大屏幕投影融合技术
目前的大屏幕显示技术主要是依靠软件和硬件的结合，在构成的大屏幕显示系统中，投资最大而且与用户需求最关切的是显示设备，即显示单元拼接墙体。大屏幕显示系统结果图，见图1。以下重点介绍工程应用中，对显示单元主要技术指标的理解和注意的一些问题。
大屏幕投影现在在城市中是随处可见，从交通指挥中心小到视频会议、学术报告、信息发布、户外视频广告灯，都需要采用大屏幕投影显示技术。这种系统不仅需要超大的画面分辨率，还需要高质量高清晰度的显示效果，并且有的还需要接入网络直播、7×24小时长期不间断稳定运营的使用要求。下面我们就主要针对大屏幕投影的显示技术进行下全面介绍。
目前的大屏幕显示技术主要是依靠软件和硬件的结合，在构成的大屏幕显示系统中，投资最大而且与用户需求最关切的是显示设备，即显示单元拼接墙体。大屏幕显示系统结果图，见图1。以下重点介绍工程应用中，对显示单元主要技术指标的理解和注意的一些问题。
图1 DLP大屏幕显示系统结构图
1.大屏幕DLP显示系统构成
大屏幕显示系统主要由以下几部分组成：
(1)显示设备，如：显示单元拼接墙体;
(2)信号处理设备，如：分布式主从多屏处理器、RGB矩阵切换器、视频矩阵切换器等;
(3)传输设备，如：同轴电缆、双绞线、光缆等;
(4)信号源、接口，如：触摸屏、DVD、VGA、USB、RGB、S-端子、分量输出、RS232/485等以及显示墙应用管理系统软件等。
2.显示单元主要技术指标
(1)物理分辨率
一般来说，物理分辨率(像素)越高则图像显示越清晰，但也不能一味盲目地追求超高的物理分辨率。应根据实际应用、单屏尺寸、技术发展等方面因素综合确定。
显示单元的物理分辨率应不低于主流计算机信号的显示分辨率。如果显示单元的物理分辨率低于主流计算机信号的显示分辨率，当主流计算机信号在一个显示单元上显示时，必须对图像进行有损压缩。使整个显示变得模糊、并有失真。只有显示单元的物理分辨率相当于或高于主流计算机信号的显示分辨率，才能保证显示的质量。
过大的像素间距会造成一种显示的不连续感。一般情况下，我们宜选取的像素间距为：1.00mm±30%。
(2)色温
色温是对投影机光源标准的一种定义，显示单元色彩还原性的优劣与色温息息相关。
色彩是光的一种属性。一切物体都以它特有的色彩给人造成印象，而一切色彩都是人眼视觉特性的主观感觉与物体客观特性的综合效果。在光的照射下，人们通过眼睛感觉到各种物体所呈现的色彩。发光体所呈现的颜色，决定于他们所发光的颜色;而本身不发光物体的颜色则不同，它们在外界光源的照射下，有选择的吸收反射或透射照明光中的一部分颜色。因此，不同的光源照明时，会发生偏差。
理想白光的可见光谱成份具有完全相等的辐射能量，是一种理想光源。国际上有几种标准光源，作为白光的标准光源：色温4800K，近似中午直射的太阳光，白光稍偏红，演播室中常用，对肤色表现较好;色温6500K，近似于正常的白天光线，是我国和欧美彩色所采用的标准白光，色彩还原比较平和，中性偏暖;其表现自然纯朴，色调较逼真;色温9300K，白光偏蓝偏紫，是日本彩色所采用的标准白光，色彩表现偏冷;其表现富有穿透力，色调较冷艳亮丽。
我国执行的色温标准是6500K。来自日本或台湾的投影机，执行的是9300K色温标准。
(3)屏前亮度
显示单元的屏前亮度与投影机的亮度输出相关，但两者所表述的意义并不相同。屏前亮度是人眼直接感知到的屏幕白点亮度，显示单元的屏前亮度可通过下列公式得出：
屏前亮度=投影机亮度×屏幕亮度增益×箱体光利用率÷屏幕面积÷π。
显示单元的屏前亮度越高，则人眼感觉到的色彩越鲜艳，图像的显示质量也就越好。但是，靠提高屏前亮度来提升显示质量的方法并非是一个好的选择。根据人体工程学的原理，当屏前亮度超过50CD/m2，人眼感知亮度变化的能力明显降低，例如：液晶电视的屏前亮度为200CD/ m2~500CD/ m2，等离子电视的屏前亮度为1000CD/ m2以上，人眼感知的两者亮度差只有10%~30%。当屏前亮度达到一定的数值后，再一味地提高屏前亮度显示质量提升已不明显。提高显示单元屏前亮度的途径大致有以下几种，其方法与负面影响描述如下：
提高投影机的亮度：可以通过提高光器件(DMD芯片、镜头、光路等)的光通量、采用9300K色温及使用更高功率的投影灯泡等手段，来提高投影机的输出亮度。
提高屏幕亮度增益：提高屏幕亮度增益可成倍提高显示单元的屏前亮度。
减小投影单元尺寸：通过减小投影单元尺寸(面积)也可提高显示单元的屏前亮度，但这样做会增加投资。
