关键词:大屏幕系统;调度中心;设计
引言
大屏幕投影显示墙系统作为当今最现代的视讯工具之一 ,已经被广泛应用于我国国民经济生产的各个领域, 特别是在媒体、通信、交通等行业。随着整套系统技术的不断完善和成本逐步降低, 电力行业自 20 世纪 90 年代以来, 也逐渐开始使用大屏幕技术替代模拟屏 , 国家调度中心、部分网调、省调及地调调度中心采用了大屏幕投影显示系统, 大屏幕（在电力系统中已得到实用并显示出良好的前景。什么是大屏幕显示系统 所谓大屏幕显示系统,是采用多块小尺寸显示单元拼接的形式,通过拼接控制软件系统,来实现大屏幕显示效果的一种显示系统。大屏幕显示系统广泛应用于通信、电力、军队指挥机构,在提供共享信息、决策支持、态势显示、分割画面显示方面发挥着重要作用。
1 大屏幕显示系统技术分析
目前,比较常见的大屏幕显示系统,通常按照显示单元的工作方式的不同大体可分为三类,即 LCD 显示单元拼接、PDP 显示单元拼接和 DLP 背投显示单元拼接。LCD 和 PDP 属于平板显示单元拼接系统,DLP 属于投影单元拼接系统。三种大屏幕拼接系统由于使用的技术原理不尽相同,优缺点各不相同,下面从几个方面简单的进行技术分析。
1.1亮度、对比度、分辨率、响应速度
三种大屏幕拼接技术中,PDP 拼接的亮度是最高的,它具有较高的显示亮度、高对比度、响应速度高、显示效果突出等优点,但其存在亮度衰减的问题,且无法通过更换部分元件提高亮度的缺点,还有它的分辨率指标相对较低,无法应对高分辨率场景的要求,PDP 拼接致命缺点是存在严重的“灼伤”问题,不适合用于长时间显示静态监控画面。 LCD拼接的亮度相对来说次之,其显示画面颜色鲜亮,但其存在响应速度较慢,存在动态画面“拖尾”的缺陷。DLP 拼接的亮度和对比度方面表现的不是那么出色,无论是技术指标还是现场感受都弱一些,尤其是在三种拼接同时对比显示时,其亮度方面的表现与其他两种屏还是有相当的差距,但该技术显示出的图像像素点缝隙小,像素细腻,近距离和远距离观看画面的效果差异不大,而对于其亮度衰减的问题,可以通过更换显示光源来提高。
1.2单元尺寸、拼接缝
对于不同拼接屏技术来说不同的单元尺寸关系到单位显示面积造价的高低,由于 DLP 屏单元尺寸比另外两种技术大的多,所以同样的显示面积,使用 DLP 显示屏数量少,用于控制器的成本也较低,控制速度较快。 DLP 拼接最重要的优势就是拼接缝小,可以达到零点几毫米,而 PDP 的拼接缝一般在几个毫米,LCD 的拼接缝更大一些,当然随着工艺水平的提高和拼接技术的提高 PDP 和 LCD的拼接缝正逐步降低,但由于技术实现原理的局限,真正意义上的“无缝”拼接还是 DLP 拼接。
1.3安装环境要求及维护
PDP 功耗较高,散热量大,DLP 的功耗相对次之,对于用电和空调的环境要求较高,相对来说 LCD 功耗最低,而采用 LED光源的 DLP 功耗方面有了很大的改善。从实际建成后的现场感受来说,PDP和LCD对展示现场(及屏体前侧)的热辐射还是相当高的,人体可感受到明显的热辐射;在占用空间方面,PDP和LCD机身薄,占用空间较少,而DLP由于存在空间的要求,采用后维护方式,屏体后至少要留 120cm 的空间,而采用前维护方式,屏面后也要有 60cm-80cm 的空间。 PDP和LCD拼接在亮度未衰减到很低时,维护成本相对较低,当需要更换显示板来提高亮度时,其成本相当于重新购买。DLP 拼接在采用灯泡光源时,维护成本较高,一般 6000 小时其灯泡就要更换,而且其灯泡的价格也不便宜。在采用 LED光源时可有效的降低维护成本,一般光源的维护时间为60000 小时以上。
