大屏幕拼接显示墙 未来将如何发展？

灯光工程师

大屏幕拼接显示墙 未来将如何发展？时间:2008-11-29 19:37:22 点击次数：187 来源：投影时代 在专业领域中，电子化及数字化作业系统的普及，使得用户对高清晰度、超大图像显示的需求日益迫切，信息的显示已由过去的仅用一、二台投影机就能解决的场合，被如今的必须由更多的投影单元组成的大屏幕拼接系统所取代。大屏幕显示更成为整个系统运行中不可或缺的部分。

目前，大屏幕拼接系统主要应用场所为：展览会馆、运动场馆、新闻中心、电视台演播厅、气象台、火车站、机场、娱乐广场、军队作战指挥中心、电信监控中心、交通指挥系统、公安110指挥系统、电力调度、水利防汛调度、购物中心、银行等等。

在各行各业，大屏幕拼接系统主要用于显示大量的动态图形图像信息，如：视频图像、计算机和工作站图像、网络信息图像等。这些信息的显示方式可以是单屏显示、任意开窗、任意漫游，满屏显示等。但每个行业情况不同，应用的方式各有特点。

另外，不同类型的拼接墙也都具备各自不同的优势，同时也有各自的特定需求环境。因此，应用发展中伴随着产品的发展，未来拼接墙方向发展如何，都与应用密切相关。

未来：多元化发展

各种类型的拼接墙是不同的技术进行竞赛。可以看到，在小尺寸监控方面LCD液晶拼接墙将成为未来的主流，大尺寸方面DLP仍是以后的发展方向。

DLP背投式拼接墙虽存在尺寸大、寿命短等缺陷，但因其拼缝小、视觉效果好等优势，仍占目前的主要市场。此外，DLP的发展时间较久，推广幅度也较大，虽在大范围使用过程中暴露一些弊端，但DLP厂家也在逐步提高技术，尽量将DLP箱体做大、做薄，同时使得拼缝更小，从而实现画面一体化。

未来拼接墙将可实现网络化，而功能也会进一步增强，其不仅可以进行终端显示，也可增加某些实用功能，以实现增值。而最重要的是可以实现家庭消费化。目前安防产品已不只使用在公共场所及商用领域，越来越多的家庭也逐渐采用安防产品保护自己的私人场所，因此，安防不仅仅需要工业类的产品，同样需要消费类产品，使其从高端逐渐步入中低端。

一幅完美的画面总会给人不同凡响的视觉。目前不管是大规模背投大屏幕拼接，还是液晶拼接等系统，屏幕间的缝隙总不能令到人们满意，

目前，绝大多数的大规模背投拼接显示系统都是有缝拼接，没有真正意义上的无缝拼接系统，另外，能够做到多列多行的厂家少之又少；所以如何实现真正意义上的大规模背投拼接显示系统的无缝拼接，把拼接成的系统画面做得更完整、更完美依旧是厂商们精益求精的追求。 目前一种无缝边缘拼接显示技术，正逐步成为适应这一追求的一种解决方法。据悉，在融合拼接采用整幅屏幕，消除了传统拼接存在的屏幕间的物理缝隙，从而使得屏幕显示图像整幅保持完整。 目前市面上的大屏幕拼接墙基本上有三种不同的拼接方式。一是PCI插卡式；二是外拖拼接控制器方式；三是嵌入式。 PCI插卡式的工作原理是通过工控机，利用一块多屏拼接卡，先将一个完整的视频图像分割成mХn个子视频信号，再将这些子视频信号分别传送给拼接幕墙上的各个对应单元，实现大屏幕显示的目的。但是由于工控机的计算能力有限，目前一台性能最好的工控机也只能实现4Х4的拼接，限制了拼接的单元数。 外拖拼接控制器又可以称为大屏幕拼接器或电视墙控制器、电视墙拼接器，其主要功能是将一个完整的图像信号划分成N块后分配给N个视频显示单元（如背投单元），完成用多个普通视频单元组成一个大屏幕。它可以支持多种视频设备的同时接入，达到拼接幕墙的功能要求。“之所以称为外拖，是因为这类拼接幕墙分为两个独立的部分，一部分是显示部分，这可以由普通的背投单元如背投电视机组成；另一部分是这台拼接控制器，它的功能是实现多个物理输出组合成一个分辨率叠加后的显示输出，使屏幕显示一幅图画。” 这种拼接控制器实现方法各异，它可以采用嵌入式，也可以采用插卡式，或者两种均有。可以简单地说，它像是画面分割器，只不过是将之放大后分割而已，所以它一般安装方便，接线也相对简单，也没有很多模块设备等优点；但缺点也是很明显的，例如一旦其中某一路发生故障时，很难检修；各个单元之间色调，行场相位等很难调整，图像质量差等。”。 嵌入式拼接幕墙的工作原理是各个拼接单元拥有独立的视频处理模块，通过矩阵将完整的信号输送到各个单元，并各自进行视频处理，分割出自己应该显示的那一部分，并将这一部分信号放大后显示，实现大屏幕拼接显示的目的。由于是各自处理，所以拼接的单元数理论上可以是无限。 从以上简单的原理分析可知，PCI插卡式拼接与嵌入式拼接的基本区别在于前者将母信号分割后，必须把每一个子信号都进行放大处理，而后者只将自己应该显示的那一部分进行放大处理，因此前者的运算量大，分辨率由计算机及对应的PCI卡决定；后者运算量小，分辨率由自身嵌入式处理模块决定。 另外，嵌入式拼接的特点还包括：

