大屏拼接显示系统

1系统概述为了提高森林防火系统的整体性能，在监控中心建设大屏拼接显示系统，将前端的音视频及监测到的相关数据实时的传送到监控中心。1.1.行业现状及发展方向概述在大型监控或高端会议等项目中，如果需要大视野的屏幕，拼接技术的应用就势在必然。这里就大屏拼接系统最核心的大屏拼接器和屏幕显示单元做个简单的概述：目前大屏拼接使用的显示单元主要有DLP背投、PDP等离子显示器、LCD液晶显示器三种。DLP是DigitalLightingProgress的缩写。它的意思为数字光处理，也就是说这种技术要先把影像讯号经过数字处理，然后再把光投影出来。它是基于德仪公司开发的数字微反射镜器件—DMD来完成显示数字可视信息的最终环节，而DMD则是DigitalMicromirrorDevice的缩写，字面意思为数字微镜元件，这是指在DLP技术系统中的核心——光学引擎心脏采用的数字微镜晶片，它是在CMOS的标准半导体制程上，加上一个可以调变反射面的旋转机构形成的器件。说得更具体些，就是DLP投影技术是应用了数字微镜晶片（DMD）来做主要关键元件以实现数字光学处理过程。其原理是将光源藉由一个积分器（Integrator），将光均匀化，通过一个有色彩三原色的色环（ColorWheel），将光分成R、G、B三色，再将色彩由透镜成像在DMD上。以同步讯号的方法，把数字旋转镜片的电讯号，将连续光转为灰阶，配合R、G、B三种颜色而将色彩表现出来，最后在经过镜头投影成像。DLP背投拼接目前国内主要以威创为代表，还有中达电通、中电视讯、安比、九鼎等一些公司也是专业的DLP拼接供应商。DLP相对于其他两种拼接的优点在于其拼缝小，操作维护简单。但是其缺点也是显而易见的：譬如体积与重量过大，各项关键技术指标均远不及液晶和等离子，其最大的缺陷就是运行成本高：且长时间不间断工作更会加快DLP背投灯泡老化速度，背投灯泡只有几千小时寿命，如果一天二十四小时运行，几个月便需要更换背投灯泡，给用户带来不小的运营开支。PDP即是PlasmaDisplayPanel，也就是等离子显示屏，是一种利用气体放电的显示技术，其工作原理与日光灯很相似。它采用了等离子管作为发光元件，屏幕上每一个等离子管对应一个像素，屏幕以玻璃作为基板，基板间隔一定距离，四周经气密性封接形成一个个放电空间，放电空间内充入氖、氙等混合惰性气体作为工作媒质在两块玻璃基板的内侧面上涂有金属氧化物导电薄膜作激励电极。当向电极上加入电压，放电空间内的混合气体便发生等离子体放电现象，也称电浆效应。气体等离子体放电产生紫外线，紫外线激发涂有红绿蓝荧光粉的荧光屏，荧光屏发射出可见光，显现出图像。当每一颜色单元实现256级灰度后再进行混色，便实现彩色显示。其技术原理为，由于PDP中发光的等离子管在平面中均匀分布，这样显示图像的中心和边缘完全一致，不会出现扭曲现象，实现了真正意义上的纯平面并且没有任何图像失真。由于其显示过程中没有电子束运动，不需要借助于电磁场，因此外界的电磁场也不会对其产生干扰，具有较好的环境适应性。PDP是一种自发光显示技术，不需要背景光源，因此没有视角和亮度均匀性问题。而三色荧光粉共用同一个等离子管的设计也使其避免了聚焦和汇聚问题，可以实现非常清晰的图像。但是等离子高电压高耗电，能耗大，寿命有先天不足，使用5000～10000小时后屏幕亮度就会衰减一半，并难以在海拔2500米以上正常工作。PDP等离子屏应用在拼接方面，目前以韩国欧丽安的MPDP为代表，因为其他普通的等离子拼接在市场上并不多见，所以这里不作描述。2欧丽安的MPDP由于其拼缝小，厚度薄，而获得许多客户的青睐。但是其缺点也很令人难以忍受：除了耗电量与发热量很大，还有严重灼伤现象，并不适宜用于长时间显示静态监控画面的环境。而且用于拼接之后，整机温升更高，致使设备容易烧毁。其分辨率也令许多用户诟病：只有854×480，甚至低于电脑显卡未安装驱动时的800×600，近距离观看几乎难以忍受。