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三通道融合大屏幕顯示系統(tǒng)項目設計方案(已修改)

2025-05-06 13:49 本頁面
 

【正文】 三通道融合大屏幕顯示系統(tǒng)項目設計方案建設性技術方案 概述通過對用戶投影系統(tǒng)技術要求進行仔細的分析和研究,本著將該系統(tǒng)建設成為“世界先進,國內(nèi)一流”工程的中心指導思想,在滿足用戶的需求的前提下,結(jié)合系統(tǒng)的技術先進性、可靠性、性能價格比等綜合因素,我們提供一套配置合理的技術建議書。隨著信息時代的到來,計算機多媒體技術的迅猛發(fā)展,網(wǎng)絡技術的普遍應用,大到世界各行業(yè)組織、國家會議中心和大型調(diào)度中心的建立,小到各企業(yè)會議、技術報告及講座的進行,對現(xiàn)代視訊展示、數(shù)碼電聲處理、自動化電器處理等組成的多媒體電子會議的渴望越來越強烈,而傳統(tǒng)的模擬電子技術很難滿足人們在這方面的要求。近幾年迅速崛起多媒體電子會議系統(tǒng)技術,正在逐步成為適應這一需求的有效途徑。為此,我們根據(jù)用戶的實際應用和需求,采用最新的多媒體視訊產(chǎn)品和先進設計手段,提出本系統(tǒng)方案供用戶選擇和參考!我們此次的設計是根據(jù)業(yè)主所提出來的有關視頻顯示系統(tǒng)的具體應用需求,結(jié)合我們以往同類項目的工作經(jīng)驗,依據(jù)現(xiàn)有的國家標準、規(guī)范,并參照國際上通用規(guī)范進行的。在系統(tǒng)設計過程中,我們按以下的思路進行設計:4突出“先進、實用、可靠”系統(tǒng)特點4數(shù)字化的高集成度、可控制能力4系統(tǒng)極易伸張的擴展性4完善的售后服務保證體系 大屏幕顯示系統(tǒng)設計根據(jù)用戶的要求以及我們多年的設計施工經(jīng)驗,我們設計了整套大屏幕顯示設計方案。 主流大屏幕顯示系統(tǒng)的比較液晶拼接簡析 液晶是利用液狀晶體在電壓的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原理。由于組成屏幕的液狀晶體在同一點上可以顯示紅、綠、藍三基色,或者說液晶的一個點是由三個點疊加起來的,它們按照一定的順序排列,通過電壓來刺激這些液狀晶體,就可以呈現(xiàn)出不同的顏色,不同比例的搭配可以呈現(xiàn)出千變?nèi)f化的色彩。液晶本身是不發(fā)光的,它靠背光管來發(fā)光,因此液晶屏的取決于背光管。由于液晶采用點成像的原因,因此屏幕里面構(gòu)成的點越多,成像效果越精細,縱橫的點數(shù)就構(gòu)成了液晶電視的分辨率,分辨率越高,效果越好。優(yōu)點:厚度薄、重量輕、無輻射。 缺點:單屏顯示尺寸較小,拼接縫較大。 DLP投影拼接箱體簡析 DLP投影拼接箱體采用全數(shù)字化信號處理技術,以DMD(Digital Micromirror Device即數(shù)字微鏡器件)作為光閥成像器件,采用數(shù)字光處理技術調(diào)制計算機和視頻信號,驅(qū)動DMD光路系統(tǒng),通過投影透鏡獲得大屏幕圖像。DLP除了尺寸大之外,其拼縫也比較小,就目前來說,兩個單元箱體之間的物理拼縫標準是1mm。且它的顯示對比度也比較高,目前DLP顯示屏的技術指標可以達到1000:1,因此在市場上已經(jīng)被廣泛應用。正因為其所具備的這些優(yōu)勢,它的出現(xiàn)在一定程度上彌補了CRT的缺陷,滿足了市場的需求。但由于DLP顯示器采用多個顯示單元拼接,達到一定拼接數(shù)目就會出現(xiàn)色彩與亮度不均勻的情況,且其功耗大,內(nèi)部發(fā)光的燈泡在連續(xù)工作6000小時?8000小時之后,會出現(xiàn)亮度降低的情況,需更換燈泡。