DLP大屏幕电视墙dlp大屏幕电视墙的原理及调试方法

大屏幕电视墙能给观众带来更加震撼、逼真的画面，随着电视观众对电视银屏画面品质的要求越来越高，大屏幕电视墙在文艺、新闻、专题等节目中的应用越来越广泛。 大屏幕电视墙主要有三类：crt电视墙 、lcd电视墙和dlp电视墙。 　crt为rgb三枪投射方式，与电视机成像原理类似，lcd 为液晶显示方式，dlp 为数字电子微镜投射方式。这三种电视墙的成像原理各不相同，优缺点也各不一样，因而应用场合也各有不同。 　早期电视台使用dmd 光路系统，通过投影透镜获得大屏幕图像j dlp 投影系统主要包括有信号存储器、dmd 、光源、滤光镜和分光棱镜、投影透镜等。其核心部分为dmd ，控制数字图像的生成．在一片dmd 上有848 减仪旧=508800 个可转动的铝合金微镜，每一个微镜对应一个像素。每个微镜都具有独立控制光线通断的能力、允许光线通过时，微镜“开”、则旋转 l0a ，不允许光线通过时，微镜‘关”、则旋转一10a ，在没有进人正常工作时、微镜处于0° 。 　电视墙一般为crt ，这种电视墙技术成熟，应用广泛，但它有不可弥补的缺陷，就是亮度较低、在一个单体中，中间亮，四角暗。lcd 依赖于偏振、光源中的50 %的光由于偏振作用不能进人lcd ，所以亮度也不可能提高很多，且图象有明显的黑白竖条，一般不为电视台所用。dlp 技术最先进、且最适合电视台使用。不管是哪种类型的大屏幕电视墙、在演播室应用时，都有其特殊性， 下面从dlp 原理出发，讨论在这种特殊环境下的调试方法。 　dmd 微镜的旋转受数字视频信号的控制，数字视频信号为等幅的脉宽调制信号，用脉冲宽度大小来控制微镜对光线通断时间的长短。微镜保持在’‘开”状态的时间越长，则该镜所对应的像素的亮度就越高。由于微镜“开”“关”之间转换速度非常快，所以图像看不出闪烁、利用微镜的这种快速转换就可以来控制像素的灰度和色彩的层次。dlp 光源的光线通过光路系统被引导投射到dmd ，在dmd 上、处于“开”状态的微镜将反射光线通过投影镜头在银幕上形成正方形的像素，这样整个dmd “开”状态微镜经反射、投影就在屏幕上形成了图像。 　以dmd 的数量区分，dlp 有三种不同的模式，即单片dlp 模式、两片dlp 模式、三片dlp 模式，三片dlp 模式提供了最高的亮度，单片dlp 模式，白色的光源通过聚光镜对焦到分色轮上，分色轮由rgb 三色滤光片组成，通过分色轮后的光线照射到dmd 上，随着分色轮的转动，rgb 三色光会顺序照射dmd ，分色轮和rgb 三色信号同步，即当红光照射到dmd 时、dlp 系统处理红光信号；同样蓝光或绿光照射到dmd 时，系统处理蓝光或绿光信号。这样，人的肉眼会将rgb 三色信号组合并感觉为彩色图像。采用rgb 三色分色轮、白色光源的光会有2 / 3 被滤光片吸收（因每次只能通过一个原色光），故在此模式中、黑白投影亮度是彩色投影的3 倍。在三片模式中，不再需要分色轮、光源由分光棱镜分成rgb 三基色，同时输出到三片dmd 上，三片dmd 分别处理rgb 三基色 。与单片dlp 相比较、每一基色的图像时间延长到三倍，使光输出也提高到三倍。由于图像时间加长，允许采用更高的灰度等级（如1 obi 招、可达10 洲级），这样可进一步提高图像质量。这种模式适合用于较大的屏幕投影和较高亮度的场所。 　两片dlp 模式的投影机采用金属卤素灯作为dlp 的光源，其输出光谱中红色光相对较少。两片dlp 模式采用了单片dlp 模式的分色滤光系统和三片dlp 模式的光束分离系统，巧妙地解决了金属卤素灯输出光谱中红色光过少的问题。两片dlp 采用洋红色和黄色双色滤光镜，洋红色滤光镜允许红光和蓝光通过、黄色滤光镜则允许红光和绿光通过，这样红光会长期通过滤光镜，而蓝光和绿光会交错通过。