大屏幕技術(shù)在電視演播室的發(fā)展與應(yīng)用

吉林市廣播電視臺(tái) 張 穎

近年來(lái)演播室節(jié)目制作形態(tài)日益多樣化，很多節(jié)目制作都離不開大屏幕系統(tǒng)。將大屏幕技術(shù)應(yīng)用于電視演播室，不僅有利于充實(shí)節(jié)目?jī)?nèi)容，而且可以確保節(jié)目播放效果，幫助獲得極佳視覺(jué)體驗(yàn)。特別是各電視臺(tái)綜藝節(jié)目逐步應(yīng)用大屏幕拼接技術(shù)，增加了屏幕顯示面積，能夠滿足節(jié)目制作人員的需求。因此，首先概述大屏幕技術(shù)，其次介紹國(guó)內(nèi)外大屏幕產(chǎn)品的發(fā)展現(xiàn)狀，最后提出大屏幕技術(shù)電視演播室的實(shí)際運(yùn)用。

作為當(dāng)前最流行的演播方式，大屏演播室使得主持人與嘉賓的溝通更加隨意，拉近舞臺(tái)與觀眾的距離，為互動(dòng)問(wèn)答等環(huán)節(jié)創(chuàng)造條件。隨著在電視演播室中的應(yīng)用日益增多，大屏幕技術(shù)越發(fā)能夠發(fā)揮出整屏和分屏等畫面顯示功能，甚至可以將多屏幕視頻畫面進(jìn)行拼接。大屏幕技術(shù)提供的畫面可以達(dá)到自定義尺寸要求，用戶在使用時(shí)可以隨時(shí)啟閉窗口，進(jìn)行畫面縮放、移動(dòng)和漫游等操作。在電視演播室應(yīng)用過(guò)程中，大屏幕技術(shù)正朝著安全與穩(wěn)定的方向發(fā)展，各項(xiàng)功能更加實(shí)用，為電視演播室各部門正常播出節(jié)目提供了技術(shù)保障。

1 大屏幕技術(shù)

1.1 LED技術(shù)

LED為半導(dǎo)體形成的光源，通過(guò)二極管在屏幕中呈現(xiàn)相應(yīng)的圖像。由于包含了一定數(shù)量的紅燈、藍(lán)燈及綠燈，且不同顏色小燈不斷轉(zhuǎn)換與閃爍，因此LED能夠呈現(xiàn)部分文字、圖像及動(dòng)態(tài)視頻。LED具有可視性強(qiáng)、穩(wěn)定性高、壽命較長(zhǎng)以及設(shè)置過(guò)程便捷等優(yōu)點(diǎn)，在電視演播室和公共場(chǎng)所等應(yīng)用越來(lái)越多。LED光源的早期應(yīng)用是低端LED拼接，其顆粒感過(guò)強(qiáng)，特別是“小范圍+近距離”的粗糙感較為明顯。隨著技術(shù)的進(jìn)步，采用LED背光的液晶屏幕和采用LED光源的背投投影機(jī)等在演播室中發(fā)揮較高價(jià)值，其參與制作的節(jié)目也廣受觀眾好評(píng)。

1.2 PDP技術(shù)

PDP等離子顯示屏幕體積小、安裝簡(jiǎn)單、亮度足夠且壽命較長(zhǎng)。在電視演播室中應(yīng)用PDP技術(shù)，可以保證畫面分辨率，呈現(xiàn)豐富畫面色彩，提升畫面對(duì)比度，達(dá)到畫面無(wú)縫拼接效果。PDP借助氣體放電顯示裝置，將等離子管作為發(fā)光元件，通過(guò)大量等離子管按照一定規(guī)律排列，形成全屏幕。各等離子管都為單個(gè)像素，通過(guò)紅、綠、藍(lán)發(fā)光體等形成，按照一定明暗對(duì)比與顏色組合，讓圖像的灰度、色彩符合設(shè)計(jì)要求，這與CRT原理大體差不多。

1.3 LCD技術(shù)

LCD由液晶材料制作而成的顯示器材，是一種“中間態(tài)型”顯示設(shè)備，能夠發(fā)揮固態(tài)晶體光學(xué)特性和液態(tài)流動(dòng)特性，是介于固態(tài)和液態(tài)之間的一種軟屏顯示設(shè)備。以TFT型為例，由導(dǎo)光板、偏光板、濾光板、玻璃基板、熒光管、液晶材料、配向膜、薄膜式晶體管等形成。借助背光源，在熒光燈管中投射出光源，通過(guò)一個(gè)偏光源再經(jīng)過(guò)液晶，此時(shí)液晶分子排列方式能夠讓穿透液晶光線角度發(fā)生變化。光線通過(guò)前方彩色濾光膜與另一塊偏光板后，將對(duì)刺激液晶電壓值進(jìn)行控制，獲得所需的線強(qiáng)度與色彩，在液晶面板上將彩色視像畫面顯示出來(lái)。

