hifi56
发表于 2003-12-17 05:04:00
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光学幕采用特殊的光学结构，能充分反射投影光而吸收环境光，好的光学幕可使图像的对比度提高达10倍，屏幕增益约为2。这种强光正投光学幕最早由著名的背投光学幕制造商丹麦DNP推出，国内广州艾恩ACCUON和西安北光光电技术有限公司等也有类似产品，目前只有硬幕，价格较高，但明显提高了在较明亮环境下正投影图像的质量。图1是在室内自然光下光学幕和普通幕显示效果的对比，图中在光学幕右半边粘贴了一块普通幕布。
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(2)背投屏幕
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, l( \& M4 q: v( s/ S0 o- ^背投屏幕主要有散射幕和光学幕两种。
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散射型屏幕依靠散射微粒来形成投影光线的分布，其光效低、亮度均匀性差、对比度低而且“太阳效应”（光斑）明显，一般不推荐使用。还有一种背投软幕利用高透光率的薄膜喷涂成型，也属于散射幕。
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# I+ y& j' t* k' m$ U/ }& ?光学背投屏幕正、反两面都有微光学结构。背面的菲涅耳透镜可以将入射光聚集成平行光线，增加屏幕的亮度；而正面的柱状透镜可以控制水平方向与垂直方向的光线分布，可以扩大水平视角。为了获得最佳的图像聚焦，光学背投幕的焦距需要和投影机镜头的焦距匹配，因此光学背投屏幕一般都具备多种焦距可选，覆盖了大多数投影机镜头的焦距范围。
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@2 B$ y0 |0 y h+ E光学背投屏幕由于具有宽视角、高解析度、高对比度、色彩还原好、无太阳效应和抗环境光等特点，因而得到广泛应用。
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! F+ z; Y3 t1 @5 ]1.2 平板显示* V7 x3 z/ e! y& K
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平板显示的图像质量是目前各种显示方式中最好的，而且可在明亮环境下使用。但平板显示器的尺寸不易做得很大，虽然现在已有152in平板显示器，但80in以上价格就比较昂贵，因此实际工程应用中大多数单个平板显示器在75in以下。$ B5 D# u7 h- L+ c) W
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平板显示当前主要有等离子PDP和液晶LCD两种显示技术。至于市场上所谓的LED电视是液晶制造商营销策略形成的误导，实际上只是采用LED作为背光源的液晶显示器。( m& ^; W$ A1 M( H1 z5 F4 U
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尽管等离子显示器在营销方面败给了液晶显示器，以致市场占有率远低于液晶显示器，但等离子显示器的高对比度、宽视角和优越的动态显示效果是液晶显示器无法比拟的，而且直到目前为止，等离子拼接屏的拼缝也小于液晶，因此，笔者认为其在专业视听工程领域应该仍有广泛的应用。 ' ]$ T6 N) _) b1 j5 g3 e1 M
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1.3 LED显示
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, D. I' D7 S( ^; j* r- A$ M虽然LED显示屏已有多年历史，但直到解决了全彩显示问题才在视频显示领域得到应用。; @( v5 p5 N! ^
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LED显示的最大优点是高亮度，因此，应用于室外超大型显示领域具有显著优势。近年来，随着LED显示屏像素间距的不断降低，全彩LED屏也逐步从室外显示走向室内显示，不论电视台演播室还是大型宴会厅等都可见到它的身影。2013年已出现了用P1.6或P1.2全彩LED显示单元做成的真正意义上的 LED电视，甚至是裸眼3D电视。目前，全彩LED屏最小间距已经做到1 mm左右，这也就意味着对角线不到100 in的LED全彩显示屏就能做到全高清显示。当然，目前超小间距全彩屏价格还十分昂贵，但已经具备了工程应用的可能性。+ C2 D# H6 z8 u( X3 Y+ F
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1.4 拼接显示/ h: D$ n9 U" ^1 b {' |( n8 L
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当单个显示在面积、形状或分辨率等不能满足需要时，可由多个显示单元组成拼接显示方式。