通过滤光镜之后，光线会射向一个双色分光棱镜组，分离出来的红光投射到d 枚dmd 上，而蓝光和绿光交替投射到另一枚dmd 上。与单片dlp 相比，两片dlp一尽可能考虑色温平衡，才能逼沂一真地还原彩色．在演播室中，发光体为灯光．无日光进人，这些灯光的色温都是标准的3200k ，所以，摄像机也一定要设置在3200k 档。 　然而，对dlp 大屏幕显示屏来讲，光源是用的卤素灯，色温度6500k ，与日光基本相同，如不把色温调到3200k ，则通过摄像机、在电视机中看到的大屏幕的图像就是发青的图像，显然这不是我们所希望的。众所周知，色温是表示光源光谱成分的概念。对铁、钨等标准黑体从绝对零度开始加温，随着温度的增高，黑体会发出有颜色的可见光，光的颜色随着温度的升高而逐渐发生变化。当对其加热到800k 时，黑体出现暗红色的光；再加温，山暗红色变为黄色：当加温到560ok 时，颜色由黄色变为日光，即白色光，近似太阳光；继续加温到2500ok 时，颜色逐渐由白色变为蓝色．在电视节目制作中，人们总希望画面中的场景、人物色彩还原准确，色彩逼真，保证较高的画面色彩质量。要做到这一点，光源色温平衡是色彩再现的重要条件之一 所谓色温平衡，是指使用的光源色温与摄像机的色温一致，同一场景中几种不同的光源色温一致。 　摄像机自身有三档滤色片可供选择使用，一是3200k 档灯光色片，二是5600k 档日光色片，三是5600k 1 / 4nd （灰片〕 档日光色片。摄像机用何种色温拍摄、取决于拍摄对象及周围环境的色温。摄像机在低色温档，而拍摄的对象及周围环境为高色温，则拍摄出的图像发青二摄像机在高色温档，而拍摄的对象及周围环境是低色温，那么拍摄的画面偏红。所以、摄像机的色温档与拍摄对象及周围环境的色温要尽可能一致，大屏幕电视墙的调试是通过计算机rs232 接口和狐ra 罗vision 软件进行的，就调试方法而言分为二类二行、场相位的调整和视频译码系统的调整． 　1 行、场相位调整当大屏幕电视墙的机械调整完毕后，首先进行的是行、场相位调整。它决定着各屏间的拼接是否正确。具体过程是：首先输人方格加圆的视频信号 。大屏为组合显示方式．用尺测量和观察相结合，使方格横平坚直，圆不失真，并居大屏的中央 　2 视频译码系统的调整视频译码系统的调整涉及到大屏幕图像的对比度、亮度、色温、非线性失真、色调和色饱和度。这些指标的调整用观察的方法显然是不合适的我们提出的调整测试框图。框图中把摄像机设置在3200k ，在下面所提到的调试方法中，单体和组台屏都要调整，调单体时把摄像机对准单休，并与单体中心位置垂直，每一单体显示完整的图像；调整组合屏时，组合屏显示完整图像，摄像机对准组台屏中心位置。为防止由于摄像机的位置而影响大屏的调整误差、尽量让摄像机放远一些。 在软件中调亮度；黑电平不对，调对比度；每一阶梯的电平幅度不对，就调gamla 校正。这三个指标是相互联系的，要进行反复调整，直至满意为止。调整色温时、大屏输人白色信号，在rgb 调整菜单中，首先把r 调到最大（因为光源的色温为560ok ，对应3200k 红光就显得少了）、然后根据摄像机中所显示的色温、矢量示波器中白色点的位置和彩色监视器的主观评价．对g 、b 两信号进行反复调试，直至满意为止。 　在各屏间的一致性调整时，要以红光最少的那块屏为基准，其它屏的红光就不能调到最大了。色度和色饱和度调整时，大屏愉人彩条信号，观察矢量示波器中侮一个矢量的变化。 调整对比度、亮度和非线性失真时，输人阶梯波信号，根据示波器显示的波形进行调整。幅度不对、在幅度和相位进行逐一调整。 在以上的调试过程中，一定要注意各屏间的一致性调整。各个指标的调试也不是孤立的、它们之问都有相互联系，所以反复调整是必然的． 　大屏幕电视墙在演播室应用时，一定要注意色温的调整。在调试过程中，靠计算机和肉眼是很难达到预期效果的。所以一定要在理解原理的基础上，研究调试方法，使大屏幕电视墙在舞台上发挥应有的作用。

