三種大屏幕顯示技術(shù)應(yīng)用的分析與對(duì)比

陳　嬰

(三峽集團(tuán)公司信息中心，北京 海淀　100038)

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三種大屏幕顯示技術(shù)應(yīng)用的分析與對(duì)比

陳嬰

(三峽集團(tuán)公司信息中心，北京 海淀100038)

大屏幕顯示系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于演示中心、指揮中心、調(diào)度中心等大型會(huì)議和展示場(chǎng)所，LCD液晶、DLP背投、小間距LED點(diǎn)陣基本上分?jǐn)偭舜笃聊伙@示系統(tǒng)市場(chǎng)的絕大部分份額。三大主流大屏幕顯示技術(shù)尺有所短寸有所長(zhǎng)，各有優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，滿足不同場(chǎng)景對(duì)于先進(jìn)實(shí)用、安全可靠、簡(jiǎn)易經(jīng)濟(jì)、可擴(kuò)展等方面的要求，形成互補(bǔ)共贏的格局。

LCD液晶；DLP背投；小間距LED點(diǎn)陣；指揮中心；大屏幕顯示

0　引　言

指揮中心是整合多種數(shù)據(jù)資源，集合多種業(yè)務(wù)的平臺(tái)，為應(yīng)急決策者快速調(diào)閱多方數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確高效地處理突發(fā)事件提供有利的業(yè)務(wù)支撐。而大屏幕顯示系統(tǒng)則作為指揮中心接入平臺(tái)、指揮平臺(tái)以及其他業(yè)務(wù)的前端展示平臺(tái)，顯示效果的好壞直接影響到業(yè)務(wù)平臺(tái)功能的展現(xiàn)，從而間接地影響指揮調(diào)度的工作效率。下面就結(jié)合目前行業(yè)內(nèi)三種主流大屏顯示技術(shù)：LCD液晶拼接、DLP背投拼接、小間距LED點(diǎn)陣，從技術(shù)原理、性能指標(biāo)、應(yīng)用場(chǎng)景等方面進(jìn)行分析和比較。

1　三種主流大屏顯示技術(shù)原理

1.1LCD液晶

LCD是在兩片平行的玻璃當(dāng)中放置液態(tài)的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細(xì)小電線，透過通電與否來控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來產(chǎn)生畫面。

1.2DLP背投

DLP是實(shí)現(xiàn)數(shù)字光處理，即把影像信號(hào)經(jīng)過數(shù)字處理，然后再把光投影出來。根據(jù)光源的不同可以分為燈泡光源、LED光源、激光光源等DLP大屏。

1.3小間距LED點(diǎn)陣

小間距LED是指LED點(diǎn)間距在P2.5(像素間距2.5 mm)以下的室內(nèi)LED顯示屏。小間距LED點(diǎn)陣顯示屏采用像素級(jí)的點(diǎn)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示屏像素單位的亮度、色彩的還原性和統(tǒng)一性的狀態(tài)管控。

2　三種主流大屏顯示技術(shù)性能分析與對(duì)比

2.1亮度

LCD液晶顯示單元的屏前亮度值為700 cd/m2；DLP背投顯示單元投影機(jī)光輸出流明數(shù)最高在1 000～1 200流明，換成實(shí)際屏前亮度應(yīng)在450～500 cd/m2；小間距LED點(diǎn)陣屏前亮度可高達(dá)2 500 cd/m2。因此，從亮度看，小間距LED點(diǎn)陣屏最亮，LCD液晶屏較亮，DLP背投屏在三者中亮度最低。

2.2對(duì)比度

小間距LED點(diǎn)陣對(duì)比度是最高的，LCD液晶和DLP背投屏幕相比差距不是很大。三種技術(shù)的對(duì)比度都超過實(shí)際顯示的需要和人眼的分辨極限，畫面優(yōu)劣更多取決于軟件的優(yōu)化。

2.3分辨率

LCD液晶和DLP背投屏幕顯示分辨率高，小間距LED點(diǎn)陣受制于顯示點(diǎn)間距限制，分辨率存在一定局限。

2.4色彩飽和度與色彩的還原性

色彩飽和度決定圖像的艷麗程度，色彩還原性決定圖像與真實(shí)自然的物體的一致程度。小間距LED點(diǎn)陣用于顯示屏幕的LED燈色域范圍較寬，色彩飽和度和色彩還原性好。LCD液晶和DLP背投的顯示原理實(shí)質(zhì)上是投影技術(shù)，因此，其色域范圍較小，色彩還原性和色彩飽和度存在一定差距。

