拼接屏在監(jiān)控大廳中的應(yīng)用

劉愛學

(中國建筑設(shè)計院有限公司，北京 100044)

0 引言

隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展提高，視頻顯示設(shè)備從LCD顯示模塊、DLP背投拼接顯示單元、LED液晶拼接屏，再到LPD激光拼接屏、OLED拼接模塊，越來越多的新產(chǎn)品、新技術(shù)、多樣化的顯示設(shè)備應(yīng)運而生。而網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)據(jù)化的普及也促成了大量監(jiān)控大廳的誕生，近幾年，國內(nèi)一些通信企業(yè)、金融企業(yè)及政府、交通、安全監(jiān)管等企事業(yè)單位，陸續(xù)建設(shè)了數(shù)據(jù)中心、監(jiān)控大廳，在某種程度上也促進了拼接屏技術(shù)的發(fā)展和市場拓寬。本文即總結(jié)了四種不同類型的拼接屏，以及這些拼接屏在監(jiān)控大廳中的應(yīng)用情況。

1 拼接屏

目前市面上的顯示屏種類繁多，根據(jù)多年的設(shè)計經(jīng)驗，筆者總結(jié)出適用和常用于監(jiān)控大廳的拼接屏類型有LCD液晶拼接屏、DLP背投拼接屏、LPD激光拼接屏和LED拼接屏這四種，它們在技術(shù)參數(shù)、顯示方式、單元規(guī)格上各有不同，同一品牌的產(chǎn)品，不同系列之間的差異也很大。

拼接屏是由若干塊單獨的屏體或模塊組成，例如，DLP背投拼接屏是單塊箱體(箱中安裝投影機)，而LED拼接屏則是由不同規(guī)格尺寸的模塊拼接而成。拼接屏既可單屏顯示視頻畫面，也可以由若干塊單屏根據(jù)使用需求、房間規(guī)模拼接成超大屏幕；可以顯示單個或多個畫面,也可單屏分割顯示幾個畫面,顯示方式便捷多樣且安裝簡單，被廣泛應(yīng)用在監(jiān)控大廳中。

2 監(jiān)控大廳

監(jiān)控大廳也稱為監(jiān)控中心，其英文是“Enterprises Control Center”，翻譯為“企業(yè)控制中心”，簡稱ECC。國內(nèi)很多企業(yè)也將數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控大廳或監(jiān)控中心稱為ECC。

監(jiān)控大廳是企業(yè)或單位的工作人員需要7×24h不間斷地針對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、在線應(yīng)用服務(wù)進行同步、實時監(jiān)控，并對應(yīng)急、突發(fā)事件提供及時、高效的解決方案。同時，監(jiān)控大廳也是維持客戶體驗質(zhì)量的神經(jīng)中樞與展示中心。

3 拼接屏的種類

3.1 LCD拼接屏

LCD是“Liquid Crystal Display”英文縮寫，翻譯為“液晶顯示器”，其成像原理是兩片無鈉玻璃中間夾著一層液晶，利用液晶的電光效應(yīng)，電流刺激液晶分子產(chǎn)生點、線、面配合背部燈管構(gòu)成畫面。

LCD拼接屏是由不同尺寸的單塊LCD面板組成，其畫面質(zhì)量、觀看效果直接取決于面板技術(shù)，所以選擇LCD拼接屏時，對面板類型的篩選很重要，亮度、色彩、可視角度、對比度皆是LCD拼接屏面板的重要參數(shù)。通常把屏幕面板分為軟屏和硬屏兩類，表1為屏幕技術(shù)匯總。

表1 LCD拼接屏面板技術(shù)匯總表

3.2 DLP背投拼接屏

DLP是“Digital Light Procession”英文的縮寫，翻譯為“數(shù)字光學處理技術(shù)”，成像原理是將影像信號通過色輪后折射在數(shù)字微鏡晶芯片(DMD)上，經(jīng)DMD進行數(shù)字處理，將圖像經(jīng)透鏡放大后投射到屏幕背面，這就是DLP背投拼接屏(成像原理圖見圖1)。

