大眾網演播室DLP大屏系統的設計與應用

劉彬

（大眾報業集團信息技術部，山東濟南250014）

大眾網演播室DLP大屏系統的設計與應用

劉彬

（大眾報業集團信息技術部，山東濟南250014）

DLP大屏在廣電行業演播室中成為主流設備，以山東大眾網新建的96 m2演播室為背景，分析并探討了DLP大屏系統建設中遇到的問題。從系統設計、DLP大屏選型、控制系統選擇、大屏的舞美場景設計、系統實施與運維等方面做了相關介紹，對業內同行建設DLP大屏系統有一定借鑒作用。

DLP大屏；巴可；在線包裝系統

【本文獻信息】劉彬.大眾網演播室DLP大屏系統的設計與應用［J］.電視技術，2015，39（10）.

DLP大屏已廣泛運用于廣電行業中，具有數字高清無縫拼接技術的超高分辨的DLP大屏幕、包裝效果炫麗而安全可靠的大屏控制系統，逐漸成為新聞演播室和大型綜藝節目錄制現場的主流配置。山東大眾報業集團下屬的大眾網，以打造“山東新聞第一網”為宗旨，不斷增強網站競爭力，近年來加大對新技術、新設備的投入，2014年4月構建了具備先進水平的廣播級新聞演播室［1］，走在了國內重點新聞網站的前列。大眾網96 m2實景演播室設計劃分為新聞播報、時事點評、嘉賓訪談等形式的緊湊型功能區域，若采用固定背景板的裝修方式，則缺乏時尚、動感的震撼效果，會嚴重降低節目的制作水準，大眾網需要一套DLP大屏系統（含在線包裝控制系統）作為演播室畫龍點睛之處，用于豐富節目展現和新聞表現形式。

1　系統設計原則

DLP大屏幕系統作為當今最先進的數字圖像顯示工具，已經被廣泛應用于廣電行業，從大眾網演播室的應用需求角度出發，考慮到投影技術的發展，本著先進、可靠、實用、價格合理的原則，制定下列原則。

1.1技術先進性

DLP大屏顯示系統作為演播室亮點工程，必須保證技術先進性，DLP顯示單元之間達到視覺無縫的標準，屏幕具備可視視角廣、色溫可調、顯色水準高、防反光、防眩光、良好散熱性等先進技術，后端控制系統軟件符合我國電視廣播規范、標準和國際廣播電視技術發展潮流，完全適應視音頻編輯技術、計算機圖形圖像技術發展的要求，支持包括多種高清和標清的制式。

1.2安全可靠性與經濟實用性

DLP投影單元和多屏拼接控制系統均要求為國際著名品牌，采用先進的DLP技術和工業級板卡集成，系統具備非常高的安全可靠性，盡量采用冗余設計機制，具備24×7長時間連續不間斷運行的能力。在保證系統良好的性價比外，整個系統結構合理、故障點少、操作簡單、管理方便，具備無故障運行時間長、遠期改造或擴容投資少以及運營成本盡量低等特性［2］。

1.3兼容性與可擴展性

系統應具備良好的兼容性，支持IT、AV等各種標準接口，各設備與切換臺、視頻矩陣實現可靠連接，系統內各設備之間以及系統內外能互相對接，可實現透明傳輸。后端控制系統能夠支持用戶可視化應用軟件對DLP大屏顯示系統的管理，系統必須具備良好的開放性，易于修改、擴充和升級，支持通用的接口協議，實現后流程簡單流暢，包括與制作網絡、新聞網絡、演播室集群以及總控播出系統等，均能實現系統級互聯互通。

