LED大屏幕組合顯示系統(tǒng)應(yīng)用淺說(shuō)

馮建民

【內(nèi)容摘要】本文介紹了河南電視臺(tái)1500平米高清演播室LED大屏幕系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念、系統(tǒng)特點(diǎn)以及操作維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，提出了三個(gè)“與時(shí)俱進(jìn)”的建議，以期對(duì)其他電視媒體在使用同類設(shè)備時(shí)有所啟迪。

【關(guān)鍵詞】河南；電視臺(tái)；演播室；LED大屏幕

“LED大屏幕組合顯示系統(tǒng)”簡(jiǎn)稱為“LED大屏幕”，具有色彩絢麗、視覺(jué)沖擊強(qiáng)大、舞美效果大氣壯觀、組合靈活等特點(diǎn)，已經(jīng)成為演播室節(jié)目的主要呈現(xiàn)、襯托手段。隨著演播室節(jié)目制作形態(tài)的多樣化，LED大屏幕已成為各電視臺(tái)綜藝、訪談?lì)惞?jié)目必備的技術(shù)設(shè)備。

在某種意義上說(shuō)，節(jié)目的成功與否有可能取決于LED大屏幕是否能夠完美展現(xiàn)，因此LED大屏幕能否科學(xué)應(yīng)用就顯得十分重要。

河南電視臺(tái)的1500平米演播室、600平米演播室和400平米演播室均使用了相同的LED大屏幕技術(shù)，本文主要分析河南電視臺(tái)1500平米演播室LED大屏幕的設(shè)計(jì)運(yùn)用和維護(hù)。

一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

LED大屏幕的設(shè)計(jì)非常重要，其尺寸大小和舞臺(tái)位置必須根據(jù)演播室的實(shí)際情況確定，以確保最好的舞臺(tái)效果。河南電視臺(tái)1500平米演播室舞臺(tái)燈光距離地面的高度是10米，舞臺(tái)臺(tái)口的寬度為22米，大屏基座高為2米，大屏幕凈高度為4.7米，大屏幕的總尺寸為10×6.7米。屏幕擺放位置距離舞臺(tái)中央15米，這樣大屏幕自身的亮度不影響舞臺(tái)燈光效果，能起到襯托舞臺(tái)作用，從攝像機(jī)的角度看，又拉大了舞臺(tái)景深效果，使演出效果和錄制效果更加氣勢(shì)恢宏。

LED大屏幕顯示系統(tǒng)主要由LED顯示屏、屏幕控制系統(tǒng)、視頻信號(hào)處理器、輸入信號(hào)切換矩陣、控制計(jì)算機(jī)、供配電系統(tǒng)等組成。

這套大屏幕控制系統(tǒng)加入了視頻信號(hào)處理器LVP-601S+，提供了多路視頻信號(hào)輸入接口： DVI-D、DVI-I、HDMI、VGA、模擬復(fù)合信號(hào)、高標(biāo)清數(shù)字信號(hào)（BNC接口）等，充分滿足了節(jié)目部門(mén)的需要，確保了視頻源的多樣性。

由于計(jì)算機(jī)控制部分穩(wěn)定性較差，處理廣播級(jí)高清數(shù)字視頻的能力也較差，所以運(yùn)用視頻處理器代替計(jì)算機(jī)控制，可以大大降低視頻控制部分死機(jī)、高清視頻不流暢問(wèn)題。

LED大屏幕使用時(shí)如果需要參數(shù)調(diào)整，啟動(dòng)WINDOWS下的“LED演播室”控制軟件，即可對(duì)大屏幕參數(shù)進(jìn)行技術(shù)調(diào)整，但在大屏幕正常使用過(guò)程中則無(wú)需進(jìn)入WINDOWS操作系統(tǒng)，只使用視頻處理器即可。

這套LED大屏幕系統(tǒng)的視頻信號(hào)由高清數(shù)字矩陣輸出到高清視頻數(shù)字切換臺(tái)，副切換臺(tái)輸出至LED顯示屏專業(yè)視頻處理器LVP-601S+，然后使用DVI-D/DVI-I線輸出到計(jì)算機(jī)控制器發(fā)送卡，最后通過(guò)568B標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線傳輸給大屏幕接收端。

