视美乐：贵阳互联网金融交易中心大屏幕拼接项目技术方案

　　一、项目情况

　　贵阳互联网金融交易中心北一塔位于贵阳市域地理中心观山湖区，长岭北路与金朱东路交汇十字路口，通过迎宾路与市级行政中心直接相连。拥有两条规划中的城市轨道到交通线路，是城市重要节点位置，商业价值令人仰止。

　　二、系统 结构与优势

　　结合用户需求和实际情况，采用4x4共16个70英寸激光DLP拼接背投单元拼接成这个显示墙，总体有效显示面积达6米x3.4米。

　　在系统组成上，除了16台具备1920x1080高清分辨率和2000流明亮度的视美乐SML-VM200激光投影机外，采用了视美乐多屏拼接处理器，作为控制中心。多屏拼接处理器是一台纯硬件架构、无操作系统的高性能视频图像处理工作站，能够将多个动态画面显示在多个屏幕上面，实现多窗口拼接的功能。同时还具备对投影机的控制功能，实现对所有投影机的统一控制。

　　产品技术优势

　　投影及拼接技术选用

　　当今，在投影显示领域，从模拟电路驱动显示转向全数字显示系统是一个质的飞跃。我们所采用的系统，采用美国德州仪器(Texas Instruments)的DLP(Digital Light Processor)全数字化信号处理技术，是当今世界的最新显示和处理技术。

　　DLP技术采用全数字化处理方式，其核心部件为DMD(数字微镜器件)，具有高可靠性，高对比度和亮度，色彩还原性好，画面清晰，无烧坏死现象，免维护等特点，一天24小时长期连续使用不会对投影机有任何损坏，对显示效果没有任何影响。从安装调试完的显示到数年后的显示都能保持相同的显示效果，达到同样的清晰度、分辨率、精度。作为投影机技术的发展方向，该技术已迅速在国内外广泛应用，目前已成为大屏幕拼接墙显示系统的主流产品，尤其是普遍应用于需要长时间不间断工作的控制室显示系统。

　　投影光机的选用

　　投影光机的选型，是关系到整体投影墙系统质量水平的关键部分之一。为此，我们向贵方推荐采用单片DDR DMD的DLP(数码光学处理器)技术的背投影机，是高分辨率(1920 × 1080)和高亮度(2000ANSI流明)的专用拼接投影机芯;亮度高，寿命长达60000小时，使用成本低;功耗低，每个投影光机功耗小于200W(标准模式下)，是其他技术的三分之一至二分之一，绿色环保;稳定性搞，其工作温度低，最高工作温度不超过40度，有效确保稳定性;具有更好的色彩还原度，代表着DLP大屏幕显示技术的最先进水平。能充分满足用户长时间连续工作的需要。目前激光光源DLP产品已经在世界范围内迅速推广和应用，在国内市场上已有许多成功案例。

　　全数字化结构，数字化图像处理、数字RGB接口

　　独创的安装工艺及专业的拼接技术

　　先进的色彩校准电路

　　多语种的操作平台和控制软件

　　先进完善的大屏图像处理及管理系统

　　公司自主开发的多屏拼接控制器，可以连接现在流行的各种局域网，支持基于TCP/IP协议图像显示和数据传输。通过串口和IP并行结构将各个离散的子系统有机的结合在一起，系统软件采用C/S的工作模式，有利于实现网络的分控和权限的集中管理。系统软件采用模块化的设计，具有良好的先进性和扩展性。

　　区别于其它大屏幕设备供应厂家，公司拥有自主开发的系统控制软件，包括控制协议和软件源代码，我们拥有完整的DLP投影机控制信息及数据通讯协议。在此基础上，通过公司技术人员的深入分析和研究，开发出了具有中国用户特色的控制软件：全中文界面、显示模式的随机保存和调用、多设备联动控制、网络化远程控制、多用户客户端/服务器模式等。控制软件不仅可以方便直观地控制组合大屏幕的所有操作和参数调节，同时能够以添加模块的方式，支持其他外部设备的控制(如矩阵切换器，环境控制光机等)。

　　行业内最新的光源技术

　　我司推出业界最新的激光光源，亮度和超高压水银灯的亮度一致，寿命长达的60000小时，2000流明的亮度功耗小于200W，实现了真正绿色环保。

　　产品之所以被广大用户接受，一方面是因为投影机的可靠性高，产品性能领先;公司提供了控制中心所用的图形拼接投影墙系统的完整解决方案和国内完善可靠的售后服务体系。同时公司有充足的备品备件供应,为向用户提供及时的售后服务和维修带来了切实保证。

　　三、投影显示单元

　　（一）投影机

　　采用视美乐激光DLP投影机——高清高亮画面、超长使用寿命、安装灵活便捷、秒速开关机。

　　视美乐激光DLP投影机使用激光光源，而非传统灯泡，集合惊人的图像亮度与质量以及较低的生命周期拥有成本等众多优势于一身。激光投影机结合了极佳画质、较低运行成本以及高达60000小时的工作寿命和无需更换光源等众多优点，非常适合在广泛的环境中集成，从会议室、讲堂到零售商店和旅游景点，无不适用。