2　系統選型

2.1DLP大屏

作為演播室的亮點設備，DLP大屏成本不菲，在保證技術先進性和設備可靠性的前提下，為盡量節約成本，大眾網針對國內廣電行業常見的巴可、三菱、威創、巨洋幾個DLP大屏品牌和型號進行了充分的方案考察和技術參數比較，最終確定選用巴可70 in（1 in=2.54 cm）OVL-708 LED光源投影屏。該顯示屏采用雙層樹脂屏幕，漫反射系數小于0.4%，屏幕的水平與垂直1/2增益角均不小于35°，無反光，無眩光等現象；采用了12度LVDS DMD芯片，使顯示效果的動態對比度達到1 200 000：1，亮度達到了750流明，且單屏的亮度均勻性超過95%，其色彩校正電路通過調整RGB比例使整屏色彩一致性大于95%。巴可專利的Sense6技術和內置的分光計，采用先進算法實時計算屏幕光學特性數據，對大屏LED光源的亮度和色彩特性進行實時監測，并根據結果實時動態地對所有顯示單元進行調整，使得單屏中心位置、邊緣和角落以及不同屏幕之間都具備了顯示亮度和色彩還原的高度一致性；其灰度鎖定功能和10 bit控制技術，保證顯示系統的灰度變化、亮度和對比度等不受LED光源亮度輸出的影響，激光光源色坐標不受溫度、老化等因素引起的色坐標偏移，大大提高了顯示效果，保證長時間使用后屏幕之間色彩與亮度的均勻性和一致性。

由于顯示屏幕的模塊化和一體化設計，顯示單元更易于檢修和零部件更換，其信號和控制電纜及其接口均被安裝在箱體內部，保證了數據信號可靠傳遞的可靠性，不影響屏體外表整潔美觀。DLP大屏配備了3組6倍冗余的LED光源模塊來實現光源的高可靠性冗余設計，工作穩定，其光源壽命超過6萬小時，支持7×24小時連續運行，系統的MTBF（平均無故障時間）大于10萬小時。先進的密閉式芯片液冷技術保證了屏幕的低噪聲及良好的散熱性，工作噪聲控制在30 dB內，功耗僅230 W，其獨特的風道設計可以完美地解決顯示疊加時的散熱問題，減少了對室內空調的要求，良好的空氣流動空間可顯著降低設備工作溫度，其LED光源芯片不含色輪、UHP燈泡中的水銀等有毒材料，可以回收再利用，保證了高效的節能環保性能。光學機芯和箱體獨特的防塵結構，避免了灰塵積累對投影光學顯示清晰度的影響，保證了屏幕顯示效果不受灰塵和靜電吸附的影響而下降，延長了屏幕的使用壽命及維護周期。

根據大眾網演播室的實際尺寸和層高限制，結合實際節目的制作需求，選用6塊OVL-708屏幕進行2層×3列的拼接，整屏分辨率達到了3 072×1 536，DLP屏幕較好的熱脹冷縮特性和獨特的拼裝結構使得屏幕之間的光學拼縫標準控制在0.2 mm以內，實現了真正的無縫拼接效果。DLP大屏采用軟件方式控制窗口的拼接與分割，整屏范圍內的拼接顯示無非線性失真效果，畫面穩定無閃爍，各窗口的自由縮放、移動、漫游等達到了不受物理拼縫的限制。DLP大屏采用數字輸入接口，支持4K分辨率信號，具備主備的雙鏈路DVI-D接口，在其中一路信號故障時支持自動倒換或手動切換功能，與后期構建大屏控制系統（在線包裝）雙機熱備方式提供了保障，滿足了演播室背景大屏的需要。

2.2大屏控制系統

按照大眾網演播室的應用需求，后端的大屏控制系統應支持對多種類型信號的輸入，如HD/SD-SDI、DVI、HDMI、PC工作站及以太網信號等，支持同時控制多路信號，各路信號均可以任意開窗或是多窗口整合形式在DLP大屏上任意顯示［3］。控制系統具備極強的信號處理能力，使顯示在DLP大屏上可以達到4K的高分辨率的信號顯示效果，控制系統應具備背景大屏在線圖文包裝功能，在保證安全、平穩的圖文播出功能前提下，可實現絢麗的展示效果，顯示清晰、精確、無馬賽克，控制和管理方式簡便、靈活。

經過對國內外幾家產品的對比，大眾網最終選擇了1套新奧特的Mariana 5D背景大屏在線包裝系統，采用HP Z820圖形工作站、專業圖形顯示處理器和1塊Matrox廣播級高清圖像卡，配置M5DAsServer軟件，系統如圖1所示。