由切換臺(tái)直接控制大屏幕的視頻切換比較容易上手，節(jié)目制作人員能夠以最快的速度調(diào)度系統(tǒng)中的各路信號(hào)，其設(shè)計(jì)的合理性為節(jié)目制作帶來(lái)了便利。LED大屏幕系統(tǒng)連接如圖1所示：

由于河南電視臺(tái)1500平米演播室為全高清數(shù)字演播室，外來(lái)信號(hào)輸入配備了13路標(biāo)清轉(zhuǎn)換高清的上變換板卡，足以保證各路標(biāo)清信號(hào)源接入演播室視頻系統(tǒng)。另外在LVP601S+視頻處理器的上端加入了下變換板卡，保證在標(biāo)清和高清錄制時(shí)自由切換，保證大屏幕任何時(shí)候都是全屏顯示效果。

二、規(guī)格參數(shù)

河南電視臺(tái)1500平米演播室LED大屏幕系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)如下：

（一）硬件部分

1.箱體。1500平米演播室大屏幕由13×6個(gè)箱體組成，箱體規(guī)格768×768CM，每個(gè)箱體128×128個(gè)實(shí)像素點(diǎn)，所以整塊屏體的實(shí)際物理分辨率為1664×768。

2.箱體內(nèi)燈板芯片和接收卡。支持逐卡（接收卡）檢測(cè)和校正功能，逐卡校正每個(gè)屏體色差，紅綠藍(lán)各256級(jí)。帶PWM驅(qū)動(dòng)芯片，使檢測(cè)校驗(yàn)后的顯示屏效果更完美；屏幕刷新率60-1200Hz；每個(gè)接收卡支持1024段分割，可用于異型文字屏體組裝。

3.發(fā)送卡。第八代靈星雨科技802型卡，升級(jí)后的新卡支持10位顏色，1024×1024×1021=1073741824種顏色，單卡最大支持分辨率2048×640，雙卡級(jí)聯(lián)最大支持分辨率2048×1152。逐點(diǎn)校正支持單點(diǎn)、2×2、4×4、8×8點(diǎn)四種校正模式，最大校正6144點(diǎn)/模塊，紅綠藍(lán)各256級(jí)別?？筛鶕?jù)顯示屏情況從無(wú)灰度到65536級(jí)（64K）灰度之間任意調(diào)整。刷新率可以從10Hz-3000Hz任意設(shè)定，帶刷新率鎖相功能，使LED大屏幕刷新頻率鎖定在電腦顯示器刷新率的整數(shù)倍，杜絕圖像撕裂，保證圖像完美再現(xiàn)。發(fā)送卡傳送距離最大可達(dá)170米（實(shí)測(cè)），可靠傳輸距離150米。

4.LED顯示屏專業(yè)視頻處理器LVP601S+。輸入信號(hào)支持視頻制式PAL和NTSC兩種制式。VGA格式分辨率要求最大為1600×1200@60Hz，DVI、HDMI、DP格式分辨率要求PC（計(jì)算機(jī)）和SD/HD（標(biāo)清和高清數(shù)字信號(hào)）分別最大為1600×1200@60Hz（E1A-861B）、1920×1080@60Hz；YPbPr格式（E1A-861B）分辨率最大為1920×1080@60Hz；SDI格式（SMPTE259M-C）最大為720×576i@50Hz/720×480i@60Hz；HDSDI格式（SMPTE-292M/274M/296M）最大為1280×720P@60Hz/1920×1080@50Hz。視頻處理器內(nèi)部可并級(jí)兩張靈星雨802型發(fā)送卡，可獨(dú)立給發(fā)送卡供電，并且?guī)в辛炼?、分辨率、相位、圖像高度寬度等調(diào)節(jié)功能，再加上豐富的信號(hào)源輸入，可以完全脫離計(jì)算機(jī)束縛，使大屏幕在直播錄播過(guò)程中運(yùn)行更加穩(wěn)定。

5.計(jì)算機(jī)技術(shù)規(guī)格：雙核CPU或更高、內(nèi)存2G以上、獨(dú)立顯卡帶有兩個(gè)以上輸出接口，其中至少有一個(gè)DVI-D或者DVI-I接口、板卡帶有一個(gè)以上PCI接口和USB2.0接口。

