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大屏幕顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備選型指南
 更新時(shí)間:2008-3-7 8:29:50  ( 編輯:映君 )   

  大屏幕顯示系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于通信、電力、軍隊(duì)指揮機(jī)構(gòu),在提供共享信息、決策支持、態(tài)勢顯示方面發(fā)揮著重要作用,以下介紹大屏幕顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和設(shè)備選型中的主要原則和注意事項(xiàng)。

  大屏幕顯示系統(tǒng)是集多種信息接收處理顯示、多類人員操作控制于一體的多媒體互動系統(tǒng),涉及聲光電多方面技術(shù)問題,也涉及有關(guān)部門的管理協(xié)調(diào)問題,還與顯示大廳整體結(jié)構(gòu)密不可分,必須注重需求為主、統(tǒng)籌兼顧、運(yùn)用綜合集成技術(shù),才能使之達(dá)到預(yù)期效果。

  一、 主要功能與要求

  大屏幕顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)首先要提出需求,以下為通用的主要功能與要求。

  信息接收系統(tǒng)不僅要能接收VGA、RGB、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)信息,還要能接收寬帶語音、視頻信號,并能根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)男畔⑥D(zhuǎn)換。

  信息顯示系統(tǒng)能以多媒體的形式發(fā)布共享信息,能以不同的模式、按照劃分區(qū)域顯示態(tài)勢、文本、表格和視頻圖像信息。要求態(tài)勢顯示清晰、分辨率高,文字、圖像顯示清晰穩(wěn)定。

  預(yù)覽、攝像與切換為保證投影顯示信息的準(zhǔn)確性和質(zhì)量,系統(tǒng)必須具有預(yù)覽功能,用于圖像的預(yù)審。顯示大廳內(nèi)應(yīng)安裝攝像機(jī),用以提取管理控制機(jī)構(gòu)工作的視頻圖像。系統(tǒng)應(yīng)具有切換顯示功能,滿足多路信息顯示需要。

  電視電話會議系統(tǒng)能利用監(jiān)控、預(yù)覽、切換、通信及終端控制設(shè)備,保持與有關(guān)方面的視訊聯(lián)系,隨時(shí)可以召開電視電話會議。

  控制方式系統(tǒng)允許領(lǐng)導(dǎo)人員、業(yè)務(wù)工作人員、保障人員,以集中控制、移動控制、授權(quán)控制的方式,對大屏幕進(jìn)行開關(guān)機(jī)、開設(shè)窗口、選擇信源、投影顯示、調(diào)整音響和照明等操作。

  依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)備配置復(fù)雜、電纜信號繁多、安裝工藝和環(huán)境條件要求高,要按照機(jī)線標(biāo)準(zhǔn)化、電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)和大屏幕安裝要求,進(jìn)行工程布線和設(shè)備安裝,確保系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行。

  二、系統(tǒng)布局

  1.基本布局

  大屏幕顯示系統(tǒng)的可用布局方案有:影院型、圓桌會議型、階梯教室型、線型。

  影院型布局的大屏幕在顯示大廳的正前方,領(lǐng)導(dǎo)人員席居中,業(yè)務(wù)員席位于領(lǐng)導(dǎo)人員前后或兩側(cè),技術(shù)保障人員在領(lǐng)導(dǎo)人員后專門設(shè)置的控制室內(nèi),便于對大屏幕顯示進(jìn)行觀察控制。觀摩席在后排或外側(cè),其參觀或觀摩不影響正常工作。這種布局使每個(gè)席位盡可能處于大屏幕的最佳觀看位置,有利于擴(kuò)充席位,能接納的人員較多,適宜分散決策的管理體制,因此屏幕尺寸可以較大而且不止一塊,集中布置在正前方。但是這種布局不利于領(lǐng)導(dǎo)人員與其他成員之間的交談。

