高校學(xué)術(shù)報(bào)告廳大屏幕投影系統(tǒng)設(shè)計(jì)與設(shè)備構(gòu)成

薛宗瓏 李風(fēng)燕 王志獻(xiàn) 于兆民 葉紅

山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 山東泰安 271018

作者：薛宗瓏，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與教育技術(shù)部，工程師，主要研究多媒體教學(xué)條件裝備。

1 引言

大屏幕投影技術(shù)是將兩臺(tái)以上投影機(jī)組合成一組投影機(jī)投射出的畫面進(jìn)行邊緣重疊，并通過多通道邊緣融合技術(shù)顯示出一個(gè)沒有縫隙的更加明亮、超大、超高分辨率的整幅畫面，畫面的效果就像是一臺(tái)投影機(jī)投射的畫面，比普通的標(biāo)準(zhǔn)投影系統(tǒng)具備更大的顯示尺寸、更寬的視野（平面/弧形/球形幕）、更多的顯示內(nèi)容、更高的分辨率及更具沖擊力和沉浸感的視覺效果。三通道融合大屏幕投影系統(tǒng)由顯示系統(tǒng)及信號(hào)處理系統(tǒng)、立體環(huán)繞音頻擴(kuò)音系統(tǒng)，邊緣融合信號(hào)處理系統(tǒng)及控制系統(tǒng)組成，適合于大中型學(xué)術(shù)報(bào)告廳、多媒體會(huì)議室、視頻展示廳使用。

2 設(shè)計(jì)原則

1）實(shí)用、先進(jìn)性原則，各系統(tǒng)首先應(yīng)該是實(shí)用的，其次遵循發(fā)展的原則，產(chǎn)品除了滿足功能需求，兼顧其他相關(guān)的管理需求外，充分選用符合國際標(biāo)準(zhǔn)、代表未來發(fā)展主流方向的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和管理平臺(tái)來進(jìn)行，使整個(gè)系統(tǒng)在相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)保持技術(shù)的先進(jìn)性，以適應(yīng)未來高服務(wù)質(zhì)量及良好效果的需要。

2）安全可靠性原則，為保證各項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用，選用系統(tǒng)及設(shè)備必須具有高可靠性，經(jīng)過市場長期的檢驗(yàn)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先考慮選用穩(wěn)定可靠的新產(chǎn)品和技術(shù)，如投影機(jī)必須采用工程機(jī)型，考慮長時(shí)間開機(jī)的散熱及燈泡光衰壽命；多媒體接口模塊必須具備牢固、耐用、維護(hù)方便等特點(diǎn)，保證整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠性。

3）靈活、可擴(kuò)展原則，系統(tǒng)必須具有良好的靈活性和可擴(kuò)展性，不僅能夠滿足會(huì)議使用者的不同需要，同時(shí)兼容不斷更新設(shè)備和技術(shù)的能力，具備支持多種通信媒體、多種物理接口的能力，提供技術(shù)升級(jí)、設(shè)備更新的靈活性。

4）易管理的原則，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用專業(yè)知名廠家的品牌產(chǎn)品，設(shè)備之間合理匹配，實(shí)現(xiàn)智能和特性相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)非專業(yè)人員的管理與簡單操作控制。

5）經(jīng)濟(jì)性原則，以較高的性價(jià)比的設(shè)備構(gòu)建系統(tǒng)，使資金的產(chǎn)出投入比達(dá)到最大值。能以較低的成本、較少的人員投入來維持系統(tǒng)，提供高效能與高效益。

3 系統(tǒng)組成與設(shè)備選型

3.1 顯示系統(tǒng)

