追求亮麗的超大畫面、純真的色彩、高分辨率的顯示效果,歷來是人們對視覺感受的一種潛在要求。大到指揮監(jiān)控中心、網(wǎng)管中心的建立,小到視頻會議、學(xué)術(shù)報(bào)告、技術(shù)講座和多功能會議的進(jìn)行,對大畫面、多色彩、高亮度、高分辨率顯示效果的渴望越來越強(qiáng)烈,而傳統(tǒng)的電視墻、投影硬拼接屏和箱體拼接墻等很難滿足人們在這方面的要求。而最近迅速崛起的邊緣融合技術(shù)是近年來興起的一個新的無縫拼接技術(shù),它更好的改善了拼接圖像的視覺效果,而正在逐步成為適應(yīng)這一需求的有效途徑。
一、什么是邊緣融合技術(shù)
邊緣融合技術(shù)就是將一組投影機(jī)投射出的畫面進(jìn)行邊緣重疊,并通過融合技術(shù)顯示出一個沒有縫隙 更加明亮、超大、高分辨率的整幅畫面,畫面的效果就是一臺投影機(jī)投射的畫質(zhì)。
當(dāng)兩臺或多臺投影機(jī)組合投射一幅兩面時,會有一部分影像燈光重疊,邊緣融合的最主要功能就是把兩臺投影機(jī)重疊部分的燈光亮度逐漸調(diào)低,使整幅畫面的亮度一致。
二、邊緣融合的優(yōu)勢
1. 增加圖像尺寸;畫面的完整性
多臺投影機(jī)拼接投射出來的畫面一定比單臺投影機(jī)投射出來的畫面尺寸更大;鮮艷靚麗的畫面,能帶給人們不同凡響的視覺沖擊,采用無縫邊緣融合技術(shù)拼接而成的畫面,要很大程度上保證了畫面的完美性和色彩的一致性(如下圖所示)。
2、增加分辨率
每臺投影機(jī)投射整幅圖像的一部分,這樣展現(xiàn)出的圖像分辨率被提高了。比如,一臺投影機(jī)的物理分辨率是800 x600,三臺投影機(jī)融合25%后,圖像的分辨率就變成了2000 x600。
3、超高分辨率
同利用帶有多通道高分辨率輸出的圖像處理器和計(jì)算機(jī),可以產(chǎn)生每通道為1600x1200像素的三個或更多通道的合成圖像。如果融合25%的像素,可以通過減去多余的交疊像素產(chǎn)生的4000x1200分辨率圖像。目前市場上還沒有可在如此高的分辨率下操作的獨(dú)立顯示器。其解決辦法為使用投影機(jī)矩陣,每個投影機(jī)都以其最大分辨率運(yùn)行,合成后的分辨率是減去交疊區(qū)域像素后的總和。
4.縮短投影距離
隨著無縫拼接的出現(xiàn),投影距離的縮短變成必然。比如,原來200英寸(4000x3000mm)的屏幕,如果要求沒有物理和光學(xué)拼縫,我們將只能采用一臺投影機(jī),投影距離=鏡頭焦距x屏幕寬度,采用光角鏡頭1.2:1,我們的投影距離也要4.8米,現(xiàn)在,我們采用了融邊技術(shù),同樣畫面沒有各種縫痕,我們的距離只需要2.4。
5.特殊形狀的屏幕上投射成像
比如,在圓柱或球形的屏幕上投射畫面,單臺投影機(jī)就需要較遠(yuǎn)投影距離才可以覆蓋整個屏幕,而多臺投影機(jī)的組合不僅可以使投射畫面變大投影距離縮短,而且可使弧弦距縮短到盡量小,對圖像分辨率、明亮度和聚集效果來說是一個更好的選擇。
6、增加畫面層次感
由于采用了邊緣融合技術(shù),畫面的分辨率、亮度得到增強(qiáng),同時配合高質(zhì)量的投影屏幕,就可使得整個顯示系統(tǒng)的畫面層次感和表現(xiàn)力明顯增強(qiáng)。
三、邊緣融合系統(tǒng)與傳統(tǒng)拼接的差異
邊緣融合拼接系統(tǒng)和傳統(tǒng)拼接相比較,主要有以下差異:
1、在傳統(tǒng)拼接系統(tǒng)中,由于采用多塊單獨(dú)屏幕組成一個屏幕顯示體,各個屏幕之間雖然采用同一材料,但是由于制作時間、制作環(huán)境上的不同,使得不同屏幕的熱脹冷縮存在客觀差異,這就導(dǎo)致整個系統(tǒng)在使用一段時間后會出現(xiàn)一些小的物理變化,進(jìn)而影響整個系統(tǒng)的穩(wěn)定和效果。而融合拼接由于采用了一整塊屏幕,制作時間、材料、工藝水平完全一致,從而消除了上述隱患。
