大屏幕技術在電視演播室的發展與應用

吉林市廣播電視臺 張 穎

近年來演播室節目制作形態日益多樣化，很多節目制作都離不開大屏幕系統。將大屏幕技術應用于電視演播室，不僅有利于充實節目內容，而且可以確保節目播放效果，幫助獲得極佳視覺體驗。特別是各電視臺綜藝節目逐步應用大屏幕拼接技術，增加了屏幕顯示面積，能夠滿足節目制作人員的需求。因此，首先概述大屏幕技術，其次介紹國內外大屏幕產品的發展現狀，最后提出大屏幕技術電視演播室的實際運用。

作為當前最流行的演播方式，大屏演播室使得主持人與嘉賓的溝通更加隨意，拉近舞臺與觀眾的距離，為互動問答等環節創造條件。隨著在電視演播室中的應用日益增多，大屏幕技術越發能夠發揮出整屏和分屏等畫面顯示功能，甚至可以將多屏幕視頻畫面進行拼接。大屏幕技術提供的畫面可以達到自定義尺寸要求，用戶在使用時可以隨時啟閉窗口，進行畫面縮放、移動和漫游等操作。在電視演播室應用過程中，大屏幕技術正朝著安全與穩定的方向發展，各項功能更加實用，為電視演播室各部門正常播出節目提供了技術保障。

1 大屏幕技術

1.1 LED技術

LED為半導體形成的光源，通過二極管在屏幕中呈現相應的圖像。由于包含了一定數量的紅燈、藍燈及綠燈，且不同顏色小燈不斷轉換與閃爍，因此LED能夠呈現部分文字、圖像及動態視頻。LED具有可視性強、穩定性高、壽命較長以及設置過程便捷等優點，在電視演播室和公共場所等應用越來越多。LED光源的早期應用是低端LED拼接，其顆粒感過強，特別是“小范圍+近距離”的粗糙感較為明顯。隨著技術的進步，采用LED背光的液晶屏幕和采用LED光源的背投投影機等在演播室中發揮較高價值，其參與制作的節目也廣受觀眾好評。

1.2 PDP技術

PDP等離子顯示屏幕體積小、安裝簡單、亮度足夠且壽命較長。在電視演播室中應用PDP技術，可以保證畫面分辨率，呈現豐富畫面色彩，提升畫面對比度，達到畫面無縫拼接效果。PDP借助氣體放電顯示裝置，將等離子管作為發光元件，通過大量等離子管按照一定規律排列，形成全屏幕。各等離子管都為單個像素，通過紅、綠、藍發光體等形成，按照一定明暗對比與顏色組合，讓圖像的灰度、色彩符合設計要求，這與CRT原理大體差不多。

1.3 LCD技術

LCD由液晶材料制作而成的顯示器材，是一種“中間態型”顯示設備，能夠發揮固態晶體光學特性和液態流動特性，是介于固態和液態之間的一種軟屏顯示設備。以TFT型為例，由導光板、偏光板、濾光板、玻璃基板、熒光管、液晶材料、配向膜、薄膜式晶體管等形成。借助背光源，在熒光燈管中投射出光源，通過一個偏光源再經過液晶，此時液晶分子排列方式能夠讓穿透液晶光線角度發生變化。光線通過前方彩色濾光膜與另一塊偏光板后，將對刺激液晶電壓值進行控制，獲得所需的線強度與色彩，在液晶面板上將彩色視像畫面顯示出來。

2 國內外大屏幕產品發展現狀

2.1 國外大屏幕產品

IDT6 BP是三菱公司一款常用的LED顯示屏產品，其擁有6mm像素間距，能夠顯著提高圖像質量，性能非常穩定。Resolia是三菱公司研發的新款LED顯示屏，擁有4mm像素間距，除了具有Diamond Vision系列產品的所有優勢以外，屏體厚度顯著降低，僅有150mm。在三菱公司推出的多款DLP顯示墻中，最重要的產品是100英寸全高清交互式顯示屏產品，采用了三菱DLP優秀拼接墻產品中的數字CSC電路，發揮著動態亮度平衡、智能燈泡、智能分色輪以及無圖像灼傷等作用。選擇光學觸摸的方式，在節目現場可以促進主持人與觀眾的互動。赤見公司研發了實用型3㎜的室內全彩LED大屏，使用了代表當今最尖端技術的3㎜間距SMD型LED發光管，水平表示階段（即灰度）為1024（可達2048），擁有與HDTV（高清電視）相媲美的超高解像度。不同于與其他大屏幕，畫面的顆粒感不強，3mm間距大屏畫面顯得非常平滑和逼真，通過實裝型SMD型素子構成，與“點式發光”顯示效果有較大差異，并與HDTV類似，可以形成“面發光”的影像效果。