（二）軟件部分

LED演播室軟件是專為L(zhǎng)ED顯示屏設(shè)計(jì)的一套功能強(qiáng)大、使用方便、簡(jiǎn)單易學(xué)的節(jié)目制作、播放軟件，支持多種文件格式：文件文本、WORD文檔，BMP、JPG、GIF、PCX等圖片格式，MPG、MPEG、MPV、MPA、AVI、VCD、SWF、RM、RA、RMJ、ADF等大部分動(dòng)畫(huà)視頻格式，運(yùn)行環(huán)境為Windows98/ME/2000/2003/NT/XP/WIN7等操作系統(tǒng)。

三、操作規(guī)范

1500平米演播室LED大屏幕系統(tǒng)操作應(yīng)用規(guī)范如下：

（一） 大屏幕信號(hào)來(lái)源

信號(hào)來(lái)源分計(jì)算機(jī)信號(hào)和演播室系統(tǒng)信號(hào)，計(jì)算機(jī)信號(hào)只有在調(diào)節(jié)大屏?xí)r才會(huì)使用同步信號(hào)。在錄制節(jié)目時(shí)均使用演播室系統(tǒng)信號(hào)。演播室系統(tǒng)信號(hào)分為標(biāo)清信號(hào)和高清信號(hào)，在錄制節(jié)目時(shí)為了與演播室信號(hào)同步，外來(lái)所有信號(hào)都要以廣播級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入演播室錄制系統(tǒng)，最后所有進(jìn)入大屏幕的信號(hào)都由演播室切換臺(tái)或矩陣提供，因此決定了大屏的信號(hào)輸入只能為高清和標(biāo)清，其分辨率只能為720×576@50Hz或1920×1080@50Hz，由于大屏組合物理分辨率為1664×768，所以節(jié)目部門(mén)制作大屏?xí)r只能按照這個(gè)比例去做圖像，最后還要變換成720×576或者1920×1080，只要是這兩種比例視頻處理器，LVP601S+都會(huì)將圖片或者視頻信號(hào)自動(dòng)處理為大屏幕滿屏顯示。

（二）視頻處理器LVP601S+設(shè)置

LVP601S+設(shè)置時(shí)按8次“SETUP”鍵后進(jìn)入設(shè)置界面，“STP”鍵調(diào)整步進(jìn)值，按該鍵切換步進(jìn)值為1-10，“Enter”鍵為保存數(shù)值或選擇數(shù)值，“SETUP”鍵為進(jìn)入或退出。首先設(shè)置輸出分辨率為1920×1080 50Hz；再設(shè)置水平像素點(diǎn)數(shù)為1664和垂直像素點(diǎn)數(shù)為768，不過(guò)一般水平設(shè)為1665像素，高設(shè)為769像素或者再大幾個(gè)像素，大屏才能滿屏顯示，設(shè)置完成按“ENTER”鍵即可保存。

輸出亮度選擇：“BRT-”鍵降低輸出亮度，最低0，“BRT+”鍵增加輸出亮度，最高64。全屏/局部顯示選擇：“FULL”鍵為全屏顯示，LED屏顯示整個(gè)輸入圖像?！癙ART”鍵為局部顯示，LED屏顯示圖像的局部（該鍵僅應(yīng)用于計(jì)算機(jī)信號(hào)）。

（三）發(fā)送接收卡設(shè)置

如果LED大屏幕只使用矩陣輸出信號(hào)，則無(wú)需進(jìn)行LED軟件設(shè)置，只對(duì)發(fā)送接收卡進(jìn)行設(shè)置即可。發(fā)送卡設(shè)置完后，只需計(jì)算機(jī)對(duì)其供電即可。打開(kāi)“LED演播室”軟件10.0，選中設(shè)置中的軟件，首先把高和寬的數(shù)值設(shè)置為大屏的實(shí)際像素點(diǎn)數(shù)。發(fā)送卡設(shè)置選項(xiàng)里顯示模式分辨率為主控計(jì)算機(jī)桌面分辨率1680×1050，選中“啟用第八代功能”和“單卡監(jiān)控”。接收卡設(shè)置燈板芯片為“通用”，LED刷新率為380，掃描時(shí)鐘為16.67MHz，行消隱時(shí)間200納秒，LED刷新率可以根據(jù)需要相應(yīng)調(diào)節(jié)，同時(shí)要搭配調(diào)節(jié)掃描時(shí)鐘和行消隱的參數(shù)，大屏才能正常顯示，灰度級(jí)一般設(shè)置正常值4096級(jí)。實(shí)際寬度和高度為128×128。顯示屏連接參數(shù)如圖2、圖3。圖2綠色為U口設(shè)置，圖3藍(lán)色為D口設(shè)置。