LCD意即LiquidCrystalDisplay，是利用液状晶体在电压的作用下发生偏转的原理进行显示的技术。由于组成屏幕的液状晶体在同一点上可以显示红、绿、蓝三基色，或者说液晶的一个点是由三个点叠加起来的，它们按照一定的顺序排列，通过电压来刺激这些液状晶体，就可以呈现出不同的颜色，不同比例的搭配可以呈现出千变万化的色彩。液晶本身是不发光的，它靠背光管来发光，因此液晶屏的取决于背光管。由于液晶采用点成像的原因，因此屏幕里面构成的点越多，成像效果越精细，纵横的点数就构成了液晶电视的分辨率，分辨率越高，效果越好，具有颜色鲜艳、高亮度、高对比度、高分辨率、厚度薄、重量轻、低能耗、长寿命、无辐射等优点。LCD液晶拼接目前以韩国三星的DID为代表，虽然拼接市场上还有SHARP、LG、SAMPLEX等品牌，但是DID以其优良的性价比在LCD平板拼接技术中一枝独秀，其厚度薄、重量轻、低能耗、长寿命、无辐射等优点，而且其画面细腻、分辨率高，各项关键性能指标的优秀表现，已使它成为发展主流，前景看好。作为拼接显示终端，LCD尽管有上述优点，但是作为拼接显示单元，其缺点也是致命的：那就是目前其拼缝教大，三星的DID拼接单元综合拼缝达到22MM，在这三种拼接显示单元中最大，令许多用户不得不忍痛舍弃。随着用户需求的不断提高，画面更加清晰细腻，拼接缝隙更加小的拼接技术已经成为广大用户的共同追求。1.2.各种拼接墙的比较为了便于统一理解，下表中就DLP背投、等离子显示器、液晶显示器显示单元的关键性技术指标做个简单的解释说明：性能指标液晶背投等离子结论/备注亮度500~1500/m2中间≤500cd/m2四角≤250~300cd/m2640~1000cd/m2亮度和对比度密不可分，在这两项关键指标上，等离子似乎技高一筹，这是由于等离子全白全黑的测算方式造成的，如果按照美国国家标准ANSI来测算，等离子的对比度就和液晶差不多了，这种测算方式是对同一幅图像显示的黑色和白色进行对比。对比度1000：1~3000：1300：1~500：13000：1甚至更高分辨率1366X768以上1024X768854X480分辨率决定了清楚度，在这指标上，液晶具有无可比拟的优势。功耗200W/40”等大尺寸液晶单元300W~500W/单元500W/42”液晶耗能只有其它的三分之一至四分之一，此指标液晶明显拥有巨大的优势。寿命背光灯50000小时5-8千小时就要换灯泡静止高亮度5000小时，动态画面10000小时背投的使用寿命没法跟液晶和等离子相提并论，而液晶相对于等离子，在寿命方面也有巨大的优势，液晶仅需更换背3如前所述，此前这三种显示单元组成的拼接系统各有优缺点，下表再将目前市面上这三种显示方式的基本性能指标列表进行比较。性能指标液晶背投等离子亮度500~1500/m2中间≤500cd/m2四角≤250~300cd/m2640~1000cd/m2对比度1000:1-3000:1300:1-500:13000:1分析：亮度和对比度是显示设备的两个重要指标。等离子这两个值偏高，是因为其测算方法不一样。如果使用美标ANSI测算，用同一幅图上的黑白色作比较，等离子与液晶参数相同色彩饱和度95%(DID屏)较低90%分析：色彩饱和度越高，显示出来图像越艳丽。亮度和色彩一致性DID屏亮度和色彩一致性达到95%以上较低PDP屏亮度和色彩一致性达到90%以上分析：DLP背投由于色轮和灯泡的衰减不一致，很难保证一致性。分辨率1366x768(40英寸)1024x768(50英寸)852x480(42英寸)分析：分辨率决定画面的清晰程度，液晶显示器的分辨率相对较高，画面更细腻，可显示更多内容。功耗200w(40英寸)300-500w(50英寸)500w(42英寸)分析：液晶的发光效率高，功耗相对较低。寿命50000小时(背光)5000-6000小时(灯泡)5000-10000小时(屏幕)静止高亮度画面仅有5000小时分析：液晶和背投的寿命都只与发光部分相关，使用到期后更换背光灯管或者更换灯泡即可。