由工程投影機(jī)、融合器、顯示銀幕及相關(guān)軟件構(gòu)成，投影機(jī)的選擇，一般選擇高亮度數(shù)碼工程投影機(jī)，為保證投影機(jī)亮度和色彩保持一致，訂貨時(shí)盡量訂購?fù)慌蔚耐队皺C(jī)，同時(shí)投影機(jī)必須具備恒定光輸出功能（CLO），保證多臺(tái)投影機(jī)亮度一致，還要考慮顯示源的信號(hào)格式、投影機(jī)的安裝方式（正投/背投）、投影幕的大小以及投影機(jī)安裝空間。如實(shí)現(xiàn)寬8550 mm*高2500 mm，120°弧型正投硬質(zhì)光學(xué)屏幕的影像拼接，可采用3臺(tái)工程投影機(jī)用3畫面拼接融合，投影機(jī)采用6200流明DLP專業(yè)工程機(jī)，具備雙燈液冷散熱技術(shù)，燈泡替換模式可使投影機(jī)24小時(shí)*7天連續(xù)運(yùn)行，光源變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)分辨率XGA1024*768，對(duì)比度2000:1。三通道畫面融合器，點(diǎn)陣式實(shí)時(shí)幾何校正，16色彩分階式色彩校正，融合帶支持0～100%的疊加融合顯示，手動(dòng)校正，單像素幾何校正精度達(dá)10:10輸入信號(hào)格式VIDEO3路，最高可支持12路合成BNC輸入，輸入格式為NTSC/PAL，3個(gè)VGA接口；輸出信號(hào)格式3路DVI-I/RGB信號(hào)，控制軟件，控制端口單機(jī)最大可接3個(gè)投影單元，控制協(xié)議、串口協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

當(dāng)兩臺(tái)或多臺(tái)投影機(jī)組合投射一幅畫面時(shí)，會(huì)有一部分影像燈泡重疊，邊緣融合最主要的功能就是把兩臺(tái)投影機(jī)重疊部分的燈光亮度逐漸調(diào)低，使整幅畫面的亮度一致。邊緣融合技術(shù)的優(yōu)勢(shì)就是增加圖像的尺寸和畫面的完整性，邊緣融合技術(shù)能實(shí)現(xiàn)無色差、無物理縫、無光縫邊緣融合整屏多窗口顯示，鮮艷靚麗的畫面，會(huì)帶給人們不同凡響的視覺沖擊；增加圖像亮度和分辨率，每臺(tái)投影機(jī)投射整幅畫面的一部分，這樣展現(xiàn)出的圖像分辨率被提高了。

屏幕的選用條件：1）突出抗環(huán)境光能力，支持高對(duì)比度高達(dá)5000:1以上；2）光學(xué)涂層，超長使用壽命；3）高清晰度、大視角；4）色彩還原度好，圖像自然、逼真；5）高亮度環(huán)境下圖像灰霧度小，長時(shí)間觀看不易產(chǎn)生疲勞感，有效保護(hù)視力；6）屏幕大小根據(jù)需要任意設(shè)定，絕無縫隙；7）可平面、弧面設(shè)置。

投影幕技術(shù)指標(biāo)：正投投影方式，場地允許也可以采取背投方式，灰白幕面顏色，環(huán)境光吸收率90%以上，亮度增益系數(shù)0.4～1.2，室內(nèi)適應(yīng)明亮環(huán)境50～200 lux，屏幕均勻性95%，色彩還原偏差≤4%，屏幕解像力100線/mm，入射角度（26±5）°，有效散射角大于160°，屏幕拼接縫隙0（整張幕基），溫度環(huán)境（-40～75）℃，濕度30%～90%，根據(jù)材質(zhì)的不同可分為軟幕、硬幕及在墻面上噴涂幕漆等，可根據(jù)實(shí)際需要選定。

3.2 音頻系統(tǒng)