• 易于使用。由于它的软件是专门为产品开发的，用户一般无须培训便能够很好的使用。
• 系统稳定性高。不会受到来自网络或者计算机系统的各种病毒之类的干扰，因为它的软件是固化在FLASH中的，不可更改。
• 系统启动速度快。非嵌入式系统一般就要建筑在Unix或WINDOWS上，才能实现它的功能，这样系统就必须先启动这些之后才能运行拼接方面的程序，整机启动要慢很多。
• 成本低。嵌入式系统的软件必须自己开发，非嵌入式系统需要购买WINDOWS等操作系统，价格不菲
• 体积小，结构紧凑。”。

正是由于嵌入式拼接具备以上这些优势，所以虽然目前市场上应用还是以比较传统的PCI插卡式拼接为主，做这方面的产家也比较多，但是未来还是会朝嵌入式拼接发展。 我国适合发展LCoS技术，这个看法已提出多年，在中国电子视像行业协会大屏幕投影显示设备分会组织下，我国引进飞利浦技术，成立了LCoS联盟，参与者约十几家。此后我国利用LCoS芯片，研发LCoS背投，分工合作，进行攻关。正在顺利进行之时，飞利浦突然宣布终止LCoS业务，这一突如其来的变化，给LCoS联盟带来很大打击。经过认真思考，主管单位和企业决定继续研发，绝不放弃LCoS技术，并决心建立我国自己的产业链。 　　经过近10年的努力，LCoS产业链优势已经形成。河南南阳中光学集团公司下属的南阳利达光电(002189行情,股吧)公司和河南南方辉煌图像信息技术有限公司以光学设计制造为主，拥有自主知识产权的大规模光学薄膜制造技术，与美国Syntax-Brillian公司合作，很快生产出高质量的LCoS光学引擎，现已大量生产，成为光学引擎生产基地。 　　此外，成都奥晶科技公司、武汉长江光电有限公司生产各种投影镜头。深圳昂纳明达公司研制LCoS光学引擎。成都菲斯特屏幕厂、秦皇岛昌隆银幕厂、北京迪诺普科技公司均可供应各种规格的背投屏幕，西安北光光电公司生产黑栅精显超大背投屏幕。河南郑州广通电子光源有限公司、华夏立新投影科技有限公司、孝感捷能照明电器有限公司已生产超高压汞灯(UHP)。东杰电气(上海)有限公司可提供全套背投电视的信号处理电路，端口齐全。山东德州三和电器有限公司生产各种电源设备。至此光学引擎厂、投影镜头厂、屏幕厂、光源厂、电控厂、电源厂、反光镜厂、模具厂、机壳厂都建立起来，基本完成产业链的建设。 在目前的LCD(液晶)、LCoS、DLP(等离子)三种微显示芯片中，LCoS芯片最容易国产化。从专利保护，生产技术，生产设备，投资额度来看，都应优先选择LCoS作为我国微显示器件主导产品。但是，在大屏幕拼接方面，等离子电视的快速发展挤占了背投的发展空间，使得LCoS背投处境越来越尴尬，LCoS背投要想在未来市场有一席之地，需在多方面下工夫。 拥有自主知识产权的LCoS(一种基于反射模式，尺寸非常小的矩阵液晶显示装置)技术要避免退市的风险，需要解决的问题很多，其中排在首位的因素主要有价格、产品、对象、性能四大难题。 拼接系统的显示单元按其工作原理可分许多类型，比较常见的有：CRT（阴极射线管）、 LCD（液晶）、PDP（等离子）DLP（数码微镜）等。纵观显示单元的当今局势，CRT由红极一时走向末落，早已成昨日黄花；DLP背投拼接系统目前为主流产品，占据着大半壁江山；近为后起之秀的LCD，近年来发展速度明显。 技术的发展，需求的提高，使得CRT早已不能满足用户的需要，目前已基本退出市场。DLP具有图像清晰度、亮度、色彩、可视角度的特点，在目前仍是市场上应用最多的一种技术。另外，由于DLP拼接幕墙使用投影方式，因此其拼接缝隙可以做得很小（3–5mm），但由于其画面亮度的不均匀性，导致整幅画面在拼接边缘亮度较低，而每个单元中心部分亮度较高，因此在一定程度上也影响了拼接幕墙的观感。 LCD拼接幕墙采用液晶屏作为拼接单元，是继CRT幕墙、DLP幕墙、PDP幕墙之后出现的一种幕墙技术，其高达5～8万小时的使用寿命、具有质量稳定、维护费用低的特点，如果对拼缝没有非常严格要求，LCD可以称得上是目前最具性价比的幕墙。从目前国内外使用情况来看，所有高端幕墙系统均已采用LCD拼接幕墙，随着技术的进一步成熟，将来，LCD幕墙市场将一片光明。 随着大屏幕拼接墙应用的更为广泛，拼接技术也在不断地提升着，这些技术主要包括：