背投原理简析 　背投的实现原理很简单，在设备内部设置一部投影机，发出的图像经透镜放大后投射到屏幕背面，就是背投。正是基于这种原理诞生的背投，由于采用不同的投影机种类，主要可分为crt(阴极射线管)、lcd(液晶)、dlp(数字光处理)等几种。crt背投属于背投阵营中的低端产品，而其它几种背投则对应地为高端产品，其中以dlp背投最为出色，其图像清晰度、亮度、色彩、可视角度以及体积来看，均比传统crt背投有了很大提高。以下文中所述背投均指dlp背投。 　优点：廉价的低端显示方案。 　缺点：体积与重量过大，长时间不间断工作，加快背光灯老化。 　等离子原理简析 　pdp是一种利用气体放电的显示技术，其工作原理与日光灯很相似。它采用了等离子管作为发光元件，屏幕上每一个等离子管对应一个像素，屏幕以玻璃作为基板，基板间隔一定距离，形成一个个放电空间。放电空间内充入氖、氙等混合惰性气体作为工作媒质，在两块玻璃基板的内侧面上涂有金属氧化物导电薄膜作激励电极。当向电极上加入电压，放电空间内的混合气体便发生等离子体放电现象，也称电浆效应。等离子体放电产生紫外线，紫外线激发涂有红绿蓝荧光粉的荧光屏，荧光屏发射出可见光，显现出图像。 　优点：颜色鲜艳、高亮度、高对比度 　缺点：耗电与发热量很大，严重灼伤现象，画质随时间递减，并形成每块拼接屏之间的色差。 　液晶原理简析 　液晶是利用液状晶体在电压的作用下发生偏转的原理。由于组成屏幕的液状晶体在同一点上可以显示红、绿、蓝三基色，或者说液晶的一个点是由三个点叠加起来的，它们按照一定的顺序排列，通过电压来刺激这些液状晶体，就可以呈现出不同的颜色，不同比例的搭配可以呈现出千变万化的色彩。液晶本身是不发光的，它靠背光管来发光，因此液晶屏的取决于背光管。由于液晶采用点成像的原因，因此屏幕里面构成的点越多，成像效果越精细，纵横的点数就构成了液晶电视的分辨率，分辨率越高，效果越好。 　优点：高分辨率、厚度薄、重量轻、低能耗、长寿命、无辐射。 　缺点：拼接缝稍大。

清晰度：dlp技术生成原始资料镜像的准确性方面优于其他大屏幕显示系统。这也是采用 dlp投影显示技术显示的图像总能保持水晶般高清晰水平的原因。dlp投影显示技术的核心是由数以万计的镜片组成的数字显微镜系统，每块镜片之间的距离不到 1微米，从而可以达到极高的占空因数。最大限度地缩小投影图像像素之间距离，可以生成无缝的数字化图片，在任何尺寸下都可以保持良好的锐度，不会出现其他技术造成的像素痕或“筛孔”。 　亮度：由于以镜片为基础，提高了光通效率，因此 dlp大屏幕投影显示系统比所有其他大屏幕显示系统具有更强的亮度。采用所有其他显示技术时，光在传输过程中会受到一定损失，而 dlp大屏幕显示系统的显微镜却可以将照明灯光源的更大光量传输到大屏幕上，二者之间存在着明显的差距。采用 dlp技术，家用视频娱乐产品可产生足以令人陶醉的视觉享受。商务交流可演示清晰的图像，且无论是否有灯光照明。大型场所放映时，15,000流明的高亮度足以满足大量观众的观看要求。

色彩：dlp技术的色彩范围的丰富性可还原 350万亿种色素。在电视和家庭影院系统中，与所有其他显示技术相比， dlp投影显示技术可给出丰富的黑色层次和阴影效果。放映电影时，dlp cinema技术可还原 350万亿种色素，超过影片的八倍。