  圓桌會議型布局可設(shè)三塊屏幕,主屏幕位于圓桌的一端,輔屏幕位于主屏幕兩側(cè),幕間夾角視人數(shù)而定。領(lǐng)導(dǎo)人員位于圓桌的另一端,處于最佳的觀看位置,業(yè)務(wù)員或輔助決策領(lǐng)導(dǎo)人員位于圓桌兩側(cè),主要觀看本席位正面的屏幕。這種結(jié)構(gòu)有利于領(lǐng)導(dǎo)人員觀看大屏幕并與其他成員之間的研討,但不利于輔助決策領(lǐng)導(dǎo)人員觀看其他屏幕,需要通過合理劃分顯示區(qū)域和內(nèi)容彌補(bǔ)解決。

  階梯教室型布局的大屏幕位于正前方,各類人員按照對正常工作的重要程度不同,呈階梯狀排列位置,主要決策領(lǐng)導(dǎo)人員處于最佳的大屏幕觀看位置,其余人員次之。席位和屏幕之間,放置發(fā)言臺,供講演者用。這種布局適用于領(lǐng)導(dǎo)人員、觀摩人員較多,且完全依賴大屏幕提供的信息作出決策的管理機(jī)構(gòu)!【型布局的大屏幕呈直線或弧線型,按照部門、方向或任務(wù)將大屏幕劃分成若干個(gè)區(qū)域,有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)人員位于相應(yīng)區(qū)域的最佳觀看位置,相互獨(dú)立的行使管理職能。在這種布局中,每個(gè)決策者或一組決策者正面的大屏幕是是專門為其設(shè)置的,用以顯示最關(guān)心的信息,適用于以扁平分散式?jīng)Q策為主的管理控制機(jī)構(gòu)。

  2.投影顯示設(shè)備的布局

  投影顯示設(shè)備包括投影機(jī)、控制器、信源機(jī)、信息接收及格式轉(zhuǎn)換設(shè)備,這些設(shè)備數(shù)量和體積較大,物理連接緊密,布局的基本要求是隱蔽、可靠、便于操作維護(hù)。

  投影分為正投和背投。正投的光線穿過顯示大廳,將信息投射到屏幕上。正投影通過加大光線射程的方法,獲得較大的正投影幅面,適合單屏單機(jī)而對屏幕尺寸要求較大的場合,從而減少設(shè)備,降低成本,但是,正投影對顯示大廳內(nèi)物體的高度有限制,而且光線的強(qiáng)度會隨著投射距離的延長而衰減,使屏幕的亮度降低,常用兩臺投影機(jī)疊加或降低大廳照明亮度的辦法,提高投影顯示的相對亮度。

  背投一般用于射程較短的環(huán)境,為提高投影顯示的幅面,可采用廣角鏡頭或多臺投影機(jī)拼接的方案。鏡頭的性能通常用射程與屏幕寬之比表示,其選擇范圍可從0.88:1到7:1,廣角鏡頭只需較短的射程就可獲得較大顯示幅面。但是,與用多臺投影機(jī)拼接相比,為要達(dá)到同樣的亮度,要求采用廣角鏡頭的投影機(jī)的光源功率較大,而且屏幕越大太陽效應(yīng)越明顯。因此對于單幅畫面較大的屏幕,趨向于采用拼接結(jié)構(gòu)。拼接投影機(jī)固定在幕后特制的機(jī)架上,控制器、信源機(jī)、信息接收及格式轉(zhuǎn)換設(shè)備,位于幕后兩端或第一層投影機(jī)的機(jī)架下,以便在不影響正常投影顯示的條件下進(jìn)行維護(hù)操作。

  3.顯示控制室的設(shè)備與布局

  顯示控制室通常設(shè)在顯示大廳的后面,用單向玻璃與大廳隔離,玻璃上留有傳聲孔,便于技術(shù)保障人員直接觀察和聽到顯示大廳內(nèi)人員和設(shè)備情況,以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)并響應(yīng)用戶申告,及時(shí)進(jìn)行技術(shù)支持和故障處理。

