監(jiān)控系統(tǒng)大屏幕投影顯示墻的配置建議

監(jiān)控系統(tǒng)大屏幕投影顯示墻的配置建議摘要：隨著顯示墻技術(shù)的發(fā)展，采用數(shù)字光處理大屏幕投影顯示技術(shù)已經(jīng)是大勢(shì)所趨，本文通過(guò)對(duì)大屏幕投影顯示墻系統(tǒng)幾個(gè)重要組成部分如顯示技術(shù)、屏幕材質(zhì)、屏幕尺寸等主流技術(shù)的探討，結(jié)合武漢軌道交通的實(shí)踐，提出了選型的推薦意見(jiàn)。關(guān)鍵詞：大屏幕顯示系統(tǒng)顯示技術(shù)監(jiān)控系統(tǒng)投影墻材質(zhì)尺寸TheConfigurationSuggestionofDisplayUnitinSupervisingandControllingSystemLuoLipingAuthor’saddress:ShanghaiRailway&UrbanRailTransitDesignandResearchInstitute,200070,Shanghai,ChinaAbstract:Withthedevelopmentofdisplayunit,thetechnologyofadoptingdigitallightprocessorprojectordisplayunitisthegeneraltrendsinsupervisingandcontrollingsystem.AccordingtotheapplicationinWu-Hanlightmetrotransit,thepapergivessomesuggestiononselectionbydiscussinghowtochoosetheimportantcomponentsofthedisplayunit,suchasdisplayingtechnology,projectormaterial,projectorsizeandetc.Keywords:Large-scaledisplaysystem;displayingtechnology;supervisingandcontrollingsystem;displayingwall;material;size;引言大屏幕投影墻系統(tǒng)將先進(jìn)的顯示技術(shù)及設(shè)備、投影墻拼接技術(shù)、多屏圖像處理技術(shù)、多路信號(hào)切換技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等應(yīng)用集合為一體，使整套系統(tǒng)成為一個(gè)擁有高亮度、高清晰度、高智能化控制、操作方法最先進(jìn)的顯示墻系統(tǒng)。通過(guò)本投影顯示墻系統(tǒng)，能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)資源和相關(guān)資訊進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控、演示和智能化管理，極大的增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的直觀性和可操作性，使各項(xiàng)工作能及時(shí)、高效的完成。在以前的監(jiān)控系統(tǒng)中，大多采用模擬屏顯示技術(shù)，這是一種靜態(tài)的固定的顯示技術(shù)，而近幾年來(lái)，由于大屏無(wú)縫拼接技術(shù)的發(fā)展，再加上大屏幕投影墻顯示系統(tǒng)的漂亮外觀、靈活的顯示方式、動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的控制顯示等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛用于國(guó)內(nèi)外各種監(jiān)控系統(tǒng)中，而且其取代傳統(tǒng)的靜態(tài)呆板的模擬屏顯示方式已是大勢(shì)所趨。

大屏幕投影墻顯示系統(tǒng)組成大屏幕投影墻顯示系統(tǒng)從組成上來(lái)說(shuō)，主要分為如下三個(gè)部分：投影顯示系統(tǒng)背投屏幕顯示控制系統(tǒng)現(xiàn)今各大屏幕廠家都專(zhuān)門(mén)為配合投影顯示墻而設(shè)計(jì)生產(chǎn)了相應(yīng)的顯示控制系統(tǒng)，并且可根據(jù)用戶的需要，面對(duì)用戶開(kāi)發(fā)其軟件和設(shè)置配置，所以本文結(jié)合武漢軌道交通一號(hào)線一期工程的綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要從投影顯示系統(tǒng)和背投屏幕兩個(gè)部分來(lái)說(shuō)明整套系統(tǒng)的配置研究。