设计：dlp技术的核心是数字显微镜器件，其对光信号的调制速度比所有其他显示装置要快得多。这意味着 dlp大屏幕显示系统只需要一块面板，而所有其他技术则需要三块。这样一来，投影子系统可以做得很小，重量也相应轻了许多，为创新设计留下充分的空间，产品设计师可以构思体积小、重量轻及更加时尚的产品。超薄大屏幕电视可以节省客厅占用空间。便携式投影仪的重量可以设计成两磅，亮度可供观看会议演示。

可靠性：dlp技术可以使放映机、家庭影院系统和电视的性能更加稳定可靠，dlp显示技术的数字化特点是产品耐热、不受潮湿或振动等环境因素的影响，图像不会因设备长期使用而褪色。每次使用时，dlp大屏幕投影显示系统都可以显示原汁原味的画面，无需调谐，维护量很少。自 1996年以来，已向超过 75家的制造商供货 500多万套系统， dlp显示技术的可靠性已为实践所证实。

多功能：在家用、商务和娱乐方面， dlp投影显示技术可达到同样出色的视觉标准。

创新与灵活性：凡需要的一个都不能少。dlp显示技术可在生活中的各种场合下，满足放映画面的视觉享受。dlp显示技术可供家庭观看出色画质的图像。dlp cinema技术可使影院放映的电影产生动人逼真的效果。用于演示的投影仪也可以在客厅中放映图像，甚至可以放映 pc游戏供儿童娱乐（如果他们喜欢的话）。采用 dlp显示技术的全数字式电视和家庭影院系统可用来赏心悦目地看电视节目、欣赏网上大片、玩游戏软件、观看数字静止图片，真正实现一机多用的完美享受。