  顯示控制室應(yīng)包括:預(yù)覽監(jiān)視設(shè)備、大屏幕操作控制設(shè)備、信源選擇設(shè)備、音響控制設(shè)備、多媒體播放設(shè)備、錄音錄時(shí)設(shè)備、燈光控制設(shè)備等。技術(shù)保障人員通過監(jiān)視器墻,掌握正在投影顯示的情況,預(yù)審擬投影顯示的圖像,用顯示控制臺上的有線、無線、紅外、遙控器、觸摸屏、鍵盤鼠標(biāo)等多種工具,對大屏幕顯示系統(tǒng)進(jìn)行操作控制,完成對需要投影的計(jì)算機(jī)信息、各種視頻信息的顯示、切換、預(yù)覽控制,同時(shí)可利用集中控制器,對顯示大廳的燈光、音響、窗簾、攝像進(jìn)行統(tǒng)一控制。

  4.監(jiān)控席的布局

  監(jiān)控席通常設(shè)在顯示大廳的最前排,配備大部分控制設(shè)備和簡化的監(jiān)視預(yù)覽設(shè)備,具有顯示控制室的大部分控制手段和控制功能,便于在現(xiàn)場進(jìn)行操作控制,及時(shí)處理用戶申告和故障處理。

  三、設(shè)備選擇

  大屏幕顯示系統(tǒng)的設(shè)備選擇要根據(jù)實(shí)際環(huán)境和使用需要,確定產(chǎn)品的性能要求和關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo),再根據(jù)工程預(yù)算廣泛選取產(chǎn)品,進(jìn)行主要技術(shù)參數(shù)和功能的對比,參考有關(guān)文獻(xiàn)和其他用戶經(jīng)驗(yàn),注重品牌及售后服務(wù),重點(diǎn)選擇幾個(gè)產(chǎn)品,通過實(shí)際測試,必要時(shí)進(jìn)行招投標(biāo),最終選定所需產(chǎn)品。

  大屏幕顯示設(shè)備多達(dá)數(shù)十種,以下僅介紹最重要的投影機(jī)、屏幕和控制器的選擇。

  1.投影機(jī)

  投影機(jī)的指標(biāo)很多,可以從顯示性能、可靠性和可維護(hù)性三個(gè)方面進(jìn)行比較選擇。顯示性能主要包括亮度、分辨率、對比度。投影機(jī)的亮度從數(shù)百直至上萬ANSI流明。實(shí)際觀看到的屏前亮度與投影距離、屏幕和環(huán)境亮度都有關(guān),這要根據(jù)情況綜合選擇,在大屏幕顯示系統(tǒng)中,趨向于采用1000ANSI流明左右的投影機(jī)進(jìn)行拼接。對比度為投影機(jī)輸出最亮與最暗的比值,400:1能滿足要求。

  可靠性通常用MTTF(平均無故障工作時(shí)間)表示,當(dāng)然是越長越好。但是,幾乎所有的產(chǎn)品都有薄弱環(huán)節(jié),投影機(jī)最薄弱的環(huán)節(jié)是提供光源的燈,因?yàn)樵诩泄芾砘蛑匾蝿?wù)的應(yīng)用過程中,即使是短暫的屏幕不能顯示,也是不能接受的。按照木桶理論,燈的壽命是影響投影機(jī)MTTF的重要因素,一般在數(shù)千小時(shí)級。可維護(hù)性通常用MTTR(故障修復(fù)時(shí)間)表示,為了縮短故障修復(fù)時(shí)間,高檔投影機(jī)采用獨(dú)立燈單元部件或雙燈備份,更換時(shí)不需要移動投影機(jī),也不需要進(jìn)行幾何校正,以提高更換速度。

  2.屏幕的選擇:

  投影屏幕從功能上可分為透射式和反射式,透射式用于背投,反射式用于正投。從材質(zhì)上可分為珠光幕、玻璃幕、金屬幕、近白幕、壓紋塑料幕等。投影幕的正確選擇以及與投影機(jī)搭配得當(dāng),可以得到優(yōu)質(zhì)的投影效果,一般按照類型、材質(zhì)和尺寸的步驟進(jìn)行選擇。