大屏幕選型技術(shù)探討3.1投影顯示系統(tǒng)技術(shù)隨著投影顯示技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的產(chǎn)品可供用戶選擇，這些產(chǎn)品各有特色，必須了解其工作原理才能選擇適合用戶使用的產(chǎn)品。目前在監(jiān)控系統(tǒng)里面全世界所使用的大屏幕投影顯示系統(tǒng)主要采用三種技術(shù)：CRT顯示技術(shù)、LCD技術(shù)和DLP技術(shù)。CRT（CathodeRayTube－陰極射線管，也就是我們通常所說(shuō)的CRT顯示器所使用的技術(shù)）是實(shí)現(xiàn)最早、應(yīng)用最為廣泛的一種顯示技術(shù)?，F(xiàn)主要用于背投電視產(chǎn)品。CRT投影的優(yōu)勢(shì)是顯示的圖像色彩豐富，還原性好，具有豐富的幾何失真調(diào)整能力。不足是圖像分辨率與亮度相互制約，直接影響CRT投影機(jī)的亮度值，同時(shí)，基于CRT技術(shù)的投影機(jī)操作復(fù)雜，特別是匯聚調(diào)整繁瑣，而且這種產(chǎn)品體積大，只適合安裝于環(huán)境光較弱、相對(duì)固定的場(chǎng)所，不宜搬動(dòng)，從而限制了它的普及。此外，由于CRT技術(shù)本身的局限性，它的尺寸受到一定的限制，一般無(wú)法超過(guò)38英寸。一般單體安裝，不能作為投影墻使用。LCD(LiquidCrystalDisplay—液晶顯示技術(shù))是目前較為流行的投影技術(shù)，它利用液晶的光電效應(yīng)來(lái)產(chǎn)生圖像。按照投影方式LCD投影機(jī)可分為兩種：一種是液晶板投影機(jī)—它的成像器件為液晶板，是被動(dòng)式的投影方式，利用外光源金屬鹵素?zé)艋騏HP（冷光源）作為照明光源。另外一種是液晶光閥投影機(jī)，它采用CRT管和液晶光閥作為成像器件，是CRT投影機(jī)與液晶與光閥相結(jié)合的產(chǎn)物。因?yàn)長(zhǎng)CD技術(shù)光線是透過(guò)LCD投射到屏幕上的，光線的透射率只有60%，從而亮度較低，加之液晶本身固有的物理特性，決定了它的響應(yīng)速度慢，在文字處理工作中會(huì)出現(xiàn)拖尾現(xiàn)象；對(duì)比度不高，可視角度小，色彩不夠艷麗，圖像不清晰等。但以BARCO公司為首的廠家對(duì)LCD顯示技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，采用多晶硅（Poly-silicon）技術(shù)來(lái)解決了光路的透射問(wèn)題，使光線的透射率高達(dá)95%，因此在同等光源的情況下，亮度大大提高，最高分辨率可達(dá)1280×1024(即PLCD技術(shù))。但這種技術(shù)價(jià)位頗高。圖1PLCD成像原理DLP（DigitalLightProcessor）數(shù)字光處理器是一項(xiàng)全新的投影顯示技術(shù)，它以DMD（DigitalMicromirrorDevice）數(shù)字微反射器作為光閥成像器件，采用數(shù)字光學(xué)處理技術(shù)調(diào)制視頻信號(hào)，驅(qū)動(dòng)DMD光路系統(tǒng)，通過(guò)投影透鏡獲取大屏幕圖像。DLP技術(shù)是顯示領(lǐng)域劃時(shí)代的革命，正如CD在音頻領(lǐng)域產(chǎn)生的巨大革命一樣，DLP已為視頻投影顯示翻開(kāi)嶄新的一頁(yè)。DLP投影機(jī)主要有兩種，一是三片DLP，采用單組光源分色和三片DMD芯片，紅、綠、藍(lán)三色光通過(guò)DMD芯片的反射后匯聚后投射到屏幕上，另一種是單片DLP，為了實(shí)現(xiàn)彩色效果，在光源和DMD之間加入光輪，光輪上有透鏡同時(shí)可以旋轉(zhuǎn)，可以交替將紅、綠、藍(lán)三色光投射到單片DLP上，光輪旋轉(zhuǎn)速度很快，從人的眼睛觀察角度，可以等效于全彩色圖像。在同樣面積的顯示區(qū)域里三片DLP比單片DLP顯示色彩更鮮艷更清晰。圖2單片DLP成像原理圖3三片DLP成像原理DLP可以說(shuō)是目前最為先進(jìn)的投影技術(shù)，基于該技術(shù)的投影機(jī)具有清晰度高、畫(huà)面均勻、色彩銳利等特點(diǎn)。DLP投影技術(shù)早期最大的障礙是產(chǎn)品的成本較高，尤其是其核心部件—DMD芯片的良率不是很高。但經(jīng)過(guò)德州儀器公司的不斷努力，改進(jìn)產(chǎn)品的封裝形式，降低了DMD芯片不良率，也不斷的降低成本。去年該產(chǎn)品的壽命已提高到100000小時(shí)，同時(shí)單片DLP產(chǎn)品價(jià)位比PLCD產(chǎn)品價(jià)位便宜，比一般LCD顯示技術(shù)稍貴。我們相信伴隨DLP的不斷成熟，它在市場(chǎng)中能有更加出色的表現(xiàn)。對(duì)于清晰度、亮度等顯示要求不高的場(chǎng)合，一般可采用LCD顯示技術(shù)，如各種廣場(chǎng)、會(huì)議室、飛機(jī)場(chǎng)等。但對(duì)于應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的監(jiān)控系統(tǒng)，最好采用DLP顯示技術(shù)或PLCD顯示技術(shù)。這兩種主流技術(shù)的比較詳見(jiàn)下表：表1兩種主流顯示技術(shù)的比較表