而厚度大、占用空間多也是其最大的缺點?!埃⒃诎惭b時背側(cè)又要留有一定的空間,所占地面積較大。優(yōu)點:安裝方便,畫面大缺點:有拼縫,亮度、對比度偏低 單個箱體顯示畫面較小,大屏顯示需多個箱體拼接 導致亮度顏色不均勻。占面積偏大。大屏幕邊緣融合投影顯示系統(tǒng)邊緣融合是指一組投影機通過邊緣融合技術處理,輸出一整幅畫面,邊緣融合的優(yōu)勢是畫面完整沒有錯位;分辨率高,可以顯示更多的內(nèi)容;畫面大,且完全沒有拼縫。并可以將信息同時傳遞給更多的人;成本低。從上圖可以看到,邊緣融合大屏幕拼接系統(tǒng)的顯示效果顯然有優(yōu)勢。為了節(jié)約空間,保證在環(huán)境光源比較亮的情況下也能看清大屏幕投影內(nèi)容,很多會議室、指揮室、多功能廳目前都采用了比較流行的投影形式,投影是指,投影機位于屏幕的后面,人站到屏幕的前面,可以像看電視一樣的觀看大屏幕效果,不用擔心環(huán)境光的太多干擾。優(yōu)點:完全無縫,顯示面積大 亮度,對比度高,投影顯示單元少,受環(huán)境光影響很小。缺點:如采用背投方式,則需要背投空間 DLP顯示技術DLP是“Digital Light Procession”的縮寫,即為數(shù)字光處理,也就是說這種技術要先把影像信號經(jīng)過數(shù)字處理,然后再把光投影出來。它是基于TI(美國德州儀器)公司開發(fā)的數(shù)字微鏡元件——DMD(Digital Micromirror Device)來完成可視數(shù)字信息顯示的技術。說得具體點,就是DLP投影技術應用了數(shù)字微鏡晶片(DMD)來作為主要關鍵處理元件以實現(xiàn)數(shù)字光學處理過程。經(jīng)過幾年的發(fā)展,目前DLP技術的應用領域在逐步擴張,其應用領域涉及數(shù)字電影、大屏幕拼接顯示、前投式投影機一直到背投電視等大屏幕顯示的方方面面。 DLP技術的優(yōu)點有:DLP技術以反射式DMD為基礎,是一種純數(shù)字的顯示方式,圖像中的每一個像素點都是由數(shù)字式控制的3原色生成,每種顏色有8位到10位的灰度等級,DLP技術的這種數(shù)字特性可以獲得精確數(shù)字灰度等級以及顏色再現(xiàn)。與透射式液晶顯示LCD技術相比,投射出來的畫面更加細膩;不需要偏振光,在光效率的應用上較高;此外,DLP技術投影產(chǎn)品投射影像的像素間距很小,形成幾乎可以無縫的畫面圖像。正是基于以上原因,DLP投影機產(chǎn)品一般對比度都比較高,黑白圖像清晰銳利,暗部層次豐富,細節(jié)表現(xiàn)豐富;在表現(xiàn)計算機信號黑白文本時畫面精確、色彩純正,邊緣輪廓清晰。 光源通過色輪后折射在DMD芯片上,DMD芯片在接受到控制板的控制信號后將光線發(fā)射到投影屏幕上。DMD芯片外觀看起來只是一小片鏡子,被封裝在金屬與玻璃組成的密閉空間內(nèi),事實上,這面鏡子是由數(shù)十萬乃至上百萬個微鏡所組成的。以XGA解析度的DMD芯片為例,在寬1cm,768=786432個微鏡單元,每一個微鏡代表一個像素,圖像就由這些像素所構(gòu)成。由于像素與芯片本身都相當微小,因此業(yè)界也稱這些采用微型顯示裝置的產(chǎn)品為微顯示器。DMD芯片的一百多萬個微鏡裝置雖然高速轉(zhuǎn)動,但不會影響微鏡的可靠性,而且通過低溫到高溫轉(zhuǎn)換的各種環(huán)境質(zhì)量測試,目前沒有出現(xiàn)過由于機械運動而使微鏡損壞、破碎等現(xiàn)象。如圖四:基于每個微鏡下面連接的金屬鉸鏈,使用了一種工藝技術相當復雜的特殊材料做成,具有很高的可靠性。