三種大屏幕顯示技術應用的分析與對比

陳　嬰

(三峽集團公司信息中心，北京 海淀　100038)

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三種大屏幕顯示技術應用的分析與對比

陳嬰

(三峽集團公司信息中心，北京 海淀100038)

大屏幕顯示系統廣泛應用于演示中心、指揮中心、調度中心等大型會議和展示場所，LCD液晶、DLP背投、小間距LED點陣基本上分攤了大屏幕顯示系統市場的絕大部分份額。三大主流大屏幕顯示技術尺有所短寸有所長，各有優勢和劣勢，滿足不同場景對于先進實用、安全可靠、簡易經濟、可擴展等方面的要求，形成互補共贏的格局。

LCD液晶；DLP背投；小間距LED點陣；指揮中心；大屏幕顯示

0　引　言

指揮中心是整合多種數據資源，集合多種業務的平臺，為應急決策者快速調閱多方數據，準確高效地處理突發事件提供有利的業務支撐。而大屏幕顯示系統則作為指揮中心接入平臺、指揮平臺以及其他業務的前端展示平臺，顯示效果的好壞直接影響到業務平臺功能的展現，從而間接地影響指揮調度的工作效率。下面就結合目前行業內三種主流大屏顯示技術：LCD液晶拼接、DLP背投拼接、小間距LED點陣，從技術原理、性能指標、應用場景等方面進行分析和比較。

1　三種主流大屏顯示技術原理

1.1LCD液晶

LCD是在兩片平行的玻璃當中放置液態的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細小電線，透過通電與否來控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來產生畫面。

1.2DLP背投

DLP是實現數字光處理，即把影像信號經過數字處理，然后再把光投影出來。根據光源的不同可以分為燈泡光源、LED光源、激光光源等DLP大屏。

1.3小間距LED點陣

小間距LED是指LED點間距在P2.5(像素間距2.5 mm)以下的室內LED顯示屏。小間距LED點陣顯示屏采用像素級的點控技術，實現對顯示屏像素單位的亮度、色彩的還原性和統一性的狀態管控。

2　三種主流大屏顯示技術性能分析與對比

2.1亮度

LCD液晶顯示單元的屏前亮度值為700 cd/m2；DLP背投顯示單元投影機光輸出流明數最高在1 000～1 200流明，換成實際屏前亮度應在450～500 cd/m2；小間距LED點陣屏前亮度可高達2 500 cd/m2。因此，從亮度看，小間距LED點陣屏最亮，LCD液晶屏較亮，DLP背投屏在三者中亮度最低。

2.2對比度

小間距LED點陣對比度是最高的，LCD液晶和DLP背投屏幕相比差距不是很大。三種技術的對比度都超過實際顯示的需要和人眼的分辨極限，畫面優劣更多取決于軟件的優化。

2.3分辨率

LCD液晶和DLP背投屏幕顯示分辨率高，小間距LED點陣受制于顯示點間距限制，分辨率存在一定局限。

2.4色彩飽和度與色彩的還原性

色彩飽和度決定圖像的艷麗程度，色彩還原性決定圖像與真實自然的物體的一致程度。小間距LED點陣用于顯示屏幕的LED燈色域范圍較寬，色彩飽和度和色彩還原性好。LCD液晶和DLP背投的顯示原理實質上是投影技術，因此，其色域范圍較小，色彩還原性和色彩飽和度存在一定差距。

2.5色彩一致性

色彩一致性主要反映各顯示單元之間的色差。DLP背投屏幕長期使用后會存在色差現象，LCD液晶和小間距LED點陣顯示系統基本不存在此問題。

2.6視覺舒適性

LCD液晶屏存在炫光和高頻藍光問題；小間距LED點陣屏存在過亮和高頻藍光問題；DLP背投屏觀感最為舒適，更適合長期觀看。

2.7屏幕鏡面反光

屏幕環境光反射鏡面化程度方面，LCD液晶的屏幕表面鏡面化最為厲害；DLP背投單元雖然也是平面屏幕，存在反光現象，鏡面化要弱一些；小間距LED點陣屏具有自發光的特性，沒有鏡面環境反射的問題。