  增益和視角是投影幕的兩個(gè)主要指標(biāo)。增益反映了屏幕反射入射光的能力。在入射光的角度一定,入射光通量不變的情況下,屏幕某一方向上亮度與理想狀態(tài)下的亮度之比,叫該方向上的亮度系數(shù),把其中的最大值稱為屏幕的增益,通常把無光澤白墻的增益值定為1,在壓紋塑料幕的光反射焦點(diǎn),增益高達(dá)3.5。一般來講,增益越高視角越小,視角將影響席位的擺放位置和數(shù)量。屏幕在不同方向上的反射是不同的,離屏幕中心越遠(yuǎn),亮度越低,這也稱為太陽效應(yīng),當(dāng)亮度降為50%時(shí)的觀看角度定義為視角,菲涅爾光學(xué)廣角背投幕可將水平視角做到170度。

  屏幕的尺寸應(yīng)與顯示大廳的空間格局、席位設(shè)置、人體物理學(xué)需要協(xié)調(diào)。顯示大廳的空間高度,通常為5)7米,應(yīng)設(shè)領(lǐng)導(dǎo)席、業(yè)務(wù)員席、操作控制席、同聲翻譯席、技術(shù)監(jiān)控席、為協(xié)調(diào)工作設(shè)置的相關(guān)部門管理席,以及預(yù)留觀摩或參觀人員的位置。每個(gè)席位面積依據(jù)設(shè)備配置不同而有差異,6)8平方米能滿足多數(shù)需要。管理與業(yè)務(wù)工作人員之間的最大距離以直接對話無延遲感為宜,不應(yīng)超過30米。屏幕底邊距地面應(yīng)有0.8)1.2米,單塊屏幕通常應(yīng)符合6:4或16:9的寬高比,屏幕的高度大約等于從最后一排觀眾到屏幕距離的1/6,第一排席位到屏幕的距離應(yīng)大于屏幕高度的2倍。以上數(shù)據(jù)可作為選擇屏幕的參考,具體尺寸還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定。

  3.控制器的選擇

  *矩陣控制器

  矩陣控制器用于將輸入的任意一路RGB或視頻信號切換到輸出的任意路,并直接送投影機(jī)顯示。硬拼接靠投影機(jī)自有的功能實(shí)現(xiàn)拼接,成像速度快,矩陣控制器信號切換速度也很快,因此,硬拼接適合需要經(jīng)常切換顯示模式的場合。矩陣控制器的輸入信號的路數(shù)應(yīng)根據(jù)信號源的數(shù)量確定,輸出信號的路數(shù)應(yīng)不少于投影機(jī)數(shù)。通常矩陣控制器都有自帶控制面板和RS-232串口命令2種切換方式,所以,產(chǎn)品能否提供通信協(xié)議命令代碼至關(guān)重要,這涉及矩陣控制器能否實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制的問題。模擬信號帶寬應(yīng)選300m以上,以便保證圖像傳輸質(zhì)量。輸入阻抗應(yīng)與信號源匹配,才能使圖像顯示穩(wěn)定,這些參數(shù)有時(shí)需要通過調(diào)試才能確定。

  *顯示墻控制器

  顯示墻控制器除了具有標(biāo)準(zhǔn)圖形工作站的CPU、存儲器、輸入輸出接口和操作系統(tǒng)外,還具有多路視頻、RGB輸入輸出接口,能將多種外部視頻、RGB模擬信號數(shù)字化后,在成像設(shè)備成像,再轉(zhuǎn)換成模擬信號輸出到大屏幕,并且可以在大屏幕上隨意移動、放大和縮小,實(shí)現(xiàn)跨屏幕多窗口任意尺寸的無縫拼接,如同在一個(gè)大窗口進(jìn)行操作一樣靈活、方便,這一過程也稱為軟拼接,顯示墻控制器也叫軟拼控制器。

