LED 大屏幕在電視臺演播廳的應用

郭立偉

（常德市廣播電視臺，湖南 常德 415000）

0 引言

LED 大屏幕的應用優勢在于豐富的色彩、超高的亮度，可以做到無縫拼接，畫面清晰細膩，而且更加節能環保，在演播廳中可以按照節目類型與演播的需求進行靈活的調整。近些年，新媒體行業進入快速發展期，對節目中舞臺效果的要求越來越高。在這樣的背景下，LED 大屏幕的應用場景不斷增多，許多電視演播廳、體育實況轉播、新聞發布等場景都完成了LED 大屏幕的更新換代，因此我國對于LED 大屏幕的需求量一直保持上漲趨勢。

1 LED 顯示屏介紹

1.1 工作原理

LED 是發光二極管的簡稱，其發光的顏色由材質所含的元素決定，砷化鎵可以顯示紅光，磷化鎵顯示綠光，碳化硅顯示黃光，氮化鎵顯示藍光。LED顯示屏由許多個不同顏色的像素組成，將呈現各種顏色的芯片按照一定的方式進行封裝，通過控制系統實現顯示功能。LED顯示屏以像素作為最小單元，無數個像素單元以矩陣的形式構成顯示模塊，然后通過不同的安裝結構配合相應的電路形成顯示模組，與機箱、風扇、電源等構件或模塊組裝在一起構成LED 顯示屏。LED 大屏幕的發光是通過無數個發光二極管來實現的，不同的材質所產生的顏色不同，并且模塊化特征明顯。電視臺演播廳使用的大屏幕需要由多個模塊拼接組成，而接縫越小，大屏幕所顯示的效果也就越好[1]。

1.2 主要組成

LED 顯示屏由多個顯示單元拼接而成，使用不同的控制技術實現多種LED 顯示屏的需求，應用在各種不同的場景中。LED 顯示屏整體上可以分為硬件系統和軟件系統。硬件系統主要由電源、機箱、風扇、監視器及計算機組成。LED 大屏幕一般都采用陣列式的控制系統，由一塊主控板、多塊副控板以及多個掃描板共同組成，都安裝在機箱內部，實現每個箱體結構單元的單獨控制，大大提高了LED顯示屏的可靠性與顯示效果，并且完美解決了視頻播放過程中換幀頻率不高、灰度等級差、色彩不均勻的問題。電視臺在選擇LED 大屏幕時應進行詳細的考查與論證，綜合各方面的因素確定大屏幕的各項參數[2]。這些影響因素有大屏幕使用過程中的用電安全、維護管理的難度以及信號的穩定性等，還要考慮到電視臺演播廳對大屏幕尺寸、清晰度等方面的要求。

2 LED 大屏幕在電視臺演播廳的應用現狀

LED 大屏幕具有傳統顯示屏無可比擬的優勢，在演播過程中既可以呈現圖像，也可以呈現視頻，還能實現智慧分屏，同時具有較強的虛擬性與靈活性。目前很多大型高清演播室都采用LED 大屏幕作為背景，實時展現節目的各種場景。我國首次將LED 大屏幕用于電視臺演播廳是2002 年的春節聯歡晚會，當時采用的是15 m2的P10 單燈全彩LED大屏幕，從此以后我國每年的春節聯歡晚會和各種大型演播活動都開始使用LED 大屏幕。隨著LED大屏幕的廣泛應用，屏幕的面積越來越大，屏幕類型越來越多，功能也越來越全面[3]。LED 大屏幕在電視臺演播廳中的具體應用如圖1 所示。

圖1 LED 大屏幕在電視臺演播廳中的具體應用

新思界產業研究中心發布的行業報告顯示，我國已成為LED 顯示屏市場發展較快、消費潛力較大的國家之一，所占市場份額達到全球的50%。隨著人們生活水平的提升以及娛樂市場的發展，大尺寸、超高清顯示屏成為發展趨勢，在我國超高清視頻產業8K 關鍵技術已經取得了實質性突破。2021 年12 月31 日，北京廣播電視臺冬奧紀實8K 超高清試驗頻道正式開播，標志著我國正式開啟了8K 超高清視頻時代。

