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)是大勢所趨，本文通過對大屏幕投影顯示墻系統(tǒng)幾個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踐，提出了選型的推薦意見。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)成為一個擁有高亮度、高清晰度、高智能化控制、操作方法最先進的顯示墻系統(tǒng)。通過本投影顯示墻系統(tǒng)，能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)資源和相關(guān)資訊進行實時的監(jiān)控、演示和智能化管理，極大的增強了網(wǎng)絡(luò)的直觀性和可操作性，使各項工作能及時、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，由于大屏無縫拼接技術(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、動態(tài)實時的控制顯示等優(yōu)點，已被廣泛用于國內(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)從組成上來說，主要分為如下三個部分：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門為配合投影顯示墻而設(shè)計生產(chǎn)了相應(yīng)的顯示控制系統(tǒng)，并且可根據(jù)用戶的需要，面對用戶開發(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線一期工程的綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計，主要從投影顯示系統(tǒng)和背投屏幕兩個部分來說明整套系統(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的CRT顯示器所使用的技術(shù)）是實現(xiàn)最早、應(yīng)用最為廣泛的一種顯示技術(shù)。現(xiàn)主要用于背投電視產(chǎn)品。CRT投影的優(yōu)勢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投影機的亮度值，同時，基于CRT技術(shù)的投影機操作復(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、相對固定的場所，不宜搬動，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，一般無法超過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)來產(chǎn)生圖像。按照投影方式LCD投影機可分為兩種：一種是液晶板投影機—它的成像器件為液晶板，是被動式的投影方式，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，它采用CRT管和液晶光閥作為成像器件，是CRT投影機與液晶與光閥相結(jié)合的產(chǎn)物。因為LCD技術(shù)光線是透過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出現(xiàn)拖尾現(xiàn)象；對比度不高，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LCD顯示技術(shù)進行改進，采用多晶硅（Poly-silicon）技術(shù)來解決了光路的透射問題，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)價位頗高。圖1PLCD成像原理DLP（DigitalLightProcessor）數(shù)字光處理器是一項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，驅(qū)動DMD光路系統(tǒng)，通過投影透鏡獲取大屏幕圖像。DLP技術(shù)是顯示領(lǐng)域劃時代的革命，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嶄新的一頁。DLP投影機主要有兩種，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可以說是目前最為先進的投影技術(shù)，基于該技術(shù)的投影機具有清晰度高、畫面均勻、色彩銳利等特點。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)過德州儀器公司的不斷努力，改進產(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，同時單片DLP產(chǎn)品價位比PLCD產(chǎn)品價位便宜，比一般LCD顯示技術(shù)稍貴。我們相信伴隨DLP的不斷成熟，它在市場中能有更加出色的表現(xiàn)。對于清晰度、亮度等顯示要求不高的場合，一般可采用LCD顯示技術(shù)，如各種廣場、會議室、飛機場等。但對于應(yīng)用于各個領(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)的比較詳見下表：表1兩種主流顯示技術(shù)的比較表

比較項目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：1370mm；寬：1027.5mm長：1707mm；寬：1280mm機芯對比度300:1/1050:1250:1燈泡類型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同步信號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10bit8bit特點技術(shù)CSC(colorspaceControl)色彩均勻補償電路；SmoothingDigitalGradation亮度均勻補償電路；10bit灰度3維高頻脈沖；超短焦鏡頭無亮度均勻90%以上95%以上屏幕種類GUCS（多層復(fù)合超高對比幕）屏與屏間拼接無需打釘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機箱結(jié)構(gòu)反射反射機箱厚度790mm<1000m市場價格適中昂貴由上表可知，在12度偏轉(zhuǎn)角的DMD問世后，DLP在無縫拼接、亮度、對比度、尺寸選擇等方面都有很大的優(yōu)勢，而且單體DLP屏比單體PLCD屏更便宜，如上海明珠線PLCD單面屏價位約在30萬元左右，而武漢軌道交通DLP單面屏價位約在20萬左右(2002~2003年報價)。3.2投影屏幕這部分在整個系統(tǒng)價格中所占有的比例不大，但是對于顯示效果來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，有玻璃屏和樹脂屏兩種。丹麥DNP公司(玻璃屏)與美國Jenmar公司（樹脂屏）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，一些廠家根據(jù)其特點進行改造，如Vtron公司將DNP的復(fù)合超對比度屏幕UCS(UltraContrastScreen)加上自己獨特的鍍膜玻璃，綜合了DNP與Jenmar兩家的優(yōu)點，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濕度影響無無有玻璃層無Vtron獨創(chuàng)鍍膜玻璃有機層長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一般好一般屏幕選擇首先應(yīng)考慮視覺效果，設(shè)備壽命，顯示效果。所以建議選取無反光、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