此外，在控制室中，人们需要长时间观看屏幕。当屏幕的屏前亮度大于500CD/m2时，那怕是1小时的观看，都会使工作人员产生严重的视觉疲劳。
综上所述，屏幕的屏前亮度取值应适中，既不能太低，也不能过高。通常屏前亮度以200~400CD/ m2为宜。
(4)屏前对比度
投影机的对比度越高则图像显示层次越丰富。在实际应用中，通过提高投影机的对比度来实现高质量的图像显示是最有效的方法。
人们通过屏幕观看到的图像实际对比度与投影机的对比度存在一定的差异。这种差异主要是由屏幕造成的，如果屏幕选择不当，屏幕抗环境光能力不强，提高投影机的对比度并不能明显改善图像的实际对比度。以下为大屏幕投影显示系统的屏前对比度计算案例：
双层玻璃幕(或其它表面为玻璃的幕)的漫反射系数≧4.8%。环境光线的亮度为40 CD/ m2(控制室的典型值)，一体化背投箱的屏前亮度为300 CD/ m2(典型值)，投影机的对比度为1500:1(典型值)。则屏幕的白点亮度为：300+40×4.8%=301.92 CD/ m2，屏幕的黑点亮度为：300÷1500+40×4.8%=2.12 CD/ m2，屏幕的屏前对比度为：142:1(301.92÷2.12)。
双层树脂幕的漫反射系数为0.4%。上述环境、背投箱、投影机相同。则屏幕的白点亮度为：300+40×0.4%=300.16CD/ m2屏幕的黑点亮度为：300÷1500+40×0.4%=0.36CD/ m2，屏幕的屏前对比度为：834:1(300.16÷0.36)。
可见，采用双层玻璃幕，大屏幕显示墙屏幕的屏前对比度只有142:1，而采用双层树脂幕，其屏前对比度可达834:1。由于各类屏幕的成本相差无几，因此，通过屏幕的选择，尽量提高屏幕的屏前对比度，是提高显示质量最有效的方法。也就是说，在环境光线较明亮的控制室，应尽量采用双层树脂幕而非双层玻璃幕(或其它表面为玻璃的幕)。
(5)屏幕
屏幕的选择与投影机同样重要。如果用一台好的投影机投一块差或不合适的屏幕与用一台差的投影机投一块好或合适的屏幕相比较，我们会发现后者显示效果更好，由此可知屏幕在大屏幕投影显示系统中的重要性。
光学屏幕分为单层屏幕与双层屏幕两种。单层屏幕只有菲涅尔透镜层或漫反射层，由于其成像距离较长，亮度均匀性较差，通常只应用于100英寸或以上的大屏幕显示系统;双层屏幕则由菲涅尔透镜层和柱状层组成，由于其成像距离较短，亮度均匀性好，通常应用于100英寸以下的大屏幕拼接显示系统。采用低亮度投影机设计的控制室系统，其单元尺寸通常在100英寸以下，因此，应采用双层屏幕。
双层屏幕由菲涅尔透镜层和柱状层组成，可分为树脂幕和玻璃幕。
玻璃幕的优点是平整度好、屏幕间物理拼缝受温湿度影响小，但玻璃幕同时存在显示质量低(屏前对比度低、有眩光、光学拼缝大、有效观看范围窄、图像变形)、玻璃背面涂层易损坏、表层与里层热胀冷缩不一致等缺点。因此，在控制室中应采用双层树脂幕。
双层树脂幕的主要特点是有效观看范围宽，具有一流的抗环境光学能力，反射小、无眩光、无太阳效应，显示图像的色彩、对比度等指标不会因为环境光而明显降低。但双层树脂幕如何保证屏幕墙随着温度的变化作热胀冷缩运动时，屏幕拼缝指标保持不变，屏幕本身也不会出现凹凸变形，是一个难题。这也是在实际应用中，很多国内厂商回避使用该种屏幕的重要原因。
(6)可靠性
保证投影机具有极高的可靠性和长期稳定的显示性能，需要有特别的设计。主要是：投影机的整体设计、元器件选择、制造工艺等各环节均严格按工业级标准进行，确保提供高品质的长时间稳定的光学特性和高平均故障间隔时间。
投影机的防尘与散热是一对矛盾。主机密封好，则防尘效果佳，但散热必定差。
投影灯作为易损件，是投影机最薄弱的环节。由于造成投影灯损坏的原因很多，诸如电源、温度、质量、操作、静电、接地等。因此，投影机的设计必须保证：在重要应用时，投影灯可采用热备用模式;一般应用时，投影灯可采用冷备用模式。
(7)稳定性
为保证显示墙长期稳定的色彩与亮度一致性，控制室系统投影机应设置自动彩色校正系统和自动亮度调节系统。
彩色校正系统应是全自动工作的。该系统的工作是使用专用测光仪在每个显示单元的屏幕墙前测光，得到每个显示单元的RGB三角形，在此基础上，通过计算得出一个最优解的公共RGB三角形，将该公共RGB三角形载入到每一个投影机的EEPROM中，各投影机均按最优解的公共RGB三角形作彩色校正，确保显示墙色彩的高度一致性;投影机的彩色校正电路应具有高动态范围，确保显示墙色彩的长期一致性。
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