3 電視臺演播廳中LED 大屏幕的主要應用場景

電視臺的節目類型較多，如競賽類節目、綜藝類節目、晚會類節目以及新聞類節目等等。每種類型的節目對于LED 大屏幕的應用策略各不相同，因此LED 大屏幕的應用場景有很多。

3.1 LED 大屏幕在競賽類節目中的應用

競賽類節目的主要特點是需要通過大屏幕向參賽選手展示題目與答案。比如中央電視臺的《中國詩詞大會》，除了展示題目外，節目還穿插了大量的古詩詞知識，對大屏幕的要求是必需具備靈活切換的功能。還有《經典詠流傳》《中國漢字大會》等也是此類型的節目。大屏幕中不同畫面的切換在技術上利用轉換器來實現，將兩個需要切換的不同畫面使用轉換器都接入到LED 顯示系統，當節目進行到需要切換相應畫面的階段時，工作人員執行切換操作。這種競賽類型的節目，舞臺上和觀眾席分別有一個LED大屏幕，兩個屏幕顯示的內容是相同的，通常情況下信號都是通過HDMI 接口進行傳輸。如果信號不進行轉換就接入顯示系統是不能被有效識別的，需要利用轉換器將需要傳輸的信號轉換為可用信號后才能接入顯示系統[4]。

3.2 LED 大屏幕在綜藝類節目中的應用

目前國內比較優質的綜藝類節目非常多，比如中央電視臺推出的文化情感類節目《朗讀者》，還有公益尋人節目《等著我》。節目通過舞臺上的大屏幕分享嘉賓的人生故事、情感故事。在這類節目中，舞臺和觀眾席也都設置了LED 顯示器，但是兩者展示的內容并不相同，信號來自于不同的信號源。舞臺上的大屏幕主要用來展示節目的背景等，觀眾席的LED 屏幕主要是為節目組提供各種信息，無需工作人員對播放內容進行切換[5]。由此可以看出，舞臺上的LDE 大屏幕的主要作用是烘托節目氣氛，在節目錄制過程中起到補充、輔助的任用，根據節目錄制的流程與內容適時地播放相應的畫面。而設置在觀眾席上的顯示屏其主要作用是為現場節目錄制人員更好地完成節目錄制提供幫助。

3.3 LED 大屏幕在演講類節目中的應用

《開講啦》是中央電視臺推出的一檔中國青年電視公開課節目，每期都會邀請一位嘉賓進行演講，采用圖文直播和“全民小紙條”的形式進行互動。具有代表性的演講類節目還有《超級演說家》《一席》等。在這一類節目中，有些參加演講的嘉賓需要通過外接的電腦等設備進行投影，往往會將操作臺設置在距離LED 大屏幕較近的區域，或者直接安置在演講臺的旁邊。在演講過程中需要播放或切換畫面時，由演講者自己或者工作人員進行操作。為了使電腦等外接設備更好地與顯示系統連接，一般會使用較長的DVI 線，而舞臺下的電腦則一般會使用VGA或HDMI 線纜連接。為了保證信號傳輸的穩定，先將電腦信號利用Image Pro 軟件進行處理增強，再通過loop 環出接口連接到LED 大屏幕的控制臺，利用Image Pro 的SDI 輸出接口外接監視器。這樣做的目的是防止信號傳輸過程發生意外情況，當出現錯誤時可以快速定位進行解決[6]。開場VCR 與結尾VCR 的播放需要利用單獨的電腦來完成，將播放信號傳輸到另一臺裝有Image Pro 軟件的電腦上，經過處理后通過loop 環出接口連接到LED 大屏幕的控制臺。此時舞臺上的大屏幕與觀眾席上的顯示屏接收的內容來自于相同的信號源，但是兩者的連接方式并不相同。

3.4 LED 大屏幕在新聞類節目中的應用

新聞類節目的代表當屬中央電視臺的《朝聞天下》。該節目呈現了多種元素，LED 大屏幕隨時展示著新聞的播報畫面、現場動態連線等，讓觀眾能夠直擊現場。在這類節目中，大屏幕的主要作用可分為兩個方向：一是以LED 大屏幕作為畫面背景，此時只需要選取簡單的視頻或者圖片投放到大屏幕上即可；二是實時顯示新聞節目的播出內容，比如《朝聞天下》的節目形式，通過導播切換臺輔助信號接入到LED 大屏幕系統中，或者利用電腦的DVI接口接入到系統中。