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! p7 u$ ?# I* _投影显示、平板显示和LED显示都可以组成拼接显示系统。* Q% l6 D4 C% ^# u7 `
' T: u! q9 P! ~+ P. K3 I. h. S R4 Q: Q1.4.1 投影拼接显示. e/ H* S* D1 T) F, s4 I
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投影拼接显示有两种形式，一种是由两台或多台的投影机投影到同一个屏幕上的同屏拼接显示；另一种是由两台或多台背投影单元拼接成大屏幕显示。 2 \, a" Z, ]' g7 [& ]. v# i
0 V9 P. r5 z; j6 X s5 J同屏拼接显示通过“边缘融合技术”可以做到真正的无缝拼接显示，显示的图像是完美的整体。虽然正投影或背投影都能采用这种拼接方式，但由于很难制造出超大面积的整块背投光学屏幕，因此，还是以正投影方式为主。由于LCD投影液晶板色调一致性较难保证，而且存在老化偏色问题，因此，拼接显示的投影机宜采用 DLP投影机。
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) d: g2 f7 v5 z2 T% c+ q1 q背投单元也都采用DLP投影方式和光学背投屏幕，可以拼接成任意大的屏幕，但单元之间仍有约0.5 mm的拼接缝隙，不可能做到真正的无缝。其实0.5 mm的缝隙相对于大尺寸背投单元而言并不明显，但人眼却比较容易看出相邻两个背投单元之间在亮度、色彩等方面的微小差异。* Q1 I& N- B7 l* M% u
5 }# G v# w" G0 S1.4.2 平板拼接显示
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等离子显示器和液晶显示器都可以进行拼接显示。$ j9 H8 x, _0 B: ^2 {! q& f; [+ L
; N% S- {8 |% ?等离子拼接缝隙已经可以做到小于1mm，而液晶的拼接缝隙一般要到5 mm以上（据说现在也有缝隙1.5 mm的了），因此，平板拼接显示采用等离子拼接具有明显的优越性。
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1.4.3 LED拼接显示 - Q8 G4 i+ R# j2 y
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LED屏本身就是由一个个显示单元拼接而成，而由于LED屏原本像素间距比较大，反而就不存在拼缝问题，因此，LED屏也是无缝拼接屏。
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随着LED全彩屏像素间距的不断减小和成本下降，LED全彩屏应该是发展前景很好的大型显示屏。
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9 |3 _) M! s0 k7 H) x9 _2 显示设备的选用
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2.1 确定屏幕尺寸和位置! c* S( m" F8 B0 w' h+ _: ~% L7 J
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屏幕尺寸主要由显示设备用途、安装位置、使用空间的大小和观众的数量等确定。) k5 ?/ |+ c' Q9 U, B& n
' z0 z/ i& `2 d9 m9 ?5 j2.1.1 会议场所
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会议或类似功能的场所，显示设备主要用于显示播放视频、现场摄像、发言提纲等。 K6 v# A7 Z/ ?$ F [1 q
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对于有主席台并且发言人位于主席台中部的会场，显示设备通常有位于主席台正中的大屏幕显示和（或）主席台两侧的中、小屏幕显示器；中间的大屏幕以显示播放视频为主，现场摄取的发言人形象和发言提纲则由两侧的中、小屏幕显示。对于采用小型演讲台位于主席台一侧的会场，一般只有中间的大屏幕显示所有的内容。至于视频会议场所，则往往是用中间大屏幕和旁置中小屏幕显示器分别显示本会场和远端会场信号，或者采用中间并列大屏幕分别显示本会场和远端会场信号。此外，如果本会场发言人位于主席台，还要为其提供中小屏幕“返看”显示器。" }+ \- B* {4 C+ {
' H/ W& d& m/ j3 u) m+ f, _对于上述会议场所，显示设备应以观众能舒适地看清所显示的内容为主，这就需要根据最近和最远观众的观看距离，从人眼的舒适视角和看清字符等方面来综合考虑显示设备的显示尺寸。
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从人眼的舒适视角考虑，通常屏幕到最近观众的距离应大于1.5倍图像的高度，以2-3倍为佳；到最远观众座位的距离应小于8倍图像的高度，以5-6倍为佳。
