新聞演播室LED背景應(yīng)用中的幾個要素

張哲

【摘要】LED屏因?yàn)槠鋬?yōu)點(diǎn)，在電視新聞演播室中的應(yīng)用非常廣泛。在文中主要就對新聞演播室LED背景應(yīng)用中的幾個要素進(jìn)行探討，為進(jìn)一步增強(qiáng)新聞演播室LED背景應(yīng)用效果提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】LED大屏幕;新聞演播室;背景

LED大屏幕，以其成本較低、亮度高、分辨率較高、更換畫面靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)目前已經(jīng)開始應(yīng)用于電視新聞演播室的背景中。與傳統(tǒng)的DLP、液晶拼接等大屏顯示技術(shù)相比，LED背景具有無拼縫、無單元色差、更長使用壽命、更好的色彩還原度、更高動態(tài)刷新頻率等優(yōu)勢，因而在電視演播室背景中的使用越來越廣泛。

一、LED大屏幕技術(shù)的優(yōu)勢

隨著演播室大屏技術(shù)的飛速發(fā)展，目前一般使用到的有LED大屏技術(shù)、LCD大屏技術(shù)、PDP大屏幕技術(shù)、DLP大屏幕技術(shù)等四種技術(shù)，其中后三種屏幕在傳統(tǒng)的演播室中有著廣泛的使用，但是依然存在技術(shù)性問題，例如拼縫問題、散熱能力較差、占用空間較大等。而LED大屏幕擁有建筑空間利用率高、拼裝容易、維護(hù)成本低、色彩鮮艷、亮度高、顯示面積大等優(yōu)勢，被大量使用在戶內(nèi)外的大型廣告中，例如，酒店大堂、賽事運(yùn)動、展覽展示、舞臺表演等場合。但之前因?yàn)長ED近距離觀看畫面顆粒感較強(qiáng)、顯示像素間距大等技術(shù)問題，沒有在室內(nèi)高端主流應(yīng)用中得到廣泛的使用。而隨著半導(dǎo)體制作工藝的越來越成熟，LED顯示點(diǎn)之間的間距也逐步減小，因此分辨率也越來越高。小間距LED顯示屏表示的是LED點(diǎn)間距在P2.5之下的室內(nèi)LED顯示屏，一般有P1.5、P1.8、P2.0、P2.5等LED顯示屏產(chǎn)品。其優(yōu)勢主要在于以下幾點(diǎn)：

（1）逐點(diǎn)校正。該項(xiàng)技術(shù)能夠增強(qiáng)LED顯示屏色彩保真度與亮色均勻度，也就是利用對LED顯示屏上的所有像素區(qū)域的亮度信息展開采集，得到所有像素的校正系數(shù)矩陣與所有基色子像素的校正系數(shù)，并把其傳遞給顯示屏中的控制系統(tǒng)，通過控制系統(tǒng)應(yīng)用校正系數(shù)，能夠?qū)λ械南袼氐牟町愋赃M(jìn)行驅(qū)動，使得LED顯示屏的色彩得到最真實(shí)的還原，并使得畫面更加細(xì)膩純凈。

（2）低亮高灰。使用高亮度低功率的燈芯產(chǎn)品。并使用高色域與高刷新控制系統(tǒng)的處理系統(tǒng)，系統(tǒng)刷新頻率達(dá)到2600Hz。

（3）無縫拼接。使用一體化箱體結(jié)構(gòu)，其具有平整度高、散熱性好、重量輕、拼接精度高、結(jié)構(gòu)堅固的優(yōu)勢，能夠進(jìn)行快速的維護(hù)安裝，并支持前、后維護(hù)技術(shù)。

（4）亮度誤差：±2%，色坐標(biāo)誤差：±0.001.內(nèi)建周期誤差經(jīng)驗(yàn)曲線。顯示屏在5年之內(nèi)可以不用再進(jìn)行再次校正，并能夠進(jìn)行整屏、箱體、單點(diǎn)校正，并能夠進(jìn)行現(xiàn)場校正。

（5）LED燈芯的壽命一般都超過100000小時，其平均無故障壽命超過10000小時，失控點(diǎn)不超過1/10000。如果使用的是低功耗高亮的LED燈芯，其800cd/m?亮度下功耗不超過290W/m?，平均功率不超過73W/m?。全鑄鋁一體化箱體在保證環(huán)境溫度處于0℃在20℃之間時，屏體溫度能夠保持在5℃至25℃之間。