2、在融合拼接中,由于采用整幅屏幕,所以消除了傳統(tǒng)拼接存在的屏幕間的物理縫隙,從而使得屏幕顯示圖象整幅保持完整,無人為分割。而采用融合處理技術(shù)后,更消除了光學(xué)縫隙,這樣和普通硬拼接系統(tǒng)相比,在技術(shù)水平和顯示效果上,就有了質(zhì)的差異和提高,從而使顯示的圖像完全一致,無任何物理或光學(xué)分割,保證了顯示圖像的完整性和美觀性。這在顯示地圖、圖紙等圖像信息時,更為重要,因?yàn)樵趫D紙、地圖上存在大量的線條或路線等,而屏幕縫隙和光學(xué)縫隙就會造成圖像顯示污染,容易使觀察人員把顯示的圖像線條和拼接系統(tǒng)本身的線條誤為一體,從而導(dǎo)致決策和研究失誤。而通過融合處理,就可以避免出現(xiàn)這種情況。
3、在融合拼接系統(tǒng)中,所有圖像都經(jīng)過融合處理器進(jìn)行了校正和統(tǒng)一,這樣在大屏幕上進(jìn)行圖像顯示和切換時,無論切換什么格式的圖像,整個屏幕的亮度、色彩、鮮艷度、均勻度都比較一致,不會出現(xiàn)傳統(tǒng)拼接系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)的由于信號更換而導(dǎo)致系統(tǒng)顯示質(zhì)量的變化。
4、在融合拼接系統(tǒng)中,由于在處理器中對投影顯示圖象進(jìn)行了處理,可以對不同投影信號間的色差、亮差、均勻度進(jìn)行調(diào)整,這也使得該系統(tǒng)顯示的圖象質(zhì)量優(yōu)于傳統(tǒng)拼接系統(tǒng)。
5、邊緣融合圖像處理器除了具有邊緣融合和圖像多畫面處理功能外,還具有圖像存儲和調(diào)用功能,可以把本身存儲的高分辨率圖像直接作為大屏幕系統(tǒng)的背景進(jìn)行顯示,這在實(shí)際使用中非常有實(shí)用價值。
四、邊緣融合的方式
在實(shí)際應(yīng)用中通常會有以下三種方式:
1 寬視角的排列
2 多臺投影機(jī)垂直堆積產(chǎn)生縱向的顯示畫面; 3 多臺投影機(jī)堆積出更高更寬幅的超大畫面
五、 融合系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)備分析
1、投影機(jī)
考慮到高亮度、高可靠性和高均勻性的要求,投影機(jī)我們推薦使用繼CRT、a- LCD 、單片DLP、三片多晶硅LCD 投影顯示技術(shù)以后的最新一代三片式高對比度D L P 投影顯示系統(tǒng)。它以紅、綠、藍(lán)三片DMD(Digital Micormirror Device)數(shù)字微鏡作為成像器件。每片DMD由很多微鏡組成,每個微鏡對應(yīng)一個像素點(diǎn),DLP 投影機(jī)的物理分辨率就是由微鏡的數(shù)目決定的。DLP 投影機(jī)的技術(shù)是一種全數(shù)字反射式投影技術(shù)。其主要特點(diǎn)如下:
A.數(shù)字優(yōu)勢
數(shù)字技術(shù)的采用,使圖像灰度等級提高,圖像噪聲消失,畫面質(zhì)量穩(wěn)定,數(shù)字圖像非常精確。
B.無縫優(yōu)勢
可顯示高品質(zhì)的無縫圖像。同樣的像素點(diǎn),DLP投影機(jī)能產(chǎn)生畫面均勻,色彩銳利更高品質(zhì)的無縫圖像。
C.顯示效果
DLP 投影單元的亮度均勻性、色彩均勻性、灰度等級等技術(shù)指標(biāo)和實(shí)際顯示效果均比傳統(tǒng)CRT、LCD技高一籌,特別適用于大畫面的投影顯示。
光學(xué)核心壽命