1.评估可靠性 　可靠性的重要性 　在选择用于控制室环境的显示单元时，可靠性至关重要。尽管我们都会考虑初始的设备投资成本，但真正的投资成本与“总体拥有成本”有关。要确定“总体拥有成本”，就必须考虑附加支出，这包括显示单元的耗材、保养、维修间隔，当然最应该考虑的还是显示单元的可靠性。可靠性通常以mtbf(平均故障间隔时间)来计算。mtbf可定义为故障之间的平均时间量。在确定系统的mtbf时，必须将所有部件包括在内。可靠性的另一个关键指标是特定产品或相关产品线的保修费用。如果制造商提供的是全责任的保修，他们还应当在现场保证一定数量的备品备件和灯泡以防范无法履行其最初的承诺的情况发生。与此相关的成本被称为保修费用，尽管了解制造商的业务经营成本很重要也很难，但保修费用却能说明系统部件的可靠性。保修费用越低，成本就越低，而可靠性则越高。控制室显示单元中的关键耗材是灯泡。灯泡是持续使用的部件，它不仅影响着“总体拥有成本”，而且对产品的整体可靠性也很重要。此外，由于大多数dlp拼接显示系统的制造商都不生产灯泡，他们可能会与第三方合作。这就使得有些dlp显示墙公司对灯泡成本或可靠性的控制很有限或根本无法控制。规模较大的国际性公司与优质灯泡制造商常保持着战略合作伙伴关系，并且会在工厂内进行可靠性的实验，从而能够更好地控制这一重要部件的可靠性。市场上有所谓的“兼容灯泡”的产品出现，但可靠性相比原厂的灯泡而言则差得多。这也是提倡运行在24/7模式中的用户使用原装配件而不是兼容配件的原因。 　确定可靠性时的关键问题 　何谓系统的完整产品而非仅仅一个或两个部件的总mtbf？ 　何谓相关产品线的保修费用？ 　何谓灯泡的成本？显示单元的供应商与灯泡制造商之间是否有重要合作关系？ 　2.确定总体拥有成本 　在采购dlp拼接显示墙系统时，系统的“总体拥有成本”是最重要的考虑因素之一，而对“总体拥有成本”的计算错误频率却很高。通常，灯泡成本在dlp拼接系统的采购过程中即被公开，而其他重要部件的寿命和确保系统运行状况的人工成本却被屡屡忽视。 　3.确定dlp拼接显示墙的成本源 　dlp拼接显示墙的一般保养形式有两种：耗材和校正。在显示墙初始运行后，某些部件就开始磨损，例如灯泡、空气滤网(如适用)、色轮、冷却风扇和电源等。一旦这些部件发生磨损，就必须进行系统校正，从而使显示单元保持如初始般的清晰、锐利以及一致性。 　应用dlp 技术的显示墙中的典型磨损部件 　灯泡、空气滤网、色轮、冷却风扇、电源 　校正 　必须进行校正的原因有二个：部件的磨损和故障部件的更换。灯泡从点亮的那一刻起，其亮度强度就开始减弱。通常，灯泡在寿命结束时亮度会下降50%。然而，并非所有灯泡的老化速度都相同，所以会导致显示墙的颜色不匹配和亮度不一致。灯泡发生故障后，必须用新的灯泡将其更换。每个灯泡都有自身唯一的颜色特征，这种情况也可能导致显示墙的颜色及亮度的不一致。由于每个灯泡的特性都是不同的，因此使用新灯泡时，需要重新校正该显示单元，以匹配显示墙其它部分的现有亮度及颜色。 　故障部件 　并非所有显示墙都具有同等的可靠性。对制造商而言，建造显示墙的成本是合理生产成本与向终端用户提供性能（质量）的总和。务必研究部件的选择以及投入到组装和生产管理中的人工与工艺。 　显示墙显示单元在哪些方面可以最大限度地减少保养 　显示墙设计的如下方面可以最大限度地降低拥有成本。 　耗材 　显示墙最重要的耗材是灯泡。灯泡是不能避免的续生成本，所以考虑灯泡的寿命非常重要。典型的显示单元应接受6000到10000小时的灯泡运行时间。任何低于此的小时数以及引起的其他系统运行成本都可能成为实质性问题。在评估灯泡寿命时，屏前亮度（cd/m2）也是重要的考虑因素。采用很暗的显示单元，可以延长灯泡的寿命。然而，较暗的显示单元可能并不适合大多数应用。另外，还要评估以标称寿命实现特定亮度需要多少灯泡。如果达到理想的屏前亮度需要不止一个灯泡，那么灯泡的成本就要乘以所需灯泡数量。 　自动校正 　在投资最尖端的显示墙时，各个独立的显示单元应相互匹配以改进可用性与工作流程。这就是为什么校正对确保系统完美运行如此重要。校正系统的方式有两种：人工手动或系统自动。 最理想的显示墙设备将提供系统自动校正功能，该功能可以适当调整显示单元的亮度和色彩。应特别注意这个过程：有些自动校正系统要求在设备与技术人员之间进行大量互动。尽管系统可降低所需的手动工作量，但它可能仍需要多次服务要求和即时的服务响应。在显示墙中应集成一套优质的校正系统，对显示值进行连续分析。如果系统使用预设的最低和最高设定，那么一旦部件超出这些范围，就未必能够有效地调整系统。此外，应尽量避免使用外部校正设备，除非您希望技术人员在设备的生命期之内都能到现场提供支持。 　4.可靠性 　每一个制造商都声称其产品是可靠的，但实际上这取决于他们对部件的选择以及所采取的质量控制措施。在测定显示墙的可靠性时要考虑几个要素。首先，要求“平均故障间隔时间”(mtbf)计算。该mtbf值是预测故障发生时间的计算结果。显示墙应持续使用至少5年时间，因此mtbf应为40000到45000小时左右。其次，要求实际保修费用。实际保修费用将表明制造商在现场支持其产品运行的实际成本。保修费用的计算结果通常为年销售额的百分比。实际管理质量的公司应该随时掌握这些数字，在特定场合下应该提供给用户。最后也是最重要的就是实际安装案例。联系以前的用户与他们探讨对您所购买的特定产品的使用经验。务必咨询以下事项：有多少装置完全是在开箱后发生故障？安装后是否发生任何故障？对灯泡寿命有何经验？产品的可靠性越低，则更换部件、维修零件的安装和显示单元再校正的潜在成本就越高。

DLP背投投影机实际上是一种基于DMD技术的全数字反射式投影设备。一片DMD是由许多个微小的正方形反射镜片（简称微镜）按行列紧密排列在一起贴在一块硅晶片的电子节点上形成的，每一个微镜都对应着生成图像的一个像素。DLP投影机按其中的DMD装置的数目分为一片DLP投影系统