比較項(xiàng)目DLP67(1024X768)PLCD84（1024X768）投影方式DLPPoly-SiliconLCD投影技術(shù)單片0.7DMD10度/12度偏轉(zhuǎn)角3Poly-SiLCD尺寸長(zhǎng)：1370mm；寬：1027.5mm長(zhǎng)：1707mm；寬：1280mm機(jī)芯對(duì)比度300:1/1050:1250:1燈泡類(lèi)型100W或120WUHP(UltraHighPerformance)100WUHP(UltraHighPerformance)燈泡壽命60006000輸入端子模擬RGB(RGBHVx1)和數(shù)字RGB(TMDSx1)以及S-Video(RGB:紅綠藍(lán)三基色視頻傳輸接口TMDS：TransitionMinimizedDifferentialSignaling)模擬RGBHV和S-Video(RGBHV:紅綠藍(lán)三基色視頻傳輸接口含水平和垂直行場(chǎng)同步信號(hào)S-Video:多媒體視頻接口)行頻范圍48~50kHz15~50kHz色彩數(shù)量16.7Million16.7Million灰度等級(jí)10bit8bit特點(diǎn)技術(shù)CSC(colorspaceControl)色彩均勻補(bǔ)償電路；SmoothingDigitalGradation亮度均勻補(bǔ)償電路；10bit灰度3維高頻脈沖；超短焦鏡頭無(wú)亮度均勻90%以上95%以上屏幕種類(lèi)GUCS（多層復(fù)合超高對(duì)比幕）屏與屏間拼接無(wú)需打釘BLACKSTRIPESCREEN黑條紋屏幕屏與屏間拼接必須打鋼釘，鋼釘反光，且影響美觀和觀看屏幕增益3.7/>44屏幕尺寸50，60，67，84，100，120多種選擇50，67，84三種選擇屏幕視角160度水平,80度垂直160度水平,80度垂直屏幕亮度421cd/700cd407cd屏幕邊縫0.4mm0.8mm機(jī)箱結(jié)構(gòu)反射反射機(jī)箱厚度790mm<1000m市場(chǎng)價(jià)格適中昂貴由上表可知，在12度偏轉(zhuǎn)角的DMD問(wèn)世后，DLP在無(wú)縫拼接、亮度、對(duì)比度、尺寸選擇等方面都有很大的優(yōu)勢(shì)，而且單體DLP屏比單體PLCD屏更便宜，如上海明珠線PLCD單面屏價(jià)位約在30萬(wàn)元左右，而武漢軌道交通DLP單面屏價(jià)位約在20萬(wàn)左右(2002~2003年報(bào)價(jià))。3.2投影屏幕這部分在整個(gè)系統(tǒng)價(jià)格中所占有的比例不大，但是對(duì)于顯示效果來(lái)講卻有舉足輕重的作用。3.2.1屏幕材質(zhì)：在投影屏幕的選擇上，有玻璃屏和樹(shù)脂屏兩種。丹麥DNP公司(玻璃屏)與美國(guó)Jenmar公司（樹(shù)脂屏）的屏幕板均為目前世界上技術(shù)領(lǐng)先的產(chǎn)品。這兩種屏幕各有優(yōu)缺點(diǎn)，一些廠家根據(jù)其特點(diǎn)進(jìn)行改造，如Vtron公司將DNP的復(fù)合超對(duì)比度屏幕UCS(UltraContrastScreen)加上自己獨(dú)特的鍍膜玻璃，綜合了DNP與Jenmar兩家的優(yōu)點(diǎn)，創(chuàng)造出GUCS屏幕，性能較好。他們之間的性能比較如下：表2屏幕材質(zhì)性能比較表性能DNPUCS屏幕VtronGUCS屏幕Jenmar屏幕圖像增益高高較低圖像對(duì)比度高高較低圖像及亮度均勻性好好較好屏幕厚度薄較厚（包括玻璃層）較薄組合屏物理屏縫大于等于1mm小于1mm小于1mm濕度影響無(wú)無(wú)有玻璃層無(wú)Vtron獨(dú)創(chuàng)鍍膜玻璃有機(jī)層長(zhǎng)期變形不易變形不易變形受環(huán)境影響反光性反光不反光不反光耐磨性及維護(hù)一般好一般屏幕選擇首先應(yīng)考慮視覺(jué)效果，設(shè)備壽命，顯示效果。所以建議選取無(wú)反光、不易變形、亮度均勻性好的屏幕。3.2.2投影屏幕顯示尺寸的確定1)多屏拼接屏幕的尺寸要求非常嚴(yán)格，必須和主芯片的比例完全一致。例如：如果主芯片的分辨率為1280X1024(比例為5：4)，那么屏幕的比例一