根據(jù)美國德州儀器發(fā)表的技術(shù)白皮書,DLP的核心壽命長達(dá)100, 000 小時,不存在LCD投影機(jī)由于工作環(huán)境溫度高而出現(xiàn)液晶板老化等問題,特別適用于高亮度顯示環(huán)境。
2、邊緣融合處理器
邊緣融合處理器是一臺使你很容易從獨(dú)立屏幕的演示過渡到采用多個投影機(jī)生成的無縫寬屏幕演示的核心設(shè)備。
邊緣融合、多路輸入源選擇、無縫切換、圖像處理和操作人員控制等功能全部由一臺大屏幕處理器來實(shí)現(xiàn)和操作,可滿足支持多窗口顯示的,且以無縫融合寬屏信號為背景的多畫面顯示顯示應(yīng)用要求。處理器視頻處理包括數(shù)據(jù)復(fù)制,以生成重迭投影區(qū)域,以及重疊圖像的邊緣羽化。數(shù)據(jù)重疊和邊緣羽化的交叉數(shù)據(jù)幅度可由用戶編程。
經(jīng)過這臺處理器進(jìn)行屏幕拼接處理及邊緣融合處理后,整個系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)下列功能:
(1)、多個信號輸入
根據(jù)要求,系統(tǒng)可配置為多個信號源輸入,每個輸入均可在高分辨下被處理。對于多屏安裝,每個信號源輸入安裝使用的屏幕的數(shù)量被復(fù)制。
(2)、多個通道輸出
(3)、各種的效果控制 如:
·視窗控制
可以像素精度定義視窗的位置和大小,由此來顯示窗口的輸入。
·數(shù)字放大
在每一視窗內(nèi),均可對圖像進(jìn)行所需的縮放。
·特效控制
選擇產(chǎn)生奇特形狀的重疊、鏡像效果、陰影三維立體效果、淡入淡出、飛進(jìn)飛出等。
·次序控制
所疊加的窗口可以動態(tài)方式存在,用戶可決定任一窗口放置的前后次序。
·邊緣融合
內(nèi)置的邊緣融合功能和羽化特性可產(chǎn)生光滑的全景重疊。
·直觀、簡潔的控制軟件
控制軟件通過友好的管理界面,數(shù)字化的處理方式,方便用戶進(jìn)行信號選擇、顯示布局、畫面處理的多種管理功能。
3、控制端
邊緣融合器的控制端可采用電腦、控制臺式中央集中控制系統(tǒng)。
4、信號源
組成邊緣融合系統(tǒng)的信號源可以是多種多樣。例如現(xiàn)在工程中常用的有:VGA(筆記本、臺式機(jī)、圖形工作站),Video(攝像機(jī)、DVD)以及DVI、SDI(廣播級信號源)HD SDI等等。
5、屏幕
在大屏幕投影系統(tǒng)整體資金比例中,屏幕可能只占用較少的一部分,但是對于整個系統(tǒng)的效果而言,卻是至關(guān)重要的,如果投影屏幕選擇不合適,就相當(dāng)于整個系統(tǒng)設(shè)置了一個瓶頸,無論系統(tǒng)其他設(shè)備性能多么優(yōu)良,整體視覺效果都會受到抑制,無法把系統(tǒng)的完美性能充分表現(xiàn)出來。
在以前的投影系統(tǒng)中,由于受技術(shù)限制,投影機(jī)的亮度無法做到很高,所以為了增加投影亮度。對屏幕一般都要求比較高的增益率,但是這樣會影響對比度和色彩細(xì)膩程度。如今投影技術(shù)的發(fā)展非常迅速,投影機(jī)的亮度已經(jīng)不是問題,所以對投影幕的要求中,增益率就放在了比較低的位置,而主要考慮屏幕的平整度、視角對比度和均勻度。
六、設(shè)計(jì)邊緣融合的步驟
1、 確定大概尺寸
2、 確定投影機(jī)的數(shù)量
3、 選擇投影機(jī)(確定投影機(jī)亮度、分辨率、鏡頭);
4、 選擇屏幕(考慮屏幕增益、均勻度、平整度);
5、 選擇融合處理器;
6、 預(yù)設(shè)軟邊融合的區(qū)域值;
7、 安裝及校準(zhǔn)屏幕和投影機(jī)
8、 調(diào)試系統(tǒng)及測試。
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