二、新聞演播室LED背景的設(shè)計和應(yīng)用要素

在新聞演播室LED背景的設(shè)計和應(yīng)用中有以下幾個要素需要明確：

（1）尺寸的確定

大屏幕尺寸應(yīng)該根據(jù)演播室面積來確定。大屏幕尺寸大，可以遠(yuǎn)離主持人，這樣燈光系統(tǒng)的布光容易些，大屏幕上出現(xiàn)的反光比較好處理。LED的投資與屏幕尺寸成正比，尺寸越大投入越高。大屏幕尺寸設(shè)計的過小，雖然減少了資金的投入，但為了保證背景兩側(cè)不穿幫，就要縮小與主持人之間的距離，燈光處理難度比較大，主光很容易打到大屏幕上造成反光。即使應(yīng)用柔光照明，光線散射到屏幕上也會降低背景畫面的對比度，背景畫面的顯示效果就要打折扣。所以大屏幕背景的尺寸設(shè)計一定要考慮能保證與主持人保持適當(dāng)?shù)木嚯x。由于各個演播室的燈光類型不同，為了保證LED背景的使用效果，在確定LED背景的尺寸時最好做一個模擬布光，預(yù)測一下安裝后的效果。LED背景的長寬比例通常按16：9的高清比例來確定。

（2）分辨率的確定

如果僅僅是顯示動態(tài)背景畫面，通常幾十到一二百平方米面積的演播室目前主要使用點(diǎn)距 4p的LED屏幕，基本能夠兼顧畫質(zhì)和價格的平衡，性價比也比較高。 現(xiàn)在小點(diǎn)距（點(diǎn)距小于2.5mm）更高分辨率的LED大屏幕也相繼問世，更適合在背景屏幕中比較清晰地顯示新聞視頻畫面，當(dāng)然點(diǎn)距小資金投入也相應(yīng)要提高很多[4]。

（3）摩爾紋的消除

新聞演播室面積一般都不是很大，攝像機(jī)和大屏幕之間的距離比較近，如果不采取措施在攝像機(jī)拍攝的畫面中很容易出現(xiàn)一些稱為摩爾紋的不規(guī)則波紋。摩爾紋是LED大屏幕中密集排布的成行成列的發(fā)光二極管在攝像機(jī)內(nèi)部的感光元件中出現(xiàn)的條紋干擾，會使電視畫面出現(xiàn)高頻率沒有明顯的形狀規(guī)律的條紋。為了防止攝像機(jī)拍攝時畫面出現(xiàn)摩爾紋現(xiàn)象，一般需要在屏幕前面再加上一張擴(kuò)散膜。用這張擴(kuò)散膜來改善發(fā)光二極管排列形成的橫豎條紋。擴(kuò)散膜的厚薄和透明度的選擇至關(guān)重要。太厚透明度差的擴(kuò)散膜，雖然對消除摩爾紋有利，但是會在一定程度上影響畫面清晰度。太薄透明度好又容易造成摩爾紋改善不徹底，這是個矛盾的選擇，需要綜合考慮。在其它因素都已經(jīng)確定之后，還有最后的一個調(diào)節(jié)手段那就是可以調(diào)整擴(kuò)散膜和LED屏幕之間的距離，在清晰度和消除摩爾紋之間求得一個平衡。攝像機(jī)的白平衡調(diào)整以主持人為中心調(diào)整，不會照顧背景顏色，所以擴(kuò)散膜不應(yīng)該帶明顯的顏色，否則背景顏色會出現(xiàn)偏色。

（4）安裝位置

LED大屏幕的安裝位置（主要是安裝高度）要結(jié)合主持人位置（要同時考慮坐位和站位）、攝像機(jī)機(jī)位等因素來確定，保證屏幕面積在畫面中有最大利用率。一方面要保證拍攝靜態(tài)畫面不漏邊，另一方面還要保證攝像機(jī)在推拉拍攝全景等動態(tài)畫面時讓大屏幕能有個看起來比較舒服的構(gòu)圖位置。LED大屏幕的安裝位置還要考慮到日后維護(hù)的方便，屏幕背面要留出適當(dāng)?shù)木S修空間。上方注意與演播室后方吊掛的燈具位置錯開，不要影響逆光、輪廓光的調(diào)燈。

（5）亮度控制

LED大屏幕作為演播室背景太暗分辨率下降背景圖像不清楚，太亮對演播室的整體燈光照度要求提高，因?yàn)橥ǔＲ笾黧w照度要高于背景亮度，這就需要大量增加整個照明系統(tǒng)的燈具數(shù)量，既增加資金投入，演播室較小時又受到空間的限制。所以LED背景的亮度調(diào)整一定與演播室的整體照度相適應(yīng)，通?？刂圃谳^低的亮度范圍內(nèi)。

