大屏显示系统

5.4.1　DLP大屏显示系统

DLP大屏显示系统采用数字光处理（Digital Light Processing，DLP）技术，将输入的数字信号转换成可视光信号。大屏彩色显示，基于三基色显示原理，同时采用多屏拼接显示技术，并由计算机加以协调管理。

1）三基色显示原理

三基色原理是彩色电视技术的基础。根据人眼的视觉特性，在电视设备中重现图像，并不要求完全重现原景物反射或透射光的光谱成分，只需仿效人眼三种锥形细胞，选择三种基色（三种基色必须是相互独立的，任一种基色都不能由其他两种基色混合得到），将它们按不同比例进行组合，可得到自然界中绝大多数色彩。具有这些特性的三种单色光叫基色光，三种颜色叫三基色：即红色、绿色、蓝色。在彩色电视中，分别用R、G、B来表示红、绿、蓝三色。国际照明委员会（CIE）选定了红基色的波长为700nm，绿基色的波长为546.1nm，蓝基色的波长为435.8nm。三基色光相混合得到的彩色光的亮度等于三种基色亮度之和，这种混合色称为相加混色。将三束等强度的红、绿、蓝圆形单色光同时投射到白色屏幕上，会出现三基色的点图，其混合规律如图5.18所示。

图5.18　相加混色

在彩色电视技术中，常用两种相加混色法：一种是空间混色法，它将三种基色光投射到同一表面上彼此相距很近的三个点上，由于人眼的分辨率力有限，能产生三种基色光混合的色彩感觉；另一种是时间混合法，它把三种基色光轮流投射到同一表面上，只要轮流速度足够快，由于人的视觉惰性，就能达到相加混色的效果。两种相加混色法在大屏显示中都有应用。

在大屏显示系统中，专门设置了RGB处理模块，用以把模拟输入转换为数字信号，并经数据缓冲处理送往PCI总线。三基色信号处理模块，如图5.19所示。

图5.19　三基色信号处理模块

2）大屏显示拼接技术

大屏显示常采用多屏拼接技术，拼接的单元个数，由大屏总体尺寸来决定。例如4×3、50in电视墙就由宽4个、高3个，共12块50in电视单元组成；50in电视墙单元的宽约1 000mm、高约750mm，则大屏的显示面积是：宽4×1 000mm＝4 000mm，高3×750mm＝2 250mm。其尺寸如图5.20所示。

广义上说任何一种显示设备，包括电子显像管CRT、液晶显示板LED、等离子显示屏等，都可以作为电视墙单元，但为了使图像看起来完整美观，需要很好地解决电视墙单元的接缝问题。采用CRT显像管拼接的电视墙，接缝一般为90mm；用LED液晶板拼接的电视墙一般为10mm，最小可做到6mm；等离子电视墙的接缝是50mm，2×2、42in的可做到3mm；只有基于背投技术的背投电视墙拼缝可以做到小于1mm。

在背投式大屏显示拼接系统中，电视墙的每一个单元背后都安装了信号处理接口和数字显示组件，其结构如图5.21所示。例如，4×3电视墙，有12个单元，就应分别安装12个显示组件。数字显示组件的功能，在于将图像数字信号转换为可视物理图像。组件包括数字电光转换装置，它采用DLP数字光处理技术将输入的数字信号转换成可视光信号；照明装置，提供图像显示所必需的光源；镜头，起到光学放大成像的作用。信号处理接口是连接多屏处理器和数字显示组件的配套装置，该接口通过三条电缆，即控制线缆、数字信号线缆及电源线缆与显示组件相连。

图5.20　平面显示拼接墙系统

图5.21　信号处理接口与数字显示组件的连接

3）多屏处理技术

多屏处理技术是把一幅完整的图像分割处理为若干单元，然后经过放大，传送给多屏显示设备。在背投拼屏系统中，这一任务由多屏处理器来加以实现。多屏处理器实际上是一台多功能的电子计算机，它能把一个完整的标准视频信号（Video、VGA、HDTV），经过图像处理（分割、放大）传送给电视墙的m×n个单元。多屏处理器原理图如图5.22所示。它通过图形卡加以处理，图形卡内设有图形处理芯片、缓存、视频处理芯片等。

图5.22　多屏处理器原理图

多屏处理器可以适应多种输入。如工作站的RGB信号输入，PC机的RGB信号输入；摄像机的视频信号输入，LD、VCD、DVD的视频信号输入等。在软件方面可适应Window、Unix、Scada等。一般情况下，一部多屏处理器可以担负15～18个单元的分割处理和信号放大任务。多屏处理器的应用如图5.23所示。

图5.23　多屏处理器的应用

4）DLP大屏多媒体系统组成

大屏多媒体系统包括视频和音频两大部分。视频部分完成图像处理和显示功能；音频部分完成音频处理、放大功能。视频部分有多屏显示单元、多屏处理器、显示墙管理控制计算机、显示墙应用管理系统、网络集线器、局域网等；音频部分有音箱、功率放大器、数字音频处理器、调音台等。DLP大屏多媒体系统组成如图5.24所示。

有的大屏显示系统为了满足某些特殊需要，还设有超级信号处理板，以适应直通视频信号的输入，其中包括模拟RGB、数字RGB、Video、S-Video等。

为满足多种信号源的连接和调控，音视频输入部分还设有音视频矩阵、RGB矩阵。节目信号源往往配有摄像机、录像机、实物投影仪、LD、VCD、DVD以及网络交换机传输的远程音视频信号等。

图5.24　DLP大屏多媒体系统组成

【例5.4】　DLP大屏显示系统工程实例

某大厦多功能厅面积380m²，设置了DLP大屏多媒体系统。DLP多屏背投显示系统选用维创VTRON设备，数字音频系统选用博士BOSE品牌产品。显示屏为3×3、50in，多屏处理器选用Digicom 3008Plus，设置了9路VGA输出，安装了大屏幕控制计算机PC，直接控制矩阵、多屏处理器和显示屏，它们的接口均采用RS-232，其视频部分的组成结构如图5.25所示。

系统通过网络交换机与LAN相连，同时可由PC1～PC6进行调控；多种视频信号、各路计算机信号，分别由Video矩阵和RGB矩阵输入。背投机的显示通过RS-232受PC-COM1控制，其控制线连接顺序为1-4-7-8-9-6-3-2-5-1。