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从实践可知，一般正常视力的人能看清白底黑字汉字的距离相当于字符高度的250-300倍，因此要能看清以XGA分辨率显示的网页上的黑白字符，最大视距相当于图像高度的5-6倍。例如：一个会场，最后一排观众距离屏幕为10m，按照最大视距是图像高度的6倍考虑，图像高度要有1.67m;如果采用4:3 屏幕，那么，图像对角线尺寸约为2.8m，可考虑用对角线3m即120 in屏幕。再验算一下：假设在120 in屏幕上显示百度网页，上面的小字符高度约为40mm，按照能看清白底黑色汉字的距离大约等于字符高度的250倍计算，最大距离为10m，两者结果是相符合的。
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9 T% N% H7 C" ]+ p会场两侧中小屏幕显示器尺寸往往取决于主席台两侧墙面的宽度，大型会场可用到100 in以上，中小型会场通常只能用到60- 70 in，要保证最后一排观众能看清字符，显然字符高度要大大增加。例如前面举例的会场如果两侧显示器尺寸为60 in，它的安装位置往往比中间大屏幕靠前一些。但由于两侧显示内容常常不一致，例如一边显示发言人形象，另一边显示发言提纲，这样就要保证对角的观众也能看清，于是和最远观众的距离仍可按10m计算，也就是最小字符高度仍要40mm，但相对于60 in屏幕，字符高度比例就是120 in屏幕上的两倍了。
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) D }, H/ H0 h2 M; b* S) O: c0 C当前会议场所显示的视频基本上还是标清，因此大屏幕投影或LED屏可选择4:3的图像比例。
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中小型会议场所观众席地面大多数没有坡度，为避免后排观众视线被前排遮挡，屏幕下沿离地面的距离至少要大于人的坐高1.2 m。而现在中小型会议场所吊顶后净高一般只有3m左右，因此，实际上大屏幕显示尺寸还受到建筑和装潢结构的制约。
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/ L* Y" ]2 X- ]' m. i2.1.2 影视场所
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4 \4 d3 M% y+ ^2 {如果是以播放影视为主的场所，则主要从分辨率和临场感来确定观众的最近和最远距离。# r* Z: w: f+ }* ?* B5 |8 |
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最近距离的考虑以不明显看到像素结构所需要的距离确定，对于标清(480)、高清(720)和全高清(1080)信号大约分别为图像高度的7倍、5倍和3 倍。而临场感要从人眼的视角来考虑，人的双眼水平视角极限可大于1800，显然屏幕越大临场感越好，但只有环幕电影才能满足这样大的视角。不过一般认为，当视角达到36°时就已有不错的临场感。
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但按照上面的最近距离，即使全高清视角也达不到36°。对于影视还是应该以临场感为先，实际上影视播放时观众的注意力也很少顾及是否能看到像素结构，因此，常常是以安装屏幕一边的墙面面积采用尽可能大的屏幕尺寸。* I9 @8 d* f5 G8 V2 f& R# S: ]0 ~
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2.2 确定显示设备参数 % R7 D9 m* A' n6 D
$ q5 K0 A! p" d$ o2 m' x7 ` n* H$ ]$ m平板和LED显示设备亮度、对比度高，可以满足绝大部分使用环境，而投影显示（特别是正投影）需要选择显示设备的亮度和清晰度（或者分辨率）等参数，而这些参数的选择取决于显示内容和环境照度等。 # T1 e/ i6 b6 r: P; m: B
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根据工程实践，正投影方式时，合适的投影机亮度可以参考下式简单计算： - f3 }2 Y; C: F3 h
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L= SEC/G! ^& t) b: L1 D/ }( X$ Z+ N
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式中：
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7 J" Y0 T/ }1 y$ NL为投影机亮度，单位Im;$ u+ A: L$ S9 l' D/ r
& a# n6 }6 ` ?# @) q: @$ p9 ZS为图像面积，单位平方米；! h+ {+ ~1 i% S