設(shè)置ID序列號(hào)：按箱體網(wǎng)線連接順序設(shè)置（U為上口，主要與LED大屏幕上面13×3個(gè)箱體通訊，D為下口，主要與LED大屏幕下面13×3個(gè)箱體通訊），注意U、D接口下面三排為D、上面三排為U，一定要選正確。設(shè)置顯示屏連接的第一個(gè)箱體，以網(wǎng)線進(jìn)入的第一個(gè)箱體為基準(zhǔn)，依次設(shè)置ID號(hào)。如從U口開(kāi)始設(shè)置只需設(shè)置第一個(gè)和第二個(gè)顯示屏參數(shù)，下面設(shè)置直接按鍵盤(pán)方向區(qū)的上下左右即可。設(shè)置顯示屏ID參數(shù)的順序，是按照顯示屏的連接線的實(shí)際順序設(shè)置，要設(shè)置連接顯示屏，首先要明白大屏后面連接線的走向。1500平米演播室大屏幕橫向?yàn)?3塊箱體，那么ID就到13，然后按方向鍵的上鍵，第二排大屏的連接為從右向左，那么按方向鍵左鍵到ID號(hào)26，然后按方向鍵向上到ID27，最后向右到39，U口線連接39個(gè)箱體。設(shè)置D口顯示屏連接參數(shù)同上。無(wú)論是接收卡還是發(fā)送卡，參數(shù)設(shè)置后均要先點(diǎn)擊“發(fā)送到接收卡”，并點(diǎn)擊“保存到接收卡”，否則重啟后復(fù)位。

四、安裝使用與維護(hù)

由于LED大屏幕組合顯示系統(tǒng)組成部件多，因而系統(tǒng)在安裝使用維護(hù)過(guò)程中有以下方面需要注意：

（一）安裝、控制、調(diào)試、維護(hù)必須及時(shí)準(zhǔn)確

安裝通常采用基座式，即先安裝好基座，再通過(guò)連接件將屏體固定到基座。必須注意的是，在安裝屏體前，一定要仔細(xì)檢查安裝鋼架結(jié)構(gòu)的安裝面是否平整、牢固。

（二）在調(diào)試、維護(hù)時(shí)，常見(jiàn)以下幾種情況發(fā)生，應(yīng)采取相應(yīng)對(duì)策

單元板不亮——電源故障或數(shù)據(jù)線斷了，需更換。某個(gè)箱體模組單元紅（或綠）常亮——對(duì)應(yīng)的分配板故障或數(shù)據(jù)線方向插反了，更換或數(shù)據(jù)線重插。通訊不正?！浖O(shè)置不對(duì)或發(fā)送卡或接收卡有問(wèn)題，發(fā)送卡和接收卡上面的綠色指示燈不閃爍時(shí)，檢查發(fā)送卡DVI信號(hào)源輸入，重啟計(jì)算機(jī)或視頻處理器或更換DVI輸入。整屏橫向隔幾行亮，隔幾行不亮——通訊不正常，檢查網(wǎng)線，或者檢查故障點(diǎn)的環(huán)節(jié)電源線。

（三）使用注意事項(xiàng)

首先，LED大屏幕組合顯示系統(tǒng)接地必須良好，否則會(huì)引起“燒板”現(xiàn)象。檢查零線是否壓接牢固，如果只有火線和地線形成回路，大屏幕只能工作在最低功率狀態(tài)，其故障表現(xiàn)為大屏幕只能正常顯示圖片，不能顯示播放的視頻，大屏幕出現(xiàn)不斷的閃黑，同時(shí)箱體內(nèi)指示燈也將間斷閃爍。如果不及時(shí)把零線恢復(fù)完好，也有“燒板”危險(xiǎn)。不可以帶電熱插拔DVI數(shù)據(jù)線和其他接插件，更不能帶電維修。