但是等离子的寿命与屏幕有关，使用到期后只能报废，无法维修。灼伤不会灼伤基本不会灼伤灼伤严重分析：灼伤现象表现为当静止图像停留在一个位置较长时间以后，会在屏幕上留光灯，便可延长寿命，等离子的影像色泽大幅消退之际只能整个换新，没有其它办法。色彩饱和度一般是72%，而DID屏是95%较低90%就色彩的表现能力，等离子和液晶不相上下。灼伤不会灼伤会灼伤静态画面灼伤严重当静止的图像长时间出现在等离子屏幕同一位置上时，就会出现灼伤现象。即开关机的时候，屏幕上会隐隐约约地出现长时间播放的那张图像，好像屏幕上的烙印一样。体积轻薄较大轻薄液晶和等离子同属于平板显示，都十分轻薄。4下阴影。液晶与投影的显示原理决定了屏幕不会灼伤，但是等离子灼伤现象比较严重，这完全是由等离子气体发光原理造成的。体积轻薄厚重轻薄分析：等离子和液晶均属于平板显示，厚度小。拼缝有较小较小分析：液晶的背光部分在屏幕侧面导致液晶拼接有一定缝隙，使用LED背光后，液晶拼缝与背投、等离子相当。系统组成2.1.系统需求大屏幕显示系统硬件设备包括：超窄边拼接单元、拼接控制器、矩阵、中控等，其中对系统性能影响最大的是拼接单元及拼接框架、拼接控制器及矩阵等。在监控中心，需要搭建一个液晶窄边拼接监控墙系统，要使用24块窄边拼接单元，根据目前市场情况，可以采用46寸、55寸或60寸的超窄边拼接显示单元，相关的参数如下：46寸超窄边显示单元技术规格：单元尺寸(mm)1025.7(W)×579.8(H)×105(D)46inch类型S-PVA(DID)屏幕长宽比例16：9点距0.7455(H)*0.7455(V)分辨率1366*768兼容分辨率1920x1080；1600x1200；1280x1024；1280x768；1024x768；832x624；800x600；720x400；640x480视频制式NTSC；PAL；SECAM亮度（标准值）700cd/m2高亮(/450cd/m2低亮)对比度3000:1可视角度178/178（水平/垂直）响应时间8ms显示色彩1677万色色域92%水平扫描频率（kHz）31.5-91.1垂直扫描频率（Hz）50-855连接方式PC输入VGA/DVI/BNC视频输入CVBS控制输入/输出RS-232网络功能X电源功耗（最大）340W待机功耗（最大）5W电源管理AC100-240V~(+/-10%),50/60Hz机械指标支架安装定制重量33.0Kg尺寸（mm）1025.7(W)×579.8(H)×130(D)边框厚度左上：4.3mm；右下：2.4mm运行环境运行温度5℃~40℃湿度10~80%环境高度（海拔）3000m平均无故障运行时间40000小时特性-指示灯实时监控-温度传感器-内置风扇-视频墙功能-RS232环路控制安装辅材系统设备连接线材定制显示单元支架定制附件手册-保修卡,大屏应用管理软件光盘连接线-D-Sub,电源线,串口控制线55寸超窄边显示单元技术规格：屏幕尺寸(mm)1215.3(W)x686.1(H)x123(D)55inch图像长宽比16:96拼缝5.5mm边框厚度左上:3.8mm右下:1.7mm分辨率1920(H)×1080(V)(FullHD)点距0.63(H)×0.63(V)响应时间8ms色彩8bit，16.7m亮度700cd/㎡对比度3000:1色温10000K可视角度（H/V）178/178度显示面积1209.6(H)×680.4(V)电源AC100V～240V，50/60Hz,Universal，±10%功耗185W±5W（正常工作状态）待机功耗7W电源管理AC100V-240V（±10%）50/60Hz使用寿命60000小时最佳分辨率1920×1080重量34.0KG输入接口CVBS------1.0Vp-pYPbPr------NTSC(60Hz)，480P，720P，1080i------PAL(50Hz)，576P，720P，