深圳市本人科技{二通道投影系统方案}
1. 公司简介
1.公司简介深圳市本人科技有限公司是一家专业从事音视频产品、投影屏幕及投影机周边相关产品的销售与服务,大屏拼接、融合产品应用与推广;专业音视频、会议系统工程;远程视迅和集中控制等自动化系统的集成公司。 公司将面向的客户各行各业,制造业、政府机关、军队、通讯、教育、大中企业及酒店娱乐业、地产业等系统集成工程项目。 公司将通过建立完善的人力资源管理平台及明确的岗位责任制及人才激励机制,实现了人尽其材与公司共同发展。严格的服务规范,严密的服务组织体系,快速反应的服务时间,标准规范的服务与流程,形成了一个高素质的与公司业务相适应的客户服务保障体系平台,为广大客户提供一系列优质解决方案的服务。
2. 项目介绍
2.1项目概述
随着科技发展,追求亮丽的超大画面、纯真的色彩、高分辨率的显示效果,历来是人们对视觉感受的一种潜在要求。对大画面、多色彩、高亮度、高分辨率显示效果的渴望越来越强烈,而传统的电视墙、投影硬拼接屏和箱体拼接墙等有缝拼接方式缺乏画面完整性与亮度色彩均匀性,很难满足人们在这方面的要求。而最近迅速崛起的边缘融合技术是近年来兴起的一个新的无缝拼接技术,它更好的改善了拼接图像的视觉效果,已经成为适应这一需求的最有效方式。
多通道投影显示融合系统就是采用多个投影显示单元组合而成的多通道显示系统,它比普通的标准投影显示单元具备更大的显示尺寸、更宽的视野、更多的显示内容、更高的显示分辨率以及更具冲击力和临场感的视觉效果。
2.2项目目标
综合考虑项目的先进性、可靠性、性价比、可扩展性等因素,保证系统设计清晰简洁,性能稳定,且满足所有用户需求。设计一套高分辨率,高亮度,高对比度,图像色彩还原性好,跨幅文字清晰,失真度小,亮度均匀的多通道大屏幕显示系统。
系统将电脑在融合平台上,能同时将视频图像信号拼接融合显示在大屏幕上,可执行Windows系统平台内的所有软件,如PPT编辑浏览、图片制作、仿真软件等,均可以全屏无缝的显示一幅完整的画面,通过仿真硬件连路,真正达到智能化控制。
2.3项目涉及核心技术
几何校正
色彩校正
边缘融合
多屏图像控制处理
信号传输及远程控制
3. 系统设计方案
3.1设计思想
深圳市本人科技有限公司始终坚持高起点、高标准、严要求,结合公司多年来积累的大、中型系统的设计和丰富的工程实施经验,依据大屏幕显示系统各设备功能特点及兼容稳定性,遵循科学的设计原则、设计标准和设计规范,突出先进性、适用性和经济性,且具有一定的超前性,确保系统建成后达到一流水平。
3.2设计原则
实用性
本系统一定要贴近用户需求,认真研究,精心设计,充分展现出最好的效果。
可靠性
系统能提供长时间的连续运行,各设备性能可靠且兼容稳定。
先进性
系统的功能和性能达到同档次显示系统的先进水平,从实际需求出发,尽可能采用较先进的技术,以延长系统的生命力。
经济性
在满足功能需求的情况下,使系统建设成本尽量小,用最小的成本换取最大的收益,保证安全、实用、经济。
简易性
系统的调整、使用简易方便,用户操作界面友好、过程简捷,便于培训及使用。
可扩展性
系统具有灵活的再配置能力,可根据应用需求的变化随时对系统进行调整扩充,,具有前瞻性与科学性,尽量避免浪费。
3.3技术背景
3.3.1边缘融合技术介绍
边缘融合的应用来源于大屏、视景仿真、作战指挥系统。是适应人们追求亮丽的超大画面、纯真的色彩、高分辨率的显示效果的这一需求而产生的,它在增大画面、提高亮度、分辨率等方面有着十分明显的优势。
边缘融合技术就是将一组投影机投射出的画面进行边缘重叠,并通过融合技术显示出一个没有缝隙,更加明亮、超大、高分辨率的整幅画面,画面的效果就好像是一台投影机投射的画质。当两台或多台投影机组合投射一幅两面时,会有一部分影像灯光重叠,边缘融合的最主要功能就是把两台投影机重叠部分的灯光进行渐变调整,使重叠区的亮度对比度与周边图像一致,从而使整副画面完整统一,丝毫看不出是多台投影机拼接的结果。
边缘融合大屏幕显示系统可以精确细致地显示每个精细而且微小的画面,整套系统展现出来是整幅无缝的画面,不论是光学拼缝还是物理拼缝,都不会存在,带给观众震撼的视觉冲击和享受,让一切数据完美再现。边缘融合技术起初应用于军方模拟仿真系统,随着科技的不断发展,成本的不断下降,边缘融合大屏幕系统已经逐步的进入地产演示、指控监控中心、主题场馆、仿真游戏等大屏幕显示系统。
3.3.2边缘融合技术的发展