2 國(guó)內(nèi)外大屏幕產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國(guó)外大屏幕產(chǎn)品

IDT6 BP是三菱公司一款常用的LED顯示屏產(chǎn)品，其擁有6mm像素間距，能夠顯著提高圖像質(zhì)量，性能非常穩(wěn)定。Resolia是三菱公司研發(fā)的新款LED顯示屏，擁有4mm像素間距，除了具有Diamond Vision系列產(chǎn)品的所有優(yōu)勢(shì)以外，屏體厚度顯著降低，僅有150mm。在三菱公司推出的多款DLP顯示墻中，最重要的產(chǎn)品是100英寸全高清交互式顯示屏產(chǎn)品，采用了三菱DLP優(yōu)秀拼接墻產(chǎn)品中的數(shù)字CSC電路，發(fā)揮著動(dòng)態(tài)亮度平衡、智能燈泡、智能分色輪以及無(wú)圖像灼傷等作用。選擇光學(xué)觸摸的方式，在節(jié)目現(xiàn)場(chǎng)可以促進(jìn)主持人與觀眾的互動(dòng)。赤見(jiàn)公司研發(fā)了實(shí)用型3㎜的室內(nèi)全彩LED大屏，使用了代表當(dāng)今最尖端技術(shù)的3㎜間距SMD型LED發(fā)光管，水平表示階段（即灰度）為1024（可達(dá)2048），擁有與HDTV（高清電視）相媲美的超高解像度。不同于與其他大屏幕，畫面的顆粒感不強(qiáng)，3mm間距大屏畫面顯得非常平滑和逼真，通過(guò)實(shí)裝型SMD型素子構(gòu)成，與“點(diǎn)式發(fā)光”顯示效果有較大差異，并與HDTV類似，可以形成“面發(fā)光”的影像效果。

2.2 國(guó)內(nèi)大屏幕產(chǎn)品

北京麗晶益泰光電公司近年來(lái)推出了Light King LED大屏幕。這款產(chǎn)品擁有超寬的視角，保證畫面的精細(xì)度。產(chǎn)品關(guān)鍵構(gòu)成部件為高密度集成三合一全彩色點(diǎn)陣模組，采用面顯示光源取代以往的點(diǎn)顯示光源。產(chǎn)品外部設(shè)置了塑膠遮光罩，內(nèi)部則通過(guò)硅膠材料密封。廣東響石數(shù)碼科技有限公司也研發(fā)了SAM、SDM及SHM等系列廣播系統(tǒng)專用液晶監(jiān)視器，對(duì)比度和亮度都實(shí)現(xiàn)了提升，在GAMMA調(diào)整上也更加精確。產(chǎn)品設(shè)置了嵌入音頻解碼，可以完成對(duì)SDI接口技術(shù)的動(dòng)態(tài)顯示，因此在電視演播室中應(yīng)用較為廣泛。在液晶大屏幕拼接顯示系統(tǒng)方面，該系列產(chǎn)品不僅亮度高、功耗低，而且能保證畫面清晰度，能夠在電視演播室長(zhǎng)期使用中保持足夠的穩(wěn)定性與安全性。