由專業(yè)功放、音箱、數(shù)字調(diào)音臺(tái)、會(huì)議話筒等組成5.1聲道立體逼真的音響效果。數(shù)字調(diào)音臺(tái)選用16路4編組，可以在96 kHz/24-bit解析度水平上支持48通道數(shù)字混音；32個(gè)通道輸入端口和16個(gè)返回輸入端口；16條總線和8個(gè)輔助發(fā)送；32個(gè)通道中的每個(gè)通道都設(shè)置有4波段全參數(shù)均衡器；2個(gè)可以支持44.1 k或88.2/96 k解析度的立體聲效果器，17個(gè)100 mm的觸感馬達(dá)電動(dòng)推子；每個(gè)通道控制列都設(shè)置有SEL/SOLO/MUTE按鍵和帶有LED顯示器的旋轉(zhuǎn)編碼器；5個(gè)調(diào)音臺(tái)分層和1個(gè)帶有音色庫切換功能的控制層；環(huán)繞聲混音功能——可支持6.1環(huán)繞聲相位處理模式；基于DM-24的自動(dòng)化系統(tǒng)；可以進(jìn)行數(shù)據(jù)備份或存儲(chǔ)的USB接口；可以在Windows和Mac OS X兩大平臺(tái)上進(jìn)行項(xiàng)目管理，如果考慮建設(shè)成本也可選用模擬調(diào)音臺(tái)，再增加數(shù)字音頻處理器也能達(dá)到良好的音響效果；采用3臺(tái)380 W，2～8 Ω，頻率響應(yīng)0.75 dB全頻功率放大器，負(fù)載8～10寸5個(gè)全頻揚(yáng)聲器（分別是主擴(kuò)2個(gè)、環(huán)繞2個(gè)、中置一個(gè)），4 Ω 2100 W功放1臺(tái)負(fù)載超低頻揚(yáng)聲器1個(gè)，組成5.1環(huán)繞立體聲音響效果。會(huì)議話筒采用桌面鵝頸微型電容話筒，頻率響應(yīng)在50 Hz～17 kHz。

3.3 控制系統(tǒng)及周邊設(shè)備

由中央控制系統(tǒng)、8路時(shí)序電源、話筒、機(jī)柜、計(jì)算機(jī)等組成。中央控制系統(tǒng)采用無線觸摸屏設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)投影、融合器、音響設(shè)備的相關(guān)控制，8路獨(dú)立電源開關(guān)控制，單路功率20 A，可設(shè)置單路或多路開關(guān)?？赏ㄟ^獨(dú)立的CRV-NET協(xié)議連接控制，自帶ID碼設(shè)置。提供IO控制：在機(jī)器的內(nèi)部有8個(gè)IO接口，在沒有中控的情況下也能使用，用途更廣；提供手動(dòng)控制：在機(jī)器的正前方，有8個(gè)撥碼開關(guān)，緊急情況下可以手動(dòng)控制繼電器的開關(guān)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備順序開機(jī)，有效避免大電流沖擊引起故障，信號(hào)線采用RGB線纜有效減少線路損耗。機(jī)柜采用1.8 M標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜，良好的通風(fēng)散熱效果，計(jì)算機(jī)配置要求可在i5以上處理器、2 G以上內(nèi)存、500 G硬盤、獨(dú)立顯卡及相關(guān)軟件，能播放3D技術(shù)視頻、圖片及PPT課件。

由于大屏幕融合技術(shù)具備更大的顯示尺寸、更寬的視野、更好的觀賞效果，在高校中小型學(xué)術(shù)報(bào)告廳建設(shè)中被廣泛地應(yīng)用。設(shè)計(jì)時(shí)首先要選擇好幾個(gè)關(guān)鍵的設(shè)備，如可根據(jù)場地的大小來確定幕的大小和形式，可采用平面幕、弧型幕及圓型幕；根據(jù)幕布的大小確定投影機(jī)的個(gè)數(shù)及品牌，一般選擇中高端工程類投影機(jī)產(chǎn)品，幾個(gè)投影機(jī)就選用幾通道的融合器。再者重視投影機(jī)、融合器等相關(guān)設(shè)備的配套性，如專業(yè)功放與音箱的匹配等，便于使用操作和管理，穩(wěn)定耐用，有良好的視覺和音頻效果。在設(shè)計(jì)階段要重調(diào)查研究，注重對(duì)新技術(shù)、新產(chǎn)品的應(yīng)用，借鑒其他單位的成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際情況，合理選購設(shè)備，更好地實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代教育技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用。