4 大屏幕應用過程中的常見問題及解決方法

4.1 大屏幕的發熱問題

LED 大屏幕發熱現象比較常見，主要是因散熱不好造成。如果長期處于高溫工作狀態，LED 各部件會加速老化，大大縮短屏幕的使用壽命。對此，應對LED 大屏幕進行有效的通風降溫來解決發熱問題。針對LED 模組的散熱設計大都采用前部散熱方式，為了提高散熱效果，應盡量將用于散熱的空調出風口設置在LED 模組的前面板上方。此外，應根據LED 大屏幕的尺寸選擇適合的空調用于散熱降溫[8]。

4.2 屏幕接收卡連接問題

針對LED 大屏幕，應在完成線路安裝后對接收卡連線進行合理的配置。做好屏幕線路連接后，用電腦連接發送卡，打開屏幕控制終端完成對接收卡的配置工作。在軟件中對LED 大屏幕的各項性能參數進行設置，設置完成后保存，然后發送到接收卡，完成接收卡的制作，之后LED 大屏幕就可以正常顯示。如果后期出現接收卡損壞或者丟失的情況，可以直接找到原來保存的參數文件，再發送到接收卡可重新制作更換。

4.3 屏幕亮度問題

LED 大屏幕應合理設置屏幕亮度，亮度過低會影響畫面的呈現質量，如果亮度過高則會導致能耗增加。因此，應結合電視臺演播廳的實際情況合理設置LED 大屏幕的亮度。當大屏幕出現亮度過低、圖像模糊的情況，有可能是發送卡的程序出現了錯誤，或者功能卡的設置存在問題。如果是前者，恢復發送卡上的數據并保存即可；如果是后者，則需要將屏幕最小亮度值調整到80 以上[9]。

4.4 模組點距問題

通常，電視臺演播廳內的LED 顯示屏按照功能設定可以分為背景屏和內容屏兩類，每個大屏幕都是由多塊屏幕組成。按照演播廳內顯示屏的功能定位，背景屏一般與節目主持人、攝像機所處的距離比較遠，不會出現摩爾紋的問題，因此對模組點距的要求不是太高，選擇模組點距較大的顯示屏可以大大降低成本的投入。但是針對需要呈現清晰畫面的、攝像機能夠較清晰拍攝到的顯示屏，應提高要求，選擇模組點距較小的顯示屏，以保證畫面質量。因此，在演播廳設計階段，可以通過數字模型對整個節目制作流程、分鏡頭的拍攝距離、角度等進行模擬，然后進行現場測試，合理設置演播廳內攝像機的位置，調整攝像機的角度，防止出現摩爾紋。

例如，在某電視臺400 m2的演播廳內，最大的LED 屏幕面積是22 m2，同時演播廳又配置了兩塊3 m2的開合屏幕墻，總面積達到了28 m2。經過模擬，確定最佳的拍攝位置為LED 大屏幕正前方的6～7 m，可以將整個大屏幕完全拍攝進鏡頭，且主持人站位合理、轉場方便。之后確定LED 大屏幕的點距，適合選擇點間距為1.74～2.03 mm 的屏幕，最后綜合圖像、文字的清晰度選擇了點間距為1.9 mm 的大屏幕。背景墻則選用了點間距為4 mm 的顯示屏，文字信息條屏則選用了點間距為1.2 mm 的顯示屏，既避免了拍攝中的摩爾紋問題，又降低了成本[10]。

5 結語

近些年，LED 大屏幕在電視臺演播廳中的應用越來越普遍，形式多種多樣。LED 大屏幕與舞美設計結合，可以呈現非常完美的視覺效果，能夠滿足電視臺演播廳對舞臺設計及展示的需求。本文重點分析了LED 大屏幕在競賽類節目、綜藝類節目、演講類節目以及新聞類節目中的應用，對大屏幕的發熱問題、屏幕接收卡連接問題、屏幕亮度問題、模組點距問題提出了解決方法。在選擇大屏幕尺寸的時候，使用主體應綜合考慮演播廳的實際需求、拍攝效果以及運營成本等多方面因素，科學地確定設備選型方案，充分發揮LED 大屏幕的優勢與作用，提升電視節目的視覺效果。