圖1 DLP背投拼屏成像原理

DLP背投拼接屏具有響應(yīng)時間極快、色彩還原度高、技術(shù)成熟等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用在監(jiān)控大廳中。目前，設(shè)計中比較常用的DLP背投拼接屏有兩種光源，分別是LED光源和三色純激光光源，這兩種不同光源DLP背投拼接屏在同品牌、同規(guī)格下的參數(shù)對比表見表2。

3.3 LPD激光拼接屏

LPD是“Laser Phosphor Display”的英文縮寫，翻譯為“激光熒光體顯示屏”，其由激光引擎、激光處理器和熒光面板三大核心部件組成，它與LCD、LED及DLP在技術(shù)原理上有本質(zhì)不同，LPD的成像原理和早期的CRT有些類似，利用低功耗、陣列式固態(tài)激光引擎，激活印有熒光體的玻璃面板，多波速掃描設(shè)備的激光引擎掃描圖形形狀的熒光粉時，面板放射出紅、綠或藍光已構(gòu)成圖像像素。LPD激光拼接屏具有178°寬視角，圖像清晰、明亮；功耗低、拼縫小(0.25mm)、可觸摸。LPD激光拼接屏及LPD激光拼接屏與LCD拼接屏拼縫對比詳見圖2～3。

表2 同品牌、同規(guī)格不同光源DLP背投拼接屏參數(shù)對比表

圖2 LPD激光拼接屏

圖3 LPD激光拼接屏與LCD拼接屏拼縫對比圖

3.4 LED液晶拼接屏

LED是“Light Emitting Diode”的英文縮寫，翻譯為“發(fā)光二極管”。LED屏是由發(fā)光二極管燈光排列而成的顯示終端，其分為室外和室內(nèi)兩大類，室內(nèi)屏又分為單色、雙色和全彩屏，本文要介紹的是全彩屏。

全彩屏按點間距分，目前比較常用的有P4、P3、P2.5、P1.25和P0.9這幾種規(guī)格，目前技術(shù)最先進、分辨率最高的是P0.9的LED拼接屏，具有畫面穩(wěn)定無波紋、無黑屏、圖像邊緣清晰、圖像還原能力強、畫面細膩流暢等優(yōu)點。LED拼接屏基于其刷新率高、超大視角、亮度可調(diào)、拼縫小、屏體輕薄和使用壽命長、功耗低等特點，近兩年已被廣泛應(yīng)用在監(jiān)控大廳中。

4 拼接屏的技術(shù)特點

4.1 LCD拼接屏技術(shù)特點

在以往設(shè)計項目中，比較常用的LCD拼接屏的規(guī)格為40″、45″、50″、55″和60″，拼縫有8mm、5.5 mm、3.5 mm和1.8 mm(目前最小的拼縫)等規(guī)格，但60″的LCD拼接屏拼縫能做到1.8mm的產(chǎn)品不多，所以選擇60″超窄邊拼接屏時會受品牌選擇限制。

LCD拼接屏的安裝方式有多種(圖4)，包括壁掛、落地安裝、機柜安裝、弧形拼裝等。其維護方式分為兩種，一種是屏后維護，一種是屏前維護。屏后維護，需要在拼接屏后預留一定的安裝空間，一般≥800mm；屏前維護的方式，只需預留≥200mm的安裝空間即可。因其是屏前散熱，且功耗較低，對溫度要求不高，日常室內(nèi)溫度即可滿足散熱的要求。

LCD拼接屏因其色彩還原度高和價格低等優(yōu)點在工程中應(yīng)用比較廣泛，但是因其有拼縫，適合顯示一些視頻畫面，顯示文字或數(shù)據(jù)時效果稍差一些，雖然目前已做到了最小1.8mm的拼縫，但是大尺寸的屏體能實現(xiàn)的產(chǎn)品有限，在招標采購方面會受到一定的限制。

圖4 LCD拼接屏安裝方式示意圖

4.2 DLP背投拼接屏技術(shù)特點

DLP背投拼接屏常用規(guī)格為50″、60″、67″、70″和80″，這幾種規(guī)格的DLP背投拼接屏都有LED光源和DLP光源的產(chǎn)品，屏幕最大能做到80″，拼縫為0.5mm；除了80″是4∶3的屏幕比例外，其他規(guī)格尺寸的DLP背投拼接屏均是16∶9的屏幕比例。