2.5色彩一致性

色彩一致性主要反映各顯示單元之間的色差。DLP背投屏幕長(zhǎng)期使用后會(huì)存在色差現(xiàn)象，LCD液晶和小間距LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)基本不存在此問題。

2.6視覺舒適性

LCD液晶屏存在炫光和高頻藍(lán)光問題；小間距LED點(diǎn)陣屏存在過亮和高頻藍(lán)光問題；DLP背投屏觀感最為舒適，更適合長(zhǎng)期觀看。

2.7屏幕鏡面反光

屏幕環(huán)境光反射鏡面化程度方面，LCD液晶的屏幕表面鏡面化最為厲害；DLP背投單元雖然也是平面屏幕，存在反光現(xiàn)象，鏡面化要弱一些；小間距LED點(diǎn)陣屏具有自發(fā)光的特性，沒有鏡面環(huán)境反射的問題。

2.8拼縫

LCD液晶拼接顯示系統(tǒng)的顯示單元物理拼縫不小于3.5 mm；DLP背投拼接最小能做到1 mm以內(nèi)的物理拼縫，存在光學(xué)接縫；小間距LED點(diǎn)陣沒有物理拼接縫隙和光學(xué)接縫。

表1　三種主流大屏顯示技術(shù)指標(biāo)對(duì)比表

3　三種主流大屏顯示技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景

LCD液晶拼接屏是利用液晶顯示原理，結(jié)合FPGA陣列技術(shù)和并行高速圖形處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)的統(tǒng)一處理。由于液晶技術(shù)本身高亮度、高清晰度、高色彩飽和度的特點(diǎn)，其單屏顯示效果好，使得液晶拼接技術(shù)在戶外、商場(chǎng)廣告宣傳以及電力報(bào)表監(jiān)控等方面應(yīng)用較多。

DLP拼接屏的實(shí)質(zhì)是數(shù)字光學(xué)處理背投顯示技術(shù)，結(jié)合高速圖形處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)的多路信號(hào)處理，DLP具有分辨率高、視角廣、拼縫小等優(yōu)勢(shì)，目前廣泛應(yīng)用于調(diào)度指揮、會(huì)議、工業(yè)流程控制顯示、展覽展示、新聞播報(bào)等場(chǎng)合。

小間距LED點(diǎn)陣屏采用像素級(jí)的點(diǎn)控技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示屏像素單位的亮度、色彩的還原性和統(tǒng)一性的狀態(tài)管控。以前主要應(yīng)用于演藝中心、會(huì)議中心等大型室內(nèi)場(chǎng)合，現(xiàn)在隨著其像素間距越來越小，制造技術(shù)的提高和分辨率得大幅的提升, 在指揮中心、調(diào)度中心等場(chǎng)合也逐漸應(yīng)用。

4　三峽集團(tuán)指揮中心的大屏

三峽集團(tuán)指揮中心位于三峽集團(tuán)北京總部辦公樓七層，面積約350平米，具備視頻會(huì)商、遠(yuǎn)程監(jiān)控、應(yīng)急指揮、綜合展示等功能，作為集團(tuán)公司對(duì)外接待、展示的窗口，接待國內(nèi)、外重要團(tuán)組的來訪、參觀，同時(shí)承擔(dān)集團(tuán)內(nèi)部視頻會(huì)議、視頻監(jiān)控、應(yīng)急指揮以及日常交流、演示等活動(dòng)。

指揮中心作為三峽集團(tuán)應(yīng)急、監(jiān)控、指揮體系運(yùn)轉(zhuǎn)的重要節(jié)點(diǎn)，是形成對(duì)突發(fā)事件的預(yù)防預(yù)警、快速響應(yīng)、全方位監(jiān)測(cè)監(jiān)控、準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和高效處置的運(yùn)行機(jī)制與能力的重要基礎(chǔ)。在指揮中心可通過先進(jìn)的信息系統(tǒng)全面展示公司范圍內(nèi)所屬水電工程、流域水情、樞紐運(yùn)行、電力生產(chǎn)等綜合信息，為應(yīng)急指揮和綜合決策提供輔助支持，同時(shí)還可以全面展示三峽集團(tuán)風(fēng)電等新能源業(yè)務(wù)以及海外項(xiàng)目的發(fā)展情況。