2.2 國內大屏幕產品

北京麗晶益泰光電公司近年來推出了Light King LED大屏幕。這款產品擁有超寬的視角，保證畫面的精細度。產品關鍵構成部件為高密度集成三合一全彩色點陣模組，采用面顯示光源取代以往的點顯示光源。產品外部設置了塑膠遮光罩，內部則通過硅膠材料密封。廣東響石數碼科技有限公司也研發了SAM、SDM及SHM等系列廣播系統專用液晶監視器，對比度和亮度都實現了提升，在GAMMA調整上也更加精確。產品設置了嵌入音頻解碼，可以完成對SDI接口技術的動態顯示，因此在電視演播室中應用較為廣泛。在液晶大屏幕拼接顯示系統方面，該系列產品不僅亮度高、功耗低，而且能保證畫面清晰度，能夠在電視演播室長期使用中保持足夠的穩定性與安全性。

3 大屏幕技術在電視演播室的具體應用

3.1 大屏幕信號源

信號源主要是大屏提供多媒體內容服務的設備集合，包括大屏包裝、硬盤播放器等部分。大屏包裝屬于主播出設備，設置了5臺4K在線包裝渲染引擎，按照4+1備份進行。引擎中含有12路I/O視頻板卡，通過切換臺送4路AUX輸入信號，能夠形成大屏開窗連線、Keynote同屏顯示等功能。在系統信號處理過程中，因為設置有HDMI1.4接口，所以將帶寬提高為10.2Gdps，在傳輸4K分辨率信號時，刷新率為30Hz。要想輸出信號刷新率在50Hz以上，在顯卡輸出中設置兩路1920×2160/50Hz信號。采取這種方式，信號刷新率大幅度提升，在拼屏器支持下能夠保證4K畫面的完整性。系統也包含了4K硬盤播放器，即DDR，可以發揮應急播出的作用，可以將視頻導入DDR進行循環播放，同時大屏包裝維護中可以實現無縫切換的目標。拼屏器也包括底圖，提供應急信號源，相比大屏包裝、DDR，不僅制作便利，也大大減少了信號鏈路，提高了調用速度，是重大直播應用較多的一種方式。大屏包裝、DDR和拼屏器底圖包裝形式不同，起著補充的作用，顯著提高了安全級別，是大屏系統信號源中的關鍵內容。

3.2 大屏幕信號切換

大屏幕的主要作用是讓電視演播室畫面更加清晰，可顯示文字、圖表、圖像、動畫、視頻信息，且保證色彩豐富鮮艷，圖像亮度高。第一，切換面板。矩形信號處理很簡單，不僅信號強，阻礙也很少，在電視演播室中應用較多。應用原理上看，大屏幕負責接收和顯示信號，并利用控制面板切換信號。第二，輔助母線板。很多小型電視演播室系統條件有限，如果缺少矩形視頻，應選擇輔助母線板切換視頻。在采用這種方法的過程中，大屏幕信號切換應注意防止發生視頻畫面閃爍、跳動等情況。若是直播中存在視頻切換異常情況，應第一時間切換應急裝置。當大屏幕顯示出信號缺失的情況后，電視節目不能正常顯示，節目也無法實時更新。以知識競賽類節目為例，由于采取現場直播的方式，競賽名次、題目、比分、得分等都均要求通過大屏幕播放，若是發生上述情況，將影響收視質量。因此，在電視直播的過程中，還要全面細致檢查設備，針對突發性事件提前制定預案，避免視頻切換出現異常，提高畫面的清晰度與完整度。

3.3 距離調節

第一，拍攝距離的控制。拍攝圖像距離與LED顯示屏點間距、填充系數等密切相關，點間距與LED顯示屏填充系數不一樣，在拍攝距離上也有差異。以點間距4.25mm、填充系數為60%的LED顯示屏為例，拍攝時要與屏幕保持4-10m的距離，才能獲得更高質量的背景圖像。若是與屏幕的距離較短，以及在拍攝近景的過程中，背景將有粒度感，也面臨網格的干擾。第二、要盡量減少點間距。點間距主要是LED顯示屏中相鄰像素中心點的距離，點間距也進一步縮短，并提高了單位面積像素，獲得所需的分辨率，且拍攝距離越近，拍攝成本也會更高。當前我國電視臺演播室所用LED顯示屏的點間距一般在1.5-2.5mm范圍內，需要充分掌握信號源分辨率與點間距的關系，確保獲得相同的分辨率，實現點對點顯示，確保獲得更好顯示效果。

隨著科技飛速發展，人們對各類電視節目提出了更高要求，欣賞水平也不斷提高，這些推動了大屏幕顯示技術的發展。在大屏幕技術實際應用與研究過程中，也需要各級電視臺結合大演播室節目制作要求，合理選擇大屏幕技術與相關應用產品。