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1.4 装饰美学的运用
除了以上从大屏幕类型上分析选型外,还应该结合大屏幕安装空间的装饰美学,即大屏幕与大屏幕墙的空间尺寸比例关系,一般情况下,大屏幕上、下边缘距装饰的顶、地均要留出一定的装饰空间,不能使大屏幕在整体大屏幕墙上显得很“满”,也不能使大屏幕墙显得很“空”,比例关系应恰当。
1.4视角分析
大屏幕大小、数量规模的确定除了要结合装饰美学外,还应做视角分析选择,主要以得到最佳的观看视角为宜。我们可以通过人体工程学计算，注意将有效视线范围控制在正视前方 100 度广角内,最佳左右视角 60 度----90 度,运行值班人员头部舒适转动范围左右 45 度,水平最大仰视角25 度,最大仰视角 50 度,坐姿状态下水平视角的高度约1.2m。
2 电力调度中心对大屏幕显示系统的要求
大屏幕显示系统作为电网调度中心各种视频信号(计算机、视频、网络等)的集中显示终端,系统要具备高分辨率显示、色彩均匀稳定,并且能与各种信号良好兼容的特性。系统需保证颜色的高度一致,显示单元亮度均匀一致,具有防反射、亮度高,视角宽,拼接缝隙小,长期使用无变形等特性。
3 系统的组成和结构
为实现电力调度自动化系统数据以及图形数据信息清晰、灵活显示 ,需要提供一个综合有效 、可靠稳定、实时性强、响应速度快的综合显示方案。整个大屏幕显示系统整体上由 4 大部分组成:(1)投影显示部分物理上 ,整套组合显示屏由模块化、标准化、一体化的投影箱体叠加组成。每个封闭式投影箱体均包括投影机和专业投影屏幕组成 。
具体选择显示单元的规格 、拼接规模,需要根据要显示的信息、调度大厅的大小、投资等综合考虑 。另外 ,在选择显示单元时 ,要考虑显示单元配置相应的内置图像处理器 ,以便紧急情况下信息源可以直接上墙显示。
(2)多屏处理器
多屏处理器为整个系统信号处理的核心, 提供相应的网络接口以及一定数量的活动视频接口 、RGB 信号接口等, 用于 RGB 信号 、活动视频信号 、计算机桌面或图像信号以任意大小 、分辨率在显示屏的任意位置显示。 (3)RGB
矩阵/视频矩阵从系统安全以及显示的灵活方面考虑, 为了防止多屏显示器出现故障而引起系统显示的停止 , 或者在信源较多而引起的系统处理速度慢等问题 , 一般会提供 RGB 矩阵切换器以及视频矩阵切换器, 这样实现信号多通道方式上墙需要, 显示方式更灵活 。
(4)系统控制软件
负责控制投影机的图像拼接、色彩和显示效果的调整,对需要显示的信号和图像进行预案处理等 。实现通过软件控制方式实现输入信号的灵活显示控制。
结语
本文通过对电力调度传统镶嵌式马赛克模拟屏改造的基础上, 对大屏幕背投显示系统设计过程中的系统规划、平台选择、功能设计等进行了介绍和描述。在当今大屏幕显示领域,
产品种类繁多, 技术日益更新。我们从系统的可用性、先进性、可靠性和经济性出发, 根据行业的特殊性 , 对显示信号的要求比较多元化 , 既要考虑监控图像的显示 , 还要考虑计算机网上的内容去选择大屏幕显示系统, 使其满足生产的需要
参考文献:
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[2] 地 区 电 网 数 据 与 监 控 系 统 通 用 技 术 条件.GB/T13730—92
[3]视听系统设备互连用连接器的应用.GB/T15644-95
论文作者:李宏杰
论文发表刊物:《中国电业》2019年第12期下
论文发表时间:2019/11/29
标签：系统论文; 大屏幕论文; 亮度论文; 单元论文; 技术论文; 大屏幕显示论文; 信号论文; 《中国电业》2019年第12期下论文;