2.8拼縫

LCD液晶拼接顯示系統的顯示單元物理拼縫不小于3.5 mm；DLP背投拼接最小能做到1 mm以內的物理拼縫，存在光學接縫；小間距LED點陣沒有物理拼接縫隙和光學接縫。

表1　三種主流大屏顯示技術指標對比表

3　三種主流大屏顯示技術應用場景

LCD液晶拼接屏是利用液晶顯示原理，結合FPGA陣列技術和并行高速圖形處理技術，實現多路信號的統一處理。由于液晶技術本身高亮度、高清晰度、高色彩飽和度的特點，其單屏顯示效果好，使得液晶拼接技術在戶外、商場廣告宣傳以及電力報表監控等方面應用較多。

DLP拼接屏的實質是數字光學處理背投顯示技術，結合高速圖形處理技術實現的多路信號處理，DLP具有分辨率高、視角廣、拼縫小等優勢，目前廣泛應用于調度指揮、會議、工業流程控制顯示、展覽展示、新聞播報等場合。

小間距LED點陣屏采用像素級的點控技術，從而實現對顯示屏像素單位的亮度、色彩的還原性和統一性的狀態管控。以前主要應用于演藝中心、會議中心等大型室內場合，現在隨著其像素間距越來越小，制造技術的提高和分辨率得大幅的提升, 在指揮中心、調度中心等場合也逐漸應用。

4　三峽集團指揮中心的大屏

三峽集團指揮中心位于三峽集團北京總部辦公樓七層，面積約350平米，具備視頻會商、遠程監控、應急指揮、綜合展示等功能，作為集團公司對外接待、展示的窗口，接待國內、外重要團組的來訪、參觀，同時承擔集團內部視頻會議、視頻監控、應急指揮以及日常交流、演示等活動。

指揮中心作為三峽集團應急、監控、指揮體系運轉的重要節點，是形成對突發事件的預防預警、快速響應、全方位監測監控、準確預測和高效處置的運行機制與能力的重要基礎。在指揮中心可通過先進的信息系統全面展示公司范圍內所屬水電工程、流域水情、樞紐運行、電力生產等綜合信息，為應急指揮和綜合決策提供輔助支持，同時還可以全面展示三峽集團風電等新能源業務以及海外項目的發展情況。

圖1　三峽集團指揮中心

4.1指揮中心布局和功能

三峽集團指揮中心布局為長方形，大廳為橢圓形，大廳周圍設置了設備間、儲藏室、值班室等空間。大廳內操作區和指揮區按階梯式分布：操作區位于指揮中心大廳前部靠近大屏幕顯示拼接墻，設置了演示工作站和電腦終端設備,供操作人員演示使用；指揮區位于指揮中心大廳后部，高于操作區約50 cm，設有弧形主指揮臺1個(可坐12人)，弧形副指揮臺2個(各可坐8人)，以及背景墻。

三峽集團指揮中心結合總部職能、運營情況和發展特點，可滿足7×24小時長時間連續的工作和運行，融合了視頻監控、應急指揮、綜合業務展示三個信息系統平臺。

現有各系統之間相互獨立，數據不能實現互聯互通，僅能對某一范圍內的內容進行監控，不能實現系統間自動核查及對一項業務全過程的監控。如國庫支付系統僅能對財政資金支付進行，而資金支付的財務核算是否合法、合規，需要到水利財務業務管理信息系統才能核查；達到政府采購規定限額的事項是否執行政府采購程序,是否納入政府采購預算、計劃，需要到政府采購信息系統核查；資金支付是否在預算范圍內，又需與預算軟件及批復文件等進行核對。