• 分布式主从处理器结构技术

PCI带宽不足，是困扰整个大屏幕拼接系统向大规模方向发展的一个关键问题。 以81个显示单元的系统为例来分析PCI总线带宽的瓶颈问题：经计算，理想状态下从内存经PCI传输并显示一帧图像（243M数据）所花的时间要1.84秒，而实际运行时其它软件的影响、设备中断、硬盘访问速度和内存数量等因素常会大大增加图像数据传输时间，或使图像数据传输时出现难以容忍的抖动效果。可以看出，受到PCI总线带宽的限制，传统处理器根本无法完成正常驱动81个显示屏的能力。 针对上述问题，目前已有厂家推出了分布式主从处理器系统。该系统具有全屏幕高分辨率单一逻辑屏的显示能力，并具有多用户灵活分区应用的功能，无论是单一逻辑屏应用还是分区应用，均可实现快速同步显示。目前采用该技术的背投拼接显示系统，其最大分辨率达到100M像素（一亿像素）以上，而显示速度相当于普通16通道多屏处理器系统的显示速度

• 底板系统交换架构技术

另外，针对这种PCI总线带宽的瓶颈，还有厂家也研制出一种新的总线结构，其核心是底板系统交换架构。传统的总线结构，如PCI总线，资源被所有的外围连接所分享，从而使控制室环境下的大量的数据信息传输受到制约，而该底板系统交换架构为每个外围插槽都提供高达4Gb/s的传送带宽。外围的板卡通过该底板连接到拥有极高带宽的交换架构卡上，从而确保数据通过最佳的路径传输，提供快速优质的画面数据。通过增加可选的串行开关卡，数据带宽可提高到每槽8Gb/s，无论显示规模大小如何都能保证各种信号的流畅显示，并确保系统连续、稳定的工作。

• 双灯系统技术

双灯系统技术主要用于DLP投影机。在大屏幕拼接显示系统中，每台投影机是一个单元的显示核心，投影机偶尔出现故障后，会影响系统的整体显示效果，而DLP投影机出现故障最多的地方，往往就是投影机的灯泡。双灯系统的出现，在一定程度上解决了由于投影机灯泡问题而引起的显示单元无法正常显示的故障。据介绍，主流双灯工作方式有两种： 1、冷备份工作方式：只有一个灯泡工作，当正在使用的灯泡发生故障，系统自动切换备用灯工作。双灯冷备份工作方式从开机到正常工作需要的时间较长（灯泡点亮需要一定的时间），但由于备用灯泡始终处于不工作的状态，所以不会影响其正常使用寿命。由于灯泡的价格较高，所以对于用户而言，冷备份工作模式的双灯系统是相对理想的选择。 2、热备份工作方式：两个灯泡同时亮，当一个灯泡故障时立刻可切换成另一个灯工作。双灯热备份最大的优势就是切换速度很快。但也因为热备份状态两个灯泡同时在工作，过高的工作温度严重影响了两个灯泡的正常使用寿命，所以热备份主要适用于一些资金比较充裕、并且特殊需求很多的用户。

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