微鏡運行時雖然高速轉(zhuǎn)動,但它們的動作范圍非常小,制作材料的老化年限和使用壽命很長,基本上不會影響到鉸鏈的壽命。 根據(jù)DLP投影機中包含的DMD數(shù)字微鏡的片數(shù),人們又將投影機分為單片DLP投影機和三片DLP投影機。單片DLP系統(tǒng)在一個單DMD投影系統(tǒng)中,用一個色輪來產(chǎn)生全彩色投影圖像。色輪是由一個紅、綠、藍濾波系統(tǒng)組成,它以60Hz的頻率轉(zhuǎn)動,每秒提供180色場。在這種結(jié)構(gòu)中,DLP工作在順序顏色模式。輸入信號被轉(zhuǎn)化RGB數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)按順序?qū)懭隓MD的SRAM,白光光源通過聚焦透鏡聚集焦在色輪上,通過色輪的光線然后成象在DMD的表面。當色輪旋轉(zhuǎn)時,紅、綠、藍光順序地射在DMD上。色輪和視頻圖像是順序進行的,所以當紅光射到DMD上時,鏡片按照紅色信息應該顯示的位置和強度傾斜到“開”,綠色和藍色光及視頻信號亦是如此工作。人體視覺系統(tǒng)集中紅、綠、藍信息并看到一個全彩色圖像。通過投影透鏡,在DMD表面形成的圖像可以被投影到一個大屏幕上。單片DLP投影系統(tǒng)。白光聚焦在以60Hz旋轉(zhuǎn)的色輪濾光系統(tǒng)上,這個輪子以紅、綠、藍的順序旋轉(zhuǎn),將視頻信號送到DMD。依照每個電視場中每個彩色的位置及亮度,鏡片打開。人體視覺系統(tǒng)將順序的顏色疊加在一起,看到一幅全彩色圖像因為電視系統(tǒng)委員會(NTSC)(1/60秒)。因為DMD有一個小于20微秒的開關速度,一個8比特/顏色的灰度等級(256灰度)可以用單DMD系統(tǒng)實現(xiàn)。這給出每一原色256灰度,或者說能夠產(chǎn)生256的3次方( 10的6次方)種顏色組合。當使用一個色輪時,在任一給定的時間內(nèi)有2/3的光線被阻擋。當白光射到紅色濾光片時,紅光透過,而藍光和綠光被吸收。藍光和綠光擁有同樣的道理,藍色濾光片通過藍光而吸收紅、綠光;綠包濾光片通過綠色而吸收紅、藍光。三片DLP系統(tǒng)技術結(jié)構(gòu)相對于單片DLP而言,并不是利用分色輪產(chǎn)生彩色圖像,而是利用三個DMD芯片分別工作。在三片結(jié)構(gòu)中,視頻和圖形數(shù)據(jù)是通過一系列信號處理芯片來進行數(shù)字化處理,來實現(xiàn)比例縮放、去隔行、圖像增強和噪聲抑制功能。完成這些處理后,紅、綠、藍的數(shù)據(jù)被分別送到DMD芯片。三片結(jié)構(gòu)利用聚焦光學器件和一系列的內(nèi)部反射棱鏡以及彩色分光棱鏡的組合結(jié)構(gòu),來引導光源發(fā)出的白光,并通過濾光產(chǎn)生紅、綠、藍三原色光線投射到DMD芯片上。DMD芯片把光線反射回彩色分光冷靜,通過反射棱鏡,然后進入投影機的鏡頭在屏幕上重現(xiàn)圖像。由于三片DMD芯片分別反射三原色中的一種顏色,所以已經(jīng)不需要再使用色輪來濾光了;來自每一原色的光可直接連續(xù)地投射到它自己的DMD上。結(jié)果是更多的光線到達屏幕,給出一個更亮的投影圖像,除了已增加的亮度,可使用更高字節(jié)的顏色。因為光線在整個電視場直接投到每個DMD上,使每種顏色10比特灰度等級成為可能。使用三片DMD芯片制造的投影機亮度最高可達到30000ANSI流明,它拋棄了傳統(tǒng)意義上的會聚,可隨意變焦,調(diào)整十分便利;它常常用于對亮度和顏色要求非常高的特殊場合下。單片DLP與三片DLP的比較 首先單片DMD無法持續(xù)承受高亮度燈泡帶來的高熱量,而三片DLP巧妙利用棱鏡將白光分配給三個DMD芯片,所以燈泡的熱量分擔給3個DMD芯片,由此可將投影機燈泡功率提高,從而亮度可以得到顯著的提升。