圖1　三峽集團(tuán)指揮中心

4.1指揮中心布局和功能

三峽集團(tuán)指揮中心布局為長(zhǎng)方形，大廳為橢圓形，大廳周圍設(shè)置了設(shè)備間、儲(chǔ)藏室、值班室等空間。大廳內(nèi)操作區(qū)和指揮區(qū)按階梯式分布：操作區(qū)位于指揮中心大廳前部靠近大屏幕顯示拼接墻，設(shè)置了演示工作站和電腦終端設(shè)備,供操作人員演示使用；指揮區(qū)位于指揮中心大廳后部，高于操作區(qū)約50 cm，設(shè)有弧形主指揮臺(tái)1個(gè)(可坐12人)，弧形副指揮臺(tái)2個(gè)(各可坐8人)，以及背景墻。

三峽集團(tuán)指揮中心結(jié)合總部職能、運(yùn)營情況和發(fā)展特點(diǎn)，可滿足7×24小時(shí)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)的工作和運(yùn)行，融合了視頻監(jiān)控、應(yīng)急指揮、綜合業(yè)務(wù)展示三個(gè)信息系統(tǒng)平臺(tái)。

現(xiàn)有各系統(tǒng)之間相互獨(dú)立，數(shù)據(jù)不能實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，僅能對(duì)某一范圍內(nèi)的內(nèi)容進(jìn)行監(jiān)控，不能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間自動(dòng)核查及對(duì)一項(xiàng)業(yè)務(wù)全過程的監(jiān)控。如國庫支付系統(tǒng)僅能對(duì)財(cái)政資金支付進(jìn)行，而資金支付的財(cái)務(wù)核算是否合法、合規(guī)，需要到水利財(cái)務(wù)業(yè)務(wù)管理信息系統(tǒng)才能核查；達(dá)到政府采購規(guī)定限額的事項(xiàng)是否執(zhí)行政府采購程序,是否納入政府采購預(yù)算、計(jì)劃，需要到政府采購信息系統(tǒng)核查；資金支付是否在預(yù)算范圍內(nèi)，又需與預(yù)算軟件及批復(fù)文件等進(jìn)行核對(duì)。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)：是對(duì)三峽集團(tuán)公司所屬范圍內(nèi)重點(diǎn)區(qū)域全方位監(jiān)控的視頻平臺(tái)。

應(yīng)急指揮系統(tǒng)：是三峽集團(tuán)公司處置突發(fā)事件和應(yīng)急體系運(yùn)轉(zhuǎn)的指揮平臺(tái)；是對(duì)突發(fā)事件的預(yù)防預(yù)警、準(zhǔn)確預(yù)測(cè)、快速響應(yīng)、全方位監(jiān)控并高效處置的應(yīng)急運(yùn)行機(jī)制。

綜合業(yè)務(wù)展示系統(tǒng)：是全面演示三峽集團(tuán)公司企業(yè)概況、戰(zhàn)略發(fā)展、工程建設(shè)、樞紐運(yùn)行、電力生產(chǎn)等綜合信息的展示平臺(tái)。

圖2　三峽集團(tuán)指揮中心大廳布局

4.2指揮中心大屏幕顯示系統(tǒng)

大屏幕顯示系統(tǒng)的主要作用是顯示視頻、數(shù)據(jù)和圖像信號(hào)，這些信號(hào)可以來自計(jì)算機(jī)、工作站、攝像機(jī)、視頻展示臺(tái)等。由于顯示尺寸大，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)、圖像、視頻圖像的切換顯示或混合顯示，滿足多個(gè)窗口信號(hào)的顯示，從而達(dá)到信息綜合。

圖3　三峽集團(tuán)指揮中心大屏幕顯示系統(tǒng)