3 大屏幕技術(shù)在電視演播室的具體應(yīng)用

3.1 大屏幕信號(hào)源

信號(hào)源主要是大屏提供多媒體內(nèi)容服務(wù)的設(shè)備集合，包括大屏包裝、硬盤播放器等部分。大屏包裝屬于主播出設(shè)備，設(shè)置了5臺(tái)4K在線包裝渲染引擎，按照4+1備份進(jìn)行。引擎中含有12路I/O視頻板卡，通過(guò)切換臺(tái)送4路AUX輸入信號(hào)，能夠形成大屏開窗連線、Keynote同屏顯示等功能。在系統(tǒng)信號(hào)處理過(guò)程中，因?yàn)樵O(shè)置有HDMI1.4接口，所以將帶寬提高為10.2Gdps，在傳輸4K分辨率信號(hào)時(shí)，刷新率為30Hz。要想輸出信號(hào)刷新率在50Hz以上，在顯卡輸出中設(shè)置兩路1920×2160/50Hz信號(hào)。采取這種方式，信號(hào)刷新率大幅度提升，在拼屏器支持下能夠保證4K畫面的完整性。系統(tǒng)也包含了4K硬盤播放器，即DDR，可以發(fā)揮應(yīng)急播出的作用，可以將視頻導(dǎo)入DDR進(jìn)行循環(huán)播放，同時(shí)大屏包裝維護(hù)中可以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換的目標(biāo)。拼屏器也包括底圖，提供應(yīng)急信號(hào)源，相比大屏包裝、DDR，不僅制作便利，也大大減少了信號(hào)鏈路，提高了調(diào)用速度，是重大直播應(yīng)用較多的一種方式。大屏包裝、DDR和拼屏器底圖包裝形式不同，起著補(bǔ)充的作用，顯著提高了安全級(jí)別，是大屏系統(tǒng)信號(hào)源中的關(guān)鍵內(nèi)容。

3.2 大屏幕信號(hào)切換

大屏幕的主要作用是讓電視演播室畫面更加清晰，可顯示文字、圖表、圖像、動(dòng)畫、視頻信息，且保證色彩豐富鮮艷，圖像亮度高。第一，切換面板。矩形信號(hào)處理很簡(jiǎn)單，不僅信號(hào)強(qiáng)，阻礙也很少，在電視演播室中應(yīng)用較多。應(yīng)用原理上看，大屏幕負(fù)責(zé)接收和顯示信號(hào)，并利用控制面板切換信號(hào)。第二，輔助母線板。很多小型電視演播室系統(tǒng)條件有限，如果缺少矩形視頻，應(yīng)選擇輔助母線板切換視頻。在采用這種方法的過(guò)程中，大屏幕信號(hào)切換應(yīng)注意防止發(fā)生視頻畫面閃爍、跳動(dòng)等情況。若是直播中存在視頻切換異常情況，應(yīng)第一時(shí)間切換應(yīng)急裝置。當(dāng)大屏幕顯示出信號(hào)缺失的情況后，電視節(jié)目不能正常顯示，節(jié)目也無(wú)法實(shí)時(shí)更新。以知識(shí)競(jìng)賽類節(jié)目為例，由于采取現(xiàn)場(chǎng)直播的方式，競(jìng)賽名次、題目、比分、得分等都均要求通過(guò)大屏幕播放，若是發(fā)生上述情況，將影響收視質(zhì)量。因此，在電視直播的過(guò)程中，還要全面細(xì)致檢查設(shè)備，針對(duì)突發(fā)性事件提前制定預(yù)案，避免視頻切換出現(xiàn)異常，提高畫面的清晰度與完整度。

3.3 距離調(diào)節(jié)

第一，拍攝距離的控制。拍攝圖像距離與LED顯示屏點(diǎn)間距、填充系數(shù)等密切相關(guān)，點(diǎn)間距與LED顯示屏填充系數(shù)不一樣，在拍攝距離上也有差異。以點(diǎn)間距4.25mm、填充系數(shù)為60%的LED顯示屏為例，拍攝時(shí)要與屏幕保持4-10m的距離，才能獲得更高質(zhì)量的背景圖像。若是與屏幕的距離較短，以及在拍攝近景的過(guò)程中，背景將有粒度感，也面臨網(wǎng)格的干擾。第二、要盡量減少點(diǎn)間距。點(diǎn)間距主要是LED顯示屏中相鄰像素中心點(diǎn)的距離，點(diǎn)間距也進(jìn)一步縮短，并提高了單位面積像素，獲得所需的分辨率，且拍攝距離越近，拍攝成本也會(huì)更高。當(dāng)前我國(guó)電視臺(tái)演播室所用LED顯示屏的點(diǎn)間距一般在1.5-2.5mm范圍內(nèi)，需要充分掌握信號(hào)源分辨率與點(diǎn)間距的關(guān)系，確保獲得相同的分辨率，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)顯示，確保獲得更好顯示效果。

隨著科技飛速發(fā)展，人們對(duì)各類電視節(jié)目提出了更高要求，欣賞水平也不斷提高，這些推動(dòng)了大屏幕顯示技術(shù)的發(fā)展。在大屏幕技術(shù)實(shí)際應(yīng)用與研究過(guò)程中，也需要各級(jí)電視臺(tái)結(jié)合大演播室節(jié)目制作要求，合理選擇大屏幕技術(shù)與相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)品。