圖1　大屏控制系統結構圖

硬件連接方面，由Mariana5D DC播控工作站控制Mariana5D DP播出服務器進行網絡化控制播出，DP播出服務器輸出2路DVI信號到DLP的大屏控制器，通過控制器連到6塊DLP背景大屏上，6塊DLP屏幕通過環接形成最終輸出畫面，完美地實現在線包裝效果的播出；H3C千兆以太網交換機將DC播控工作站、DP播出服務器等設備通過以太網線連成局域網。Mariana5D系統通過網絡方式實現高智能化的靈活的控制和管理，控制設備支持手動切換，具備實時接管和數據同步更新功能、支持本地等比例實時渲染場景監看等功能；演播室的GV 64×64矩陣或For A切換臺可以輸出2路HD/SD-SDI信號到DP服務器，DP實現雙路實時外來信號DVE開窗功能。

軟件功能方面，Mariana5D系統支持多種格式的數據庫以及動畫、圖片、文字、數據圖形、視頻流等媒體信息，在強大的GPU渲染引擎的支持下可以完成圖形圖像的信息可視化實時顯示，并支持自定義分辨率制作和播出，可自動適應大屏幕的物理分辨率，實現畫面全屏播放，輸出分辨率和拼接的DLP大屏點像素一一對應，保證畫面清晰度不失真，系統可以對各種尺寸DLP屏幕的播放畫面自由切割分成多個屏幕區域，每個區域顯示不同的內容，或者高清晰度顯示拼接的畫面內容。

3　大屏場景設計

前端配置了先進的DLP大屏顯示系統，必須由相應的專業舞美設計來烘托出大屏和視覺展示效果，大眾網96 m2演播室定位于具有現代化的時尚置景的全媒體演播室，能適應新聞制作播出的特點，能提供全方位、多角度、多空間、多機位的播報場景。受緊湊型空間的局限，如何最大限度地利用有限的空間來提供更多的景區變化，突出DLP背景大屏和觸摸屏中心地位，實現無縫的機位轉換和無違和感的景區切換與景區過渡效果，演播室舞美以及大屏的場景設計顯得尤為重要。

綜合考慮網站現有需求，并為將來的升級做好預留，以DLP大屏為舞美設計重點，大眾網緊湊的96 m2演播室大致劃分為四大部分，如圖2所示。北側區域為主景區，主持人以坐播或者站播形式完成新聞類節目的播報，后置6塊70 in的DLP大屏，以2層3列形式拼接組成，并輔以幾塊小尺寸舞美屏和背景板做裝飾；東北角是點評區，主持人以站播形式完成時事新聞的點評，放置一塊82 in液晶觸摸屏，配活動基座以方便靈活調整；東南側設置為嘉賓訪談區，以燈箱式臺階和小尺寸舞美屏、背景板做效果裝飾；西南側設置一塊小空間，為將來可能出現的新需求預留位置。各個屏幕的多點設計加入多類型的顯示終端，不僅能作為背景裝飾使用，通過與新興媒體資訊（微博、微信、互聯網等）有效結合，實現了文字、圖片、視頻等全方位表現形式。根據DLP屏幕位置、舞美置景、燈光、播報形式、顯示終端等因素，通過靈活調度攝像機機位，獲得大量豐富的鏡頭畫面，更為節目創作提供空間。

圖2　演播室布局設計平面示意圖

以DLP大屏為中心的演播室以先進的全景全媒體理念和全開放的設計思路，整體采用360°無縫隙全置景規劃，主色調為明亮的白色，以大眾網的大紅色logo點綴，搭配背景板和小尺寸背景屏，把4個景區與導控室背景巧妙的融合在一起，既重點突出核心的DLP背景大屏，又將DLP大屏和舞美背板、小尺寸舞美屏有機結合。利用DLP大屏幕，演播室有效地組合了坐播、站播、訪談、連線點評等播報形式，滿足各種節目錄制的需求，景區間既可以根據節目需求單獨取景，也可以相互組合取景，為節目錄制提供了更多靈活變化的可能性［4］。4個景區之間，可以全方位進行取景拍攝，鏡頭隨意切入不同區域，大大提高了取景的變化，實現了96 m2空間的極致利用，使節目形式更加豐富的同時，給觀眾展現更強烈的現場感。