指揮中心大屏幕顯示系統(tǒng)基于DLP背投技術(shù)的投影單元、多屏拼接控制器、控制系統(tǒng)可分為三個(gè)組成部分：

(1)投影顯示

由24塊67寸LED光源DLP投影屏組合成顯示拼接墻。每個(gè)顯示屏均包括DLP投影機(jī)和專業(yè)背投影屏幕，以背投方式顯示圖像。

(2)信號(hào)處理

多屏拼接控制器通過網(wǎng)絡(luò)連接多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，傳輸并合成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)圖像，以合適的圖像大小、分辨率顯示在大屏幕上；同時(shí)具有活動(dòng)視頻，RGB信號(hào)處理功能，可以在計(jì)算機(jī)圖形上疊加視頻窗口。并且這些圖像和圖形能夠任意拼接縮放，如單屏、跨屏顯示。

(3)控制系統(tǒng)

主要是由控制計(jì)算機(jī)和專用的控制軟件組成，負(fù)責(zé)選擇需要顯示的信號(hào)和圖像。

4.3指揮中心大屏幕顯示拼接墻

指揮中心大屏幕顯示拼接墻由3(行)× 8(列)共24臺(tái)67英寸背投式投影單元組合而成，顯示光源為DLP-LED光源，用于一個(gè)畫面的超大屏幕顯示或特技顯示以及多個(gè)畫面的多窗口顯示。

根據(jù)指揮中心的結(jié)構(gòu)布局和功能定位，綜合平衡了LCD液晶、DLP背投、小間距LED點(diǎn)陣這三種大屏幕顯示技術(shù)的特點(diǎn)，最終選取了DLP背投拼接的顯示墻。因其投影像素是擴(kuò)散光，沒有眩光、畫面柔和，適合長(zhǎng)時(shí)間觀看，并可以進(jìn)行屏幕色彩的時(shí)時(shí)校正，保持畫面一致，雖然亮度偏低但依然滿足使用基本需求；小間距LED點(diǎn)陣畫質(zhì)亮度高、色彩鮮艷，容易吸引注意，但會(huì)出現(xiàn)眩光和亮點(diǎn)，不適合人眼長(zhǎng)久凝視，且顆粒感大、主動(dòng)發(fā)光、點(diǎn)光源，不適合近距離觀看，還存在整屏穩(wěn)定性不高，易有死燈，LED數(shù)量百萬等級(jí)功耗和散熱量大等問題；LCD液晶物理拼縫較大，屏幕表面鏡面化厲害，容易造成反光，其多屏幕拼接的

觀感及整體效果略遜。

圖4　三峽集團(tuán)指揮中心大屏幕顯示拼接墻

5　結(jié)　語

大屏幕顯示系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于演示中心、指揮中心、調(diào)度中心等大型會(huì)議和展示場(chǎng)所，LCD液晶、DLP背投、小間距LED點(diǎn)陣基本上分?jǐn)偭舜笃聊伙@示系統(tǒng)市場(chǎng)的絕大部分份額。三大主流大屏幕顯示技術(shù)尺有所短寸有所長(zhǎng)，各有優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，滿足不同場(chǎng)景對(duì)于先進(jìn)實(shí)用、安全可靠、簡(jiǎn)易經(jīng)濟(jì)、可擴(kuò)展等方面的要求，形成互補(bǔ)共贏的格局。

[1]百度百科，http://baike.baidu.com

[2]《LED/DLP拼接/液晶三大技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)比較》，和訊科技網(wǎng)http://tech.hexun.com

[3]《應(yīng)急指揮中心大屏幕選LED還是DLP/LCD》，《中國交通信息化》

[4]中國長(zhǎng)江三峽集團(tuán)公司北京辦公樓應(yīng)急指揮大廳大屏幕顯示系統(tǒng)設(shè)備采購項(xiàng)目竣工驗(yàn)收文檔資料

(責(zé)任編輯：卓政昌)

2016-07-25

O753+.2；TN873+.92；O434.19

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1001-2184(2016)04-0146-04

陳嬰(1982-)，男，上海人，澳大利亞墨爾本大學(xué)通信工程碩士研究生畢業(yè)，工程師，三峽集團(tuán)公司信息中心IT主管，主要從事三峽集團(tuán)信息系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)、系統(tǒng)運(yùn)維管理和技術(shù)保障工作.