& F4 `/ G3 | ^% a2 H% eE为环境照度(影院2-5 lx，会场30-50 lx，办公室、商场约500 lx，晴天室外约10000 lx)；
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* S+ K7 w* ^1 L% VC为对比度系数，文本2-5（纯黑白文本数值小），视频15-20;/ U; Q, a, j7 I6 {. a( z
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G为屏幕增益。5 ?! y J9 Q/ E) |1 \% z
7 t7 ]* L8 e) T- ]例如：投影幕100 in，长宽比4:3，图像面积为2 m×1.5 m=3平方米;环境照度50 lx;对比度系数一般取20;屏幕增益1.0，则显示设备的合适亮度：
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L=SEC/G =3×50×20/1=3000 （1m)
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实际上考虑到环境照度往往会超标，因此投影机亮度要有足够裕量，比如本例可用到3 500 Im-4 000 Im甚至更高。+ a' [! @8 f) S% P2 v+ H
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至于清晰度，可直接根据实际显示内容选择。' H, q# V Y, X# Q
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2.3确定显示没备类型和方式
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了解了各种显示设备的特点就不难选择最适合的显示设备了。
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目前，如果显示尺寸不大于80 in，可优先考虑采用平板显示器，毕竟在常光下显示效果要比投影好得多，不过，遗憾的是平板显示器只有16:9的，如果主要显示4:3的表情视频，则需要忍受图像变形或者左右留黑边按4:3显示的状态，否则，只能采用投影显示了。5 i4 D7 S5 N$ e9 R! o" z2 {: ?+ K+ b
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如果显示尺寸大于80 in，还是选用投影显示比较适宜。现在高亮度投影机价格已下降很多，只要控制好环境光，正投影方式投影到几百英寸也能有良好的图像效果。但如果环境照度不能控制得较低，可以根据现场情况和预算考虑采用DLP背投影、强光高对比正投屏幕、DLP背投拼接或PDP拼接等。但不建议采用较大拼缝的LCD拼接。因为如果显示人的特写形象，2x2液晶拼接屏的拼缝恰好把人从面部明显地分割成4块，看上去很不舒服。曾有一个会议厅安装了LCD显示设备后，由于影响领导人形象，只好弃之不用，另外安装了两台投影机。
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至于LED显示屏，采用P2.5间距的屏要达到标清显示效果，图像尺寸至少要达到80 in，高清至少要达到120 in，而全高清至少要达到180 in。同时，P2.5屏能够完成三基色像素空间混色的最小视距不小于2.5 m，最佳视距要达到5m。小间距LED屏主要用在环境光很亮的室内外场所，如橱窗广告、演播厅、宴会厅等。目前，P1.9及以下的超小间距的全彩屏价格还很高，因此用得很少。( r6 y- C+ w4 w! Q- Z6 {3 F
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表1是各种不同显示设备显示尺寸、亮度和大概价格指数，供参考。由于LCD拼接缝隙太大，表中未列出。
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M8 c1 Z8 B3 R% b4 a 通过表1可参考价格指数来选择显示设备。普通屏幕正投影价格最低，因此也是使用最广泛的大屏幕显示设备；如果要在较亮的环境光下取得良好的显示效果，可考虑采用光学屏幕，屏幕后有位置还可考虑光学屏幕背投方式，价格大约是普通屏幕正投影的两倍；当然用PDP拼接图像效果更好，价位也不算太高。不过虽然 PDP拼缝不大，但毕竟对图像的完整性有影响；如果用DLP拼接，拼缝几乎看不出来，但相邻两个单元之间亮度、色彩等方面往往有些差异，而且亮度和对比度肯定不及PDP，采用LED或激光光源的DLP背投单元价格也高，特别是激光光源的DLP拼接已经和同尺寸整屏PDP或P1.9LED全彩屏差不多，而显示效果应该不及它们；最理想的当然是PDP整屏，不过最大只能到150 in，而IOO in价格就很贵；至于LED全彩屏，目前主要还是用在要求很亮、视距较远而对图像清晰度要求不太高的场合。 |
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