边缘融合技术经历了三个发展阶段:硬边拼接、重叠拼接和边缘融合拼接。
硬边拼接
硬边拼接,又称简单拼接,即多台投影仪的边沿对齐,不做任何其他处理。显示效果上表现为画面拼接处有拼缝或叠影,相邻通道连接有明显错位,手动调节复杂
简单重叠
简单重叠示意图
简单重叠,即多台投影仪的画面有部分重叠,但没作淡进淡出处理,因此重叠部分的亮度为整幅其余部分的2倍,中间交叉地段为4倍高亮度,在显示效果上表现为重叠部分为一亮带。
边缘融合
边缘融合示意图
将重叠部分的亮度分别线性衰减和增加,使相邻通道重叠的色彩渐变和羽化,达到色彩亮度一致,在显示效果上表现为整幅画面亮度完全一致。
3.3.3边缘融合与传统大屏拼接比较
传统常用的大屏拼接主要有CRT背投、LCD背投、DLP背投等背投箱体拼接方式以及PDP、LED等显示屏拼接方式。
边缘融合大屏幕无缝显示画面有着无缝、连续、亮度均匀、色度一致的显著特点,这是以上传统大屏拼接望尘莫及的。传统大屏幕拼接与边缘融合无缝投影显示系统相比,都有着以下缺点:
物理拼缝
背投箱体和显示屏的传统拼接方式都有物理拼缝,根据单元拼接体的档次高低,其拼缝宽度从6mm内到数公分不等,不论宽窄,视觉上都有明显的拼缝效果,这是不可避免的,这对画面将造成割裂感,特别是满屏或跨屏显示大幅画面时,会破坏画面在观众中完美显示的效果,没有冲击震撼力,达不到理想效果。
幅面限制
背投箱体和显示屏的拼接方式在幅面上受到很大的限制,由于拼接单体是平面的,它们的拼接工程也仅局限于平面,不能制造弧面或球面的特殊效果,观看效果平淡无奇,更谈不上立体感、沉浸感等特殊效果。而且,背投箱体和显示屏由于本身的重量以及材料特性,其拼接的单元数量或尺寸高度都受到局限,做得越大安全系数越低,运行没有保障。而目前边缘融合所需的显示载体是屏幕,目前最大的无缝整张屏幕可以做到27米×7.2米,拼接屏幕可以更大。
窗口排列
传统拼接方式窗口排列固定,而多通道边缘融合无缝投影系统能显示多路RGB/视频信号,且能够以任意大小、位置显示在完整的画面上,可以任意跨屏、满屏、叠加显示。能够预置多种排列方案,一键快速切换。
亮度色彩不均匀
传统拼接方式都是由多个独立的显示单元组成,很难保证亮度色彩均匀一致,特别是随着使用时间加长,每个显示单元亮度衰减,色彩还原性遍差,更难保证整个系统的亮度色彩的均匀统一。对于背投箱体,单元屏幕的中心亮度与四角周边亮度往往不一致,中心会相对亮一些,以致拼缝效果更明显,这与投影机镜头以及光学透镜屏的光焦匹配有关,而且会随着使用时间增长而加剧。
操作维护麻烦
拼接
不便于维护管理和故障检测,易形成干扰。
故障率高
多个显示单元共同完成一个显示系统工程,而只要有1个显示单元出现故障,整个系统将无法正常运行,进行维修或更换设备重新调试系统,都将会带来很多的损失与不便。由于有多个显示单元,这样整套系统的故障率将比较高,不但耽误了使用,维护维修工程也繁杂而昂贵。
3.4总体设计
根据我公司技术分析和多年的项目经验,建议采用以下核心设备:
图像融合处理器(2通道)
背投幕(4*1.5m)(根据现场情况定制)
投影机(2台)
首先利用融合处理器自带输出产生2通道画面,所输出的画面具有边带生成功能,可生成公共像素,以供通道之间的融合处理。融合处理器对自身的投影图像进行像素级的几何校正、自动色彩校正、无痕边缘融合等综合处理,构建无缝统一、色彩均匀、高分辨率的整体画面,完美实现大屏幕显示的应用。
整个系统包括图像融合处理器、投影幕、投影机、音响系统、以及相关辅助配件等组成。
系统工作原理及结构图如下:
单元过多,拼接的方案设置,矩阵的切换等操作都相当麻烦。设备线缆错综复杂,
屏幕尺寸示意图(两通道)
3.5系统功能特点
融合处理器处理并输出2路图像信号,组成一个2通道无缝、连续、亮度均匀、色度一致的完美大画面平台。单通道分辨率最高可达到1280×800,整体画面分辨率可达到2560×800(实际像素数可能随着投影设备的工程参数而变化)。
兼容DVI-D与VGA信号,支持各种图形工作站和投影机。
支持快速自动校正与Alpha/Gamma精确手动校正,单像数几何校正精度达0.04,完美的抗锯齿能力,保持投影画面不变形失真。
能快捷方便的对不同通道投影画面进行亮度色彩校正,保证亮度均匀、色彩一致,适合各种投影仪。
各通道精确同步控制,确保各投影仪同步显示,整套系统设备兼容可靠,可提供长时间连续稳定运行。
3.6可能遇到的问题及解决方法
投影亮度不足