4　實施與運維

DLP大屏設備嬌貴，又關系著最終的視覺效果，運行時對周圍環境的要求比較苛刻，為保證大屏正常安全的高效運行，在設備安裝和使用中應格外注意以下幾點：

1）空調系統：整個DLP顯示屏的散熱量為7 170 BTU/h，因此，演播室在DLP顯示屏兩側3 m處配置了2臺恒溫、恒濕的柜式空調，為避免DLP屏幕因冷熱不均勻而造成損壞和結露現象，空調出風口均朝向遠離投影機箱體的方向，嚴禁向屏幕直吹，并且在大屏墻后的維修通道加裝了2臺簡易抽風機，以保證大屏幕顯示墻前后的空氣循環對流。每次使用2）環境光與照明調整：為避免太陽光的照射，裝修時將演播室所有窗戶都進行了封堵；為了在攝像機和觀看區能達到理想的視覺效果，大屏周邊均采用了啞光裝飾材料，并在DLP大屏幕正面前4 m范圍內設置為暗區，沒有安裝日光燈管，僅僅在平行于屏幕方向安裝了幾個裝飾用的內藏式筒燈，筒燈燈光避免直接照射到屏幕上，整個演播室的照明燈均按照平行于屏幕方向進行分組控制。

DLP大屏顯示系統前將室內工作溫度盡量保持在22℃上下，并調節使顯示大屏前面、后背板之間溫度差小于5℃，相對濕度控制在70%以下，隨時注意避免產生冷凝現象而對DLP屏幕造成損壞。

3）電力與接地要求：大屏顯示設備使用穩定的單相220 V的UPS或穩壓電源，UPS供電系統應與其他普通用電系統嚴格分開，UPS電源采用了雙機備份及不少于30 min的后備時間，DLP大屏顯示單元總功耗2 000 W（含冗余），共配置10 A的獨立電源插座3個，均設有漏電保護開關。系統配電線路的電線電纜使用金屬線槽或線管保護，交流接地、工作接地、保護接地等采用聯合接地方式，接地電阻嚴格小于1 Ω，采用鍍鋅扁鋼的接地引入線要求盡量短直，長度不超過30 m，截面積不小于40 mm×4 mm。

5　小結

2014年7月，DLP大屏系統建設完成后，已在大眾網新聞演播室中廣泛應用，作為節目主持人身后的背景大屏幕，主要用于新聞制作時背景圖像精確、穩定的顯示，背景視頻循環播放等。通過將衛星直播連線信號、3G直播連線信號、媒資系統調用的成片視頻、網站頁面、微信等其他各種形式和應用等眾多信號接入大屏等實現方式，演播室的節目表現形式更加豐富、效果更為直觀、互動性更強，DLP大屏系統必將在網站新聞制作中起到越來越重要的作用。

［1］劉彬.自媒體時代新聞網站演播室的設計與應用［J］.電視技術，2014，38（14）：78-81.

［2］許凱.LED光源DLP關鍵技術淺析與實踐［J］.電視技術，2012，36（12）：81-84.

［3］張登爾，洪濤.DLP大屏幕在縣市級電視臺新聞演播室的應用［J］.電視技術，2012，36（12）：85-87.

［4］王麗娜.青海新聞直播演播室DLP大屏幕系統的構建［J］.電視技術，2013，37（6）：63-64.

Design and Application of DLP Large Screen System in DZWWW

LIU Bin

（IT Department，Shandong Dazhong News Group，Jinan 250014，China）

Large screen of DLP become the main equipment in the studio for radio and TV.With the new 96 square meter studio of DZWWW as the background，the problems encountered in the construction of DLP large screen system are analyzed and discussed.Some opinions are introduced，such as the design of system，the selection for DLP large screen and the controlling system，the screen choreography scene design，implementation and maintenance，ect.This paper has some reference value for other peers to build the DLP large screen system.

DLP large screen；Barco；graphics system

TN948

B

10.16280/j.videoe.2015.10.022

閆雯雯

2014-09-08