其次,三片DLP投影機的色域很廣,1024的灰度級別,三種原色疊加最多可以得到10億種色,色彩逼真,細膩,還原度高。因為它是不使用色輪而是用分光棱鏡把白光分為三原色分別由三個DMD芯片處理,然后再將顏色混合后投出。而單片投影機產(chǎn)生色彩是依靠色輪高速的旋轉(zhuǎn),一般三色色輪將三種基色輪流照射到屏幕上,雖然依據(jù)色彩殘留在人眼的疊加能夠得到彩色圖像,但是亮度不夠高,顏色不夠豐富,色域不夠廣,都是它的缺陷。為了彌補這種缺陷,現(xiàn)在推出的多色色輪,如6色色輪,在三原色的基礎上還加入了黃、粉、青等顏色,但是增加的顏色占據(jù)了原有的三原色的色輪段,這樣的結(jié)構(gòu)雖然增加了色彩表現(xiàn)的均勻度,但是整體上的顏色表現(xiàn)力是被降低了的。還有一種在色輪中加入了白色色輪,可以增加亮度,但是畫面的亮度和色彩的表現(xiàn)力方面與三片DLP相比依然不足??梢悦黠@看出三片DLP投影機顯示的亮度高,顏色很飽滿、充實,色彩還原度非常真實。維護和保養(yǎng)方面單片DLP投影機除了定期更換燈泡以外還需要定期更換色輪,它的色輪由于高速的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生高熱,造成了自身嚴重的損耗,加快自身老化速度,而色輪一旦老化,轉(zhuǎn)速變慢,原本單位時間內(nèi)能通過色輪的面積變小,使得投影出的圖像有缺色的情況,嚴重影響圖像質(zhì)量,這時候就需要更換色輪。而三片DLP投影機則不需要更換色輪,在維護保養(yǎng)時只需要定期更換燈泡即可??偨Y(jié)3DLP做為目前世界上先進的投影機顯示技術,其不僅擁有更高的分辨率;更大的反射面積;更高的輸出亮度和對比度;而且色彩也更豐富和飽滿,彌補了單芯片DLP投影機色彩豐富度不足的缺陷;消除了單DLP的彩虹現(xiàn)象;干擾噪聲率更低,因此它擁有更出色的圖像表現(xiàn)力,可提供更好的畫面質(zhì)感和色彩表現(xiàn)力,更高的黑色深度和對比的穩(wěn)定圖像和銳度。 投影機對比度選擇:針對投影機的對比度進行選擇是很多人忽略的一個重要參數(shù),讓我們先了解對比度這個技術參數(shù)的具體意義,再做分析。對比度指的是一幅圖像中明暗區(qū)域最亮的白和最暗的黑之間不同亮度層級的測量,差異范圍越大代表對比越大,差異范圍越小代表對比越小,好的對比率120:1就可容易地顯示生動、豐富的色彩,當對比率高達300:1時,便可支持各階的顏色。但對比率遭受和亮度相同的困境,現(xiàn)今尚無一套有效又公正的標準來衡量對比率,所以最好的辨識方式還是依靠使用者眼睛。 投影機對比度對比度是畫面黑與白的比值,也就是從黑到白的漸變層次。比值越大,從黑到白的漸變層次就越多,從而色彩表現(xiàn)越豐富。在投影機行業(yè)有2種對比度測試方法,一種是全開/全關對比度測試方式,即測試投影機輸出的全白屏幕與全黑屏幕亮度比值。另一種是ANSI對比度,它采用ANSI標準測試方法測試對比度,ANSI對比度測試方法采用16點黑白相間色塊,8個白色區(qū)域亮度平均值和8個黑色區(qū)域亮度平均值之間的比值即為ANSI對比度。這兩種測量方法得到的對比度值差異非常大,這也是不同廠商的產(chǎn)品在標稱對比度上差異大的一個重要原因。 對比度的作用和意義對比度對視覺效果的影響非常關鍵,一般來說對比度越大,圖像越清晰醒目,色彩也越鮮明艷麗;而對比度小,則會讓整個畫面都灰蒙蒙的。高對比度對于圖像的清晰度、細節(jié)表現(xiàn)、灰度層次表現(xiàn)都有很大幫助。在一些黑白反差較大的文本顯示、CAD顯示和黑白照片
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