某些因素可能造成投影的亮度不足,这些因素包括:
投影仪为低流明,本身亮度不足;
环境光干扰,导致投影幕相对亮度降低;
幕的透光性能差,导致光强度减弱。
对于以上这几种因素,可以有针对的进行解决,例如:
更换高流明投影仪;
进行房间改造,消除环境光干扰;
更换透光性能更好的幕。
4 主要设备介绍
4.1.1数字图像拼接融合机简介
小鸟科技数字图像拼接融合机系列BB3X是构建多通道投影无缝显示系统的核心设备。可对图形进行拼接、单像素自动色彩校正、无痕边缘融合等综合处理,构建无缝统一、色彩均匀、无变形失真的画面,完美实现大屏显示应用。适用于各种投影仪,调试简易,轻松构建包括平面内的任意屏幕形状大屏幕投影系统。
小鸟科技数字图像拼接融合机系列功能特点:
1任意开窗:图像视窗在全屏范围内可以任意缩放、叠加、漫游。
2自动色彩平衡:独特自动色彩统一机制,色彩失真低于2%,肉眼无法分辨,能在数分钟内完成一个通道的色彩校正,省心省力。
3无痕边缘融合:图像融合效果非常完美,肉眼几乎看不到融合带;自动边缘融合操作简单迅速。
4小时级系统调试:小时级调试,系统即达到完美效果,解决漫长手工调试之苦;安装调试过程快速简单,有手动与自动模式,只需简单培训即可掌握。
5可处理并输出多路图像信号,组成一个无缝、连续、亮度均匀、色度一致的大画面。
采用不同设备可支持不同的通道处理,处理更多画面。
6具有DVI-I 端口,兼容DVI-D 与VGA 信号,支持各种图形工作站和投影机。
7适合于各种软、硬的正投和背投屏幕,能适应不同尺寸形状的屏幕;
8可通过网络实现远程控制与调试。
4.1.2 锐图数字图像拼接融合机核心功能
图像拼接 锐图科技数字图像拼接融合机采用自主研发的纯硬件架构的高端图像拼接处理器,能够在多个显示单元同时显示多个动态RGB/VIDEO画面。
色彩校正 色彩校正的目的是减小不同投影机之间的色彩差异。配置中心通过摄像机采集当前通道与目标通道投影图像的色彩差异,对当前通道的色彩进行校正,使该通道的色彩与目标通道的色彩一致。依次对除了目标通道之外的其他通道的色彩进行校正,从而达到所有通道色彩一致。
在正常环境下,色彩校正可以由软件自动完成,且达到完美一致的效果。而手动校正模式可以对Alpha/Gamma参数进行精确手动设置,从而保证在现场灯光环境恶劣的情况下也能完美的完成校正。
边缘融合:边缘融合是将相邻通道的重叠部分进行消隐处理,使其亮度、对比度与周边通道部分保持协调一致,将整个屏幕完全融为一体,满足无缝显示的要求。
锐图数字图像拼接融合机采用科学先进算法,只需要对每个通道需要融合的边缘以及相邻通道进行选择,设置好融合带宽度象素值(一般为2、4、6…256象素)、融合区域以及融合参数,即可以自动完成边缘融合处理,简单快速,效果完美。
4.2投影幕
在多通道边缘融合无缝显示系统中,屏幕给观众以最直观的视觉感受,所以屏幕的选择至关重要。选择不合适的屏幕可能会破坏图像的视觉效果,而选择合适的屏幕则可以显著改善画面成像质量,并且能在各种不同的环境光线的条件下显示高清晰,高对比度的图像。
应用到多通道投影无缝显示系统中的屏幕必须兼顾视角、增益、对比度、均匀度、平整度、抗环境光特性等多项指标。
在本项目中,根据实际场地需要,设计一套完整无缝2通道平面屏幕,有效显示尺寸高度为 米,宽度为 米。
4.3投影机
由于边缘融合无缝显示系统大都应用在显示性能要求较高的特殊应用场所,对于设备的高可靠性要求也高,对其技术指标有更严格的要求。
分辨率:为了保证图像不失真,用于边缘融合的投影机只能使用其标准分辨率。为了表现图像细节,投影机的标准分辨率至少应为1024×768。
亮度:在边缘融合无缝显示系统中,一般采用多通道大屏幕,要选用足够高流明亮度的投影机,才能保证观众的沉浸感。
对比度:边缘融合对画面的质量要求高,如指挥监控,视景等的应用,如果图像对比度太低,会降低显示场景的真实感。同时,对比度太低的投影仪做无缝拼接处理,效果很差。
亮度一致性、图像还原度:亮度一致性是影响边缘融合效果的重要因素之一。边缘融合无缝显示系统要求投影机的亮度一致性达到90%以上。
网络连接控制功能:良好的网络连接能力,便于中央集中控制或网络远程控制。
长时间的稳定工作:在边缘融合无缝显示系统中,投影机的稳定性是最基本的要求,尤其体现在监控系统中应用的投影机上。
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