視頻監控系統：是對三峽集團公司所屬范圍內重點區域全方位監控的視頻平臺。

應急指揮系統：是三峽集團公司處置突發事件和應急體系運轉的指揮平臺；是對突發事件的預防預警、準確預測、快速響應、全方位監控并高效處置的應急運行機制。

綜合業務展示系統：是全面演示三峽集團公司企業概況、戰略發展、工程建設、樞紐運行、電力生產等綜合信息的展示平臺。

圖2　三峽集團指揮中心大廳布局

4.2指揮中心大屏幕顯示系統

大屏幕顯示系統的主要作用是顯示視頻、數據和圖像信號，這些信號可以來自計算機、工作站、攝像機、視頻展示臺等。由于顯示尺寸大，可以實現計算機數據、圖像、視頻圖像的切換顯示或混合顯示，滿足多個窗口信號的顯示，從而達到信息綜合。

圖3　三峽集團指揮中心大屏幕顯示系統

指揮中心大屏幕顯示系統基于DLP背投技術的投影單元、多屏拼接控制器、控制系統可分為三個組成部分：

(1)投影顯示

由24塊67寸LED光源DLP投影屏組合成顯示拼接墻。每個顯示屏均包括DLP投影機和專業背投影屏幕，以背投方式顯示圖像。

(2)信號處理

多屏拼接控制器通過網絡連接多個應用系統，傳輸并合成計算機網絡圖像，以合適的圖像大小、分辨率顯示在大屏幕上；同時具有活動視頻，RGB信號處理功能，可以在計算機圖形上疊加視頻窗口。并且這些圖像和圖形能夠任意拼接縮放，如單屏、跨屏顯示。

(3)控制系統

主要是由控制計算機和專用的控制軟件組成，負責選擇需要顯示的信號和圖像。

4.3指揮中心大屏幕顯示拼接墻

指揮中心大屏幕顯示拼接墻由3(行)× 8(列)共24臺67英寸背投式投影單元組合而成，顯示光源為DLP-LED光源，用于一個畫面的超大屏幕顯示或特技顯示以及多個畫面的多窗口顯示。

根據指揮中心的結構布局和功能定位，綜合平衡了LCD液晶、DLP背投、小間距LED點陣這三種大屏幕顯示技術的特點，最終選取了DLP背投拼接的顯示墻。因其投影像素是擴散光，沒有眩光、畫面柔和，適合長時間觀看，并可以進行屏幕色彩的時時校正，保持畫面一致，雖然亮度偏低但依然滿足使用基本需求；小間距LED點陣畫質亮度高、色彩鮮艷，容易吸引注意，但會出現眩光和亮點，不適合人眼長久凝視，且顆粒感大、主動發光、點光源，不適合近距離觀看，還存在整屏穩定性不高，易有死燈，LED數量百萬等級功耗和散熱量大等問題；LCD液晶物理拼縫較大，屏幕表面鏡面化厲害，容易造成反光，其多屏幕拼接的

觀感及整體效果略遜。

圖4　三峽集團指揮中心大屏幕顯示拼接墻

5　結　語

大屏幕顯示系統廣泛應用于演示中心、指揮中心、調度中心等大型會議和展示場所，LCD液晶、DLP背投、小間距LED點陣基本上分攤了大屏幕顯示系統市場的絕大部分份額。三大主流大屏幕顯示技術尺有所短寸有所長，各有優勢和劣勢，滿足不同場景對于先進實用、安全可靠、簡易經濟、可擴展等方面的要求，形成互補共贏的格局。

[1]百度百科，http://baike.baidu.com

[2]《LED/DLP拼接/液晶三大技術優缺點比較》，和訊科技網http://tech.hexun.com

[3]《應急指揮中心大屏幕選LED還是DLP/LCD》，《中國交通信息化》

[4]中國長江三峽集團公司北京辦公樓應急指揮大廳大屏幕顯示系統設備采購項目竣工驗收文檔資料

(責任編輯：卓政昌)

2016-07-25

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1001-2184(2016)04-0146-04

陳嬰(1982-)，男，上海人，澳大利亞墨爾本大學通信工程碩士研究生畢業，工程師，三峽集團公司信息中心IT主管，主要從事三峽集團信息系統基礎平臺建設、系統運維管理和技術保障工作.