其色彩飽和度以及分辨率都很高，各項關(guān)鍵性能指標(biāo)的優(yōu)秀表現(xiàn)，已成為主流大屏幕拼接產(chǎn)品得到廣大用戶的認(rèn)可。

三星在2006年推出的新一代的液晶顯示技術(shù)DID技術(shù)（Digital Information Display）的。廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。其使用超薄的面板，使得在拼接中顯示出更高更好的性能。它具有多種任意畫面組合拼接模式，并且可對各單元進(jìn)行任意切換組合，具有強大的數(shù)字引擎功能，使得圖像更鮮艷、逼真、穩(wěn)定。伴隨用戶需求的不斷提高，畫面更加清晰細(xì)膩，拼接縫隙更小的液晶大屏幕拼接技術(shù)相繼出現(xiàn)，更大程度滿足了用戶的個性化需求。

4 PDP大屏幕等離子拼接系統(tǒng)

PDP全稱是Plasma Display Panel的縮寫，是一種利用氣體放電的顯示技術(shù)，其工作原理與日光燈很相似。而PDP是指所有利用氣體放電而發(fā)光的平板顯示器件的總稱。對比度和亮度都較高， 箱體較其它顯示技術(shù)要薄， 安裝調(diào)試較簡單。其缺點也較明顯，分辨率低， 且不能疊加，并且拼縫較大。 因為PDP內(nèi)部氣壓為0.5個大氣壓，隨著海拔升高大氣壓持續(xù)降低，屏幕內(nèi)外氣壓比值越來越大，等離子管穩(wěn)定性變得更差，所以海拔2000m以上難以正常使用。

以下就LCD、PDP、 DLP三種大屏幕拼接產(chǎn)品的主流核心技術(shù)相關(guān)參數(shù)和優(yōu)缺點方面的特點進(jìn)行了總結(jié)和對比：

LCD液晶拼接； DLP拼接； PDP等離子拼接

單屏面積以46寸為主，也有52、60寸屏幕，但價格昂貴； 50、60、67、70、80寸，單屏面積較大； 40、60、120寸，以40為主，大屏幕的價格昂貴

單屏分辨率1366×768，大屏幕的可以到1920×1080； 1024×768或1400×1050或1920x1080可選； 40寸為852×480 60寸為1366×768

亮度 高； 低，可以采用雙燈設(shè)計提高亮度； 較高

對比度 較高； 低； 高

壽命50000小時；6000小時，采用LED光源可到60000小時； 顯示動態(tài)畫面為100000小時顯示靜態(tài)圖像為5000小時

拼縫 10mm左右； 1mm以下； 2mm

代表廠家 三星、LG； 威創(chuàng)、GQY、Barco； 歐麗安

5 大屏幕數(shù)字拼接墻系統(tǒng)的設(shè)計及其應(yīng)用

大屏幕信息顯示系統(tǒng)作為綜合性信息顯示的重要場所，在各行各業(yè)的信息監(jiān)控、宣傳、管理等方面發(fā)揮了巨大的作用，但是不同的使用地點對整個系統(tǒng)的功能的要求各不相同，因此要因地制宜地選取合適的拼接技術(shù)和系統(tǒng)。在對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計和建設(shè)時，要充分考慮到系統(tǒng)的安全性、可靠性、可維護性和可擴展性，存儲和處理能力滿足遠(yuǎn)期擴展的要求。充分考慮到設(shè)備配置的合理性、利用率以及性價比，把用戶的每一分投入都體現(xiàn)出實實在在的價值。從用戶角度出發(fā)，充分考慮到系統(tǒng)設(shè)備的安裝、配置、操作方便等需求，提供了強大的系統(tǒng)管理手段，合理配置和調(diào)整系統(tǒng)負(fù)載、監(jiān)視系統(tǒng)狀態(tài)、控制系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

6 結(jié)束語

結(jié)合目前拼接顯示領(lǐng)域主要的三大技術(shù)，大屏幕信息顯示系統(tǒng)作為綜合性信息顯示的的重要場所，超大屏幕的顯示系統(tǒng)已經(jīng)成為任何控制室的主要核心。而隨著行業(yè)應(yīng)用市場的興起，對大屏的應(yīng)用又有了新的需求。伴隨著產(chǎn)品的發(fā)展，未來拼接墻的發(fā)展將依靠先進(jìn)的軟件設(shè)計，并向多元化發(fā)展。今后，大屏幕拼接墻系統(tǒng)的顯示技術(shù)還會不斷地發(fā)展，研究出更多更好的顯示技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1]王宏偉.大屏幕投影與智能系統(tǒng)集成技術(shù)[Z].2010，6.

[2]施旭，馮小波.新光源在DLP拼接系統(tǒng)中的應(yīng)用及特性測試[J].現(xiàn)代顯示，2012（5）.