其次，開(kāi)關(guān)LED大屏幕時(shí)一定遵循“先開(kāi)計(jì)算機(jī)，再開(kāi)LED屏幕；先關(guān)LED屏幕，再關(guān)計(jì)算機(jī)”的原則；不要頻繁開(kāi)關(guān)，時(shí)間間隔至少要1分鐘以上；發(fā)送卡的綠燈閃爍時(shí)才可開(kāi)LED屏幕；盡量減少LED大屏幕在全亮或者失控狀態(tài)下開(kāi)屏，因?yàn)榇藭r(shí)系統(tǒng)沖擊電流最大。

箱體內(nèi)的接收卡有兩個(gè)指示燈：紅燈為電源指示，綠燈為信號(hào)指示。紅色亮，綠燈閃爍為正常。U/D數(shù)據(jù)通訊線纜兩端均為568B標(biāo)準(zhǔn)，一端接發(fā)送卡，一端接箱體內(nèi)的接收卡。箱體之間的環(huán)接為O型接口，箱體和接收卡間均為水晶頭，箱體和接收卡之間的信號(hào)線易出現(xiàn)故障，可以直接跳過(guò)箱體接口，直接在箱體內(nèi)發(fā)送卡進(jìn)行環(huán)接。無(wú)論是電源線還是信號(hào)線，箱體兩端接口均可輸入輸出。

五、結(jié)論

LED大屏幕的完美展現(xiàn)是技術(shù)與藝術(shù)的完美結(jié)合。1500平米大屏幕的使用經(jīng)歷了一段時(shí)間，其性能良好，工作非常穩(wěn)定，能夠滿足各種直播、錄播任務(wù)，其中河南電視臺(tái)大型綜藝欄目《梨園春》和《武林風(fēng)》，使用大屏幕直播和錄播2000多期，從未在節(jié)目錄制過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)差錯(cuò)。

要使LED大屏幕組合顯示系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，就需要具備扎實(shí)的技術(shù)功底、迅速快捷排除故障的經(jīng)驗(yàn)、能力，從而保證節(jié)目的成功錄制。

2013年全球影視技術(shù)的發(fā)展催生了4K分辨率制作設(shè)備小型化、輕量化，為電視節(jié)目制作領(lǐng)域的應(yīng)用開(kāi)啟了先河，高速4K分辨率圖像處理引擎技術(shù)，高容量快速存儲(chǔ)性能以及4K編解碼等尖端技術(shù)，帶來(lái)全流程4096×2160分辨率圖像拍攝制作，電影級(jí)別影像的呈現(xiàn)，工作流程逐步經(jīng)濟(jì)合理，為電視媒體創(chuàng)作開(kāi)辟了新的空間。①隨著廣播電視4K高清的普及，LED大屏幕的清晰度會(huì)越來(lái)越高，實(shí)際像素點(diǎn)距越來(lái)越小，大屏幕的面積也會(huì)越來(lái)越大。

縱觀河南電視臺(tái)1500平米演播室LED大屏幕的安裝與使用，筆者有以下幾點(diǎn)感悟：一是電視節(jié)目的制作與播出必須要與時(shí)俱進(jìn)。這里所說(shuō)的“與時(shí)俱進(jìn)”既包括主創(chuàng)團(tuán)隊(duì)思想觀念上的，也應(yīng)包括相關(guān)設(shè)備的更新?lián)Q代方面，技術(shù)雖然不是萬(wàn)能的，但沒(méi)有相應(yīng)的技術(shù)設(shè)備支持，要想取得好的傳播效果也是萬(wàn)萬(wàn)不能的；二是對(duì)于新添置的相關(guān)設(shè)備，相關(guān)操作使用人員必須與時(shí)俱進(jìn)，不能僅僅滿足于依靠說(shuō)明書(shū)去操作，或者把希望都寄托到廠家派駐人員身上，而是要想方設(shè)法，通過(guò)自己的學(xué)習(xí)，既知其然，又知其所以然；三是相關(guān)管理上的與時(shí)俱進(jìn)。LED大屏幕系統(tǒng)只是電視臺(tái)新添置的眾多設(shè)備中的一個(gè)，根據(jù)著名的“摩爾定律”，包括但不限于電視在內(nèi)的音視頻技術(shù)的更新?lián)Q代是非常頻繁的，有了新的設(shè)備，相關(guān)管理必須與時(shí)俱進(jìn)跟進(jìn)。

注釋：

① 王佩、薛佳：《中央電視臺(tái)4K分辨率高端技術(shù)在節(jié)目制作中的應(yīng)用》，《現(xiàn)代電視技術(shù)》 2014年第9期。