（6）攝像機(jī)調(diào)整

認(rèn)真仔細(xì)地調(diào)整攝像機(jī)快門時間，并與LED大屏的刷新頻率的調(diào)整相配合，這項(xiàng)工作一定要仔細(xì)，需要反復(fù)幾次的調(diào)試，找出不同刷新頻率下的最佳快門配合時間，直至摩爾紋全部消除。

（7）安全可靠性

LED大屏做演播室背景一定要安全可靠，不能因出現(xiàn)故障而影響正常的節(jié)目制作播出。特別是直播節(jié)目的演播室，可靠性要求就更高。演播室LED大屏幕背景的設(shè)計要把可靠性放在首要位置。從元器件的選擇到電路設(shè)計、供電方式、安裝工藝結(jié)構(gòu)等各個方面都要充分考慮到可靠性要求。 雖然LED屏目前可靠性比較高，但是仍然有可能在使用中出現(xiàn)故障。特別是在設(shè)備使用初期和使用較長時間設(shè)備開始出現(xiàn)老化現(xiàn)象后，故障率會有所上升。LED大屏幕的屏幕單元塊、單元電源都是容易出現(xiàn)問題的易損件，需要有足夠的備份，并要求結(jié)構(gòu)設(shè)計充分考慮到可以很容易地快速更換部件，保證節(jié)目制作播出安全。

三、LED大屏系統(tǒng)優(yōu)化策略

為了更加適應(yīng)新聞直播的要求，積極展現(xiàn)出LED顯示大屏的作用，為多樣化的節(jié)目錄制提供良好的支持，就能夠從以下幾個方面對整個系統(tǒng)展開處理與優(yōu)化：

（1）整個大屏幕分為15個768mm x 672mm的箱體，箱體式的結(jié)構(gòu)可以確保屏體可以既方便又平穩(wěn)的移動。

（2）LED顯示屏可以使用使用時間更長、均勻度更高、色彩更為柔和的2121型號的黑燈，從而使得演播室環(huán)境的適應(yīng)能力更強(qiáng)。

（3）在線路板上添加消影處理IC電路，防止在系統(tǒng)刷新率得到上限值時具有亮度陰影。

（4）使用聚積5041驅(qū)動IC，該款I(lǐng)C具有電流增益的效果，在改變亮度時灰度不會受到損失，并且具有較高的色彩還原度（在亮度處于15%至50%時畫面的層次感不會具有較大的改變）。

（5）LED的電源都使用自冷式的靜音電源，所有電源都使用鋁型材質(zhì)，其散熱性能較好、重量較輕、體積較小。在確保LED電源和整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性上，能夠使得噪聲減小到最少，符合演播室的噪音要求。

（6）通過內(nèi)部調(diào)試LED屏的色溫，使其保持在500k至600k附近，與目前LED燈光的色溫相同，從而讓LED屏幕當(dāng)作背景色彩時其色彩還原度處于最佳狀態(tài)，防止人物才出像時具有LED偏藍(lán)的情況。

（7）操作系統(tǒng)使用的是廠家自己生產(chǎn)的諾瓦控制系統(tǒng)，它不但能夠讓系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，同時又具有大屏幕的高刷新頻率。

（8）通過30塊接收卡組和兩臺屏幕控制器構(gòu)成LED顯示屏雙網(wǎng)線系統(tǒng)備份，再加上視頻處理器的信號源相互之間為熱備，確保了不會出現(xiàn)背景信號中斷的情況，符合新聞直播安全播出的要求。

四、結(jié)語

新聞演播室在實(shí)際設(shè)計和應(yīng)用中，如果不考慮以上要素就會直接影響電視新聞的制作和播出的質(zhì)量，所以要十分細(xì)致地在實(shí)踐中相互協(xié)調(diào)一致，以確保節(jié)目質(zhì)量為核心，以工作程序順暢、簡便、安全、保障為原則認(rèn)真執(zhí)行，從而達(dá)到最佳播出效果。

參考文獻(xiàn)：

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[3]繆春慧.4K小間距LED屏幕在江蘇電視臺新聞開放演播室的運(yùn)用[J].現(xiàn)代電視技術(shù)，2016（11）：76-79.

[4]胡學(xué)軍， 黃建業(yè)， 杜磊. LED大屏幕在新聞直播演播室的實(shí)際應(yīng)用[J]. 中國傳媒科技， 2013（20）.

[5]張志勇. LED照明燈具在新聞演播室中的設(shè)計與應(yīng)用[J]. 中國傳媒科技， 2012（20）：46.