DLP背投拼接屏也有屏前維護和屏后維護兩種，采用屏后維護時，如果顯示面積大，可以采用弧形拼接方式，兩屏之間的角度≤3°；屏前維護只能拼成直屏。因DLP背投拼接屏是箱體式，屏幕越大箱體的深度就越厚，以80″為例(圖5)，其箱體厚度為 1 000mm，所以，如果采用屏后維護方式安裝，檢修空間應(yīng)≥2 000mm深度；如采用屏前維護，安裝空間則≥1 000mm。

圖5 80″DLP背投拼接屏箱體(激光光源)

LED光源的DLP背投拼接屏對溫度要求特別高，屏前和屏后溫差≤2℃，否則拼接屏容易變形，影響拼接屏的平整度和畫面顯示質(zhì)量。

4.3 LPD激光拼接屏技術(shù)特點

LPD拼接擁有0.25mm的超窄拼縫、178°的超寬視角，實現(xiàn)了全面積色彩、亮度終身一致的技術(shù)優(yōu)勢，在節(jié)能環(huán)保方面的技術(shù)特點也比較突出，由于LPD使用的是激光光源，所以LPD的發(fā)熱量很低，每個LPD單元(27″)能耗平均為30W，遠低于同規(guī)格尺寸LED拼接屏的能耗。

在這四種拼接屏中，LPD拼縫最小，觀賞距離為4m時幾乎看不到拼縫，顯示效果最佳；但是，LPD屏也是這四種拼接屏中價格最高的一款，所以在擁有大面積拼接屏的監(jiān)控大廳中應(yīng)用較少。相信在未來幾年，隨著LPD技術(shù)的發(fā)展，在成本方面性價比將會更好，在監(jiān)控大廳中的應(yīng)用將會更加普遍。LPD拼接屏展示詳見圖6～7。

圖6 LPD拼接屏異形展示

圖7 LPD拼接屏弧形拼接

4.4 LED液晶拼接屏技術(shù)特點

LED室內(nèi)全彩屏根據(jù)點間距的不同，觀看距離也有所區(qū)別。因此，從理論上來講，在某一觀看距離下，人眼能夠分辨的最小像素間距(詳見表3)可以通過人眼成像原理計算出來。例臺，1m的觀看距離下能分辨的最小點間距=0.000 291弧度×1000mm=0.291mm間距。

如圖8所示，最佳視距是人站在S1與S2之間的區(qū)域內(nèi)，能夠收看到全部圖像而不丟失信息，在分割點Sr處則為最佳視距，視距與視覺達到完美平衡。

表3 不同觀看距離下，人眼對像素點間距的分辨極限

圖8 LED拼接屏最佳觀看距離示意圖

在實際的設(shè)計項目中，要根據(jù)監(jiān)控大廳LED拼接屏的高度，算出第一排距離拼接屏的距離，再根據(jù)距離選擇適合監(jiān)控大廳點間距的LED拼接屏，點間距越小，畫面越細膩、顯示效果更佳。

在監(jiān)控大廳中拼接屏的形式有兩種，一種是直屏，一種是弧形屏。對于直屏來說，屏后維護和屏前維護兩種方式都可以，弧形屏只能是屏后維護，且兩屏之間的弧度≤2°。

而且，隨著LED拼接屏技術(shù)的飛速發(fā)展，因其分辨率越來越高、畫面越來越細膩、亮度可調(diào)合光源壽命越來越長等優(yōu)勢，最近兩年開始廣泛普及在監(jiān)控大廳中。

5 結(jié)束語

依據(jù)筆者在監(jiān)控大廳項目中的設(shè)計經(jīng)驗，本文對幾種拼接進行了歸納分析，重點闡述了LCD拼接屏、DLP背投接接屏、LPD激光拼接屏、LED拼接屏的應(yīng)用情況，為同行業(yè)的設(shè)計工作提供例證參考。

[1] 梁華.音視頻會議系統(tǒng)與大屏幕顯示技術(shù)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2012.

[2] 李文峰.光電顯示技術(shù)[M].北京:清華大學出版社，2010.

[3] GB 50464-2008視頻顯示系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2008.