  顯示墻控制器為大屏幕圖形顯示提供了靈活的拼接和操作選擇,對于開辟窗口不多(4-6個(gè))、只改變顯示內(nèi)容而較少改變拼接方式的場合,是一種理想的選擇。由于改變拼接方式時(shí),控制器需對各個(gè)窗口進(jìn)行轉(zhuǎn)換和計(jì)算操作,要重新對投影機(jī)進(jìn)行同步,占用很大的系統(tǒng)資源和處理時(shí)間,使得切換時(shí)間較長,有的長達(dá)1分鐘。在輸出分辨率高、開窗口多、要求切換頻繁的應(yīng)用場合,切換時(shí)間、開窗口時(shí)間會較長,視頻顯示會有動畫。在大型管理中心,信號源的數(shù)量大大超過可開窗口的數(shù)量,時(shí)常需要改變顯示模式,進(jìn)行模式切換,因此應(yīng)選擇功能更強(qiáng)大的控制器。根據(jù)一般感受,窗口數(shù)量不應(yīng)超過10個(gè)。因此軟拼接適用于信號源切換較少的場合使用。集中控制器大屏幕顯示系統(tǒng)是集多種媒體設(shè)備于一體的復(fù)雜系統(tǒng),為使其操作控制集中在領(lǐng)導(dǎo)人員席、顯示控制室、監(jiān)控席,集中控制器是很好的選擇。

  *集中控制器

  實(shí)際上是一種控制多種媒體設(shè)備的中間件,配備計(jì)算機(jī)硬件和專用操作系統(tǒng),具有上載標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)程序、上載觸摸屏工程程序、更新操作系統(tǒng)、編寫控制程序的功能。對集中控制器的選擇,首先應(yīng)明確控制對象和控制屬性。在大屏幕顯示系統(tǒng)中,一般要對RGB、視頻、音頻信號進(jìn)行切換控制,對燈光、窗簾、攝像、電源設(shè)備進(jìn)行開關(guān)控制,對DVD、VCD、卡座進(jìn)行播放控制,相應(yīng)地要選擇具有RS-232協(xié)議程序控制、繼電器開關(guān)控制、紅外線輸出接口的集中控制器。其次要選擇控制終端,通常是選擇有線、無線觸摸屏作為控制終端,相應(yīng)地要求集中控制器具有接收RS-232命令、無線電信號的輸入接口。一個(gè)好的集中控制器,不僅應(yīng)具有大量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備控制代碼數(shù)據(jù)庫,以便為設(shè)備擴(kuò)充做準(zhǔn)備,還應(yīng)是一個(gè)智能學(xué)習(xí)設(shè)備,能輕松的學(xué)會可遙控設(shè)備的控制命令,補(bǔ)充數(shù)據(jù)庫的不足。

  四、綜合集成

  大屏幕顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要將不同產(chǎn)品、不同設(shè)備互連,追求系統(tǒng)整體性能最優(yōu),而不是對具體產(chǎn)品設(shè)備的研究開發(fā),其技術(shù)難點(diǎn)是接口,技術(shù)難關(guān)是系統(tǒng)協(xié)調(diào)與優(yōu)化。當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)方案建成以后,可能存在很多意想不到的問題,例如信號匹配問題、切換速度問題,有的問題需要進(jìn)行參數(shù)調(diào)整解決,有的需要更換產(chǎn)品解決,有的甚至要通過降低系統(tǒng)指標(biāo)的方法解決。

  大屏幕顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程實(shí)際上是一個(gè)系統(tǒng)集成的過程,就是按照各種行業(yè)使用的需求,對眾多的技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)行合理的選擇,最佳配置各種軟件和硬件產(chǎn)品資源,組合成完整的、能夠滿足管理機(jī)構(gòu)各個(gè)席位具體應(yīng)用需求的集成方案。


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