　　技术优势

　　1 、高品质的画面始终保持明亮不变暗

　　视美乐激光投影机的全高清分辨率(1920x1080)产品，实现画面的全高清效果。而全新100000:1的高对比度，实现画面的色彩还原。

　　传统投影机使用一段时间后灯泡光源的光线会变弱，因此随着灯泡使用时间变长，显示也会变得非常暗淡和吃力。但激光光源的亮度更加持久。可确保每次演示都具有与上次演示相同的清晰度、亮度和优美程度。视美乐激光投影机具有很高的亮度，同时激光光源的亮度衰减与常规灯泡相比是非常缓慢，保证持久的亮度效果。

　　激光光源与常规灯泡相比，具有较高水平的色彩纯度，使其能够保持更好的色彩还原效果，不仅呈现出非常明亮的高对比度图像，还提供了出色的色彩准确性和稳定性。与其他传统投影机相比，色彩更加生动逼真。激光色域可以达到120%以上

　　2 、环保节能

　　配件成本支出减少

　　投影机中的激光光源通常可确保20000小时的工作寿命，有效地免除了更换需求，几乎无需维护。此外，一系列节能特性确保其具有比传统灯泡光源更低的总生命周期拥有成本。激光光源相比传统灯泡的2000小时使用寿命提高了10倍，减少了用户方配件的支出费用。

　　人力售后成本减少

　　20000小时的使用寿命意味着在这期间会减少灯泡更换的频率，特别是在多通道拼接或融合的应用上，可以有效的减少售后技术人员的工作量。没有什么东西能持续到永远——普通投影机灯泡通常最多也只能持续使用几千小时。我们的超凡投影机的激光光源的额定工作寿命预计为20000小时。通常这意味着您在正常使用的情况下近十年无需更换光源。

　　环保

　　新型激光光源的投入使用，光源不再含汞，是一种新型环保解决方案。我们的投影机内置多种节能功能，有利于保护环境。在为我们的地球做出贡献的同时，您也会感激于它帮助您节约的大量电费。

　　3 、支持多画面拼接显示

　　视美乐激光投影机100000:1的对比度在多通道拼接或融合项目的使用过程中，使整个色彩毗邻或重叠画面达到良好的一致性。

　　4 、简单灵活的安装

　　激光光源对于安装方向没有任何特殊的安装要求。可以将投影机安装在侧面，也可以倒置安装——让您随心所欲。镜头横向/纵向电动位移功能以及激光光源的使用，使投影机不再局限于传统的正投/背投安装方式，360°自由角度安装能力可让您以任何角度安装该投影机，甚至可以侧面安装或上下颠倒，比如新型的竖投/地投安装方式，呈现出全新的视觉效果。

　　5 、快速启动和关机

　　视美乐激光投影机支持即时开关机功能，开启和关闭时间非常短暂，无需等待灯泡预热或冷却，更不会有炸灯的风险。传统灯泡投影机则需要时间预热或冷却，浪费宝贵的时间。通过开启设备，投影即时成像，关机后无需冷却，并可根据需要连续开关投影机。

　　6 、高可靠性

　　无需灯泡。无需维护。无需停机。60000小时的使用寿命可使投影机保持最佳工作状态。低发热，冷光源对散热要求更低，于是投影机就可以更安静。激光光源体积小，发光体的体积不及传统灯泡的十分之一。这一切特性，使激光投影机具备高可靠性的特点。

　　（二）屏幕与屏幕拼接结构

　　1 、屏幕

　　屏幕的选择与投影机同样重要。如果用一台好的投影机投一块差或不合适的屏幕与用一台差的投影机投一块好或合适的屏幕相比较，我们会发现后者显示效果更好，由此可知屏幕在大屏幕投影显示系统中的重要性。

　　光学透镜屏介绍

　　光学透镜屏也称做菲涅耳/光栅透镜，是一种模铸成型丙烯酸屏，面向投影机一侧是菲涅耳透镜，面向观众一侧是光栅透镜。菲涅耳透镜聚集来自投影机的光线，折射光线使其直接穿过屏抵达光栅透镜，光栅透镜以一定的方式来控制光线的折射，实现相当宽的水平视角。丙烯酸内的散射介质控制垂直光的分配，能提供相当宽的水平视角内的优异亮度，是散射屏亮度的5倍，刚性透镜屏的缺点是垂直视角较窄(+/-10度内)，并且尺寸受到限制。

　　典型的光学屏透镜结构

　　图A是典型的单片光学透镜屏投影模式，横截面里的点阵代表内植于屏介质中的散射材料。图B是典型的双片光学屏，当尺寸大到120英寸，必须考虑采用何种方法才能保证两片紧密地靠在一起，若不能实现这点，影像就会发生波纹图案。图C是光学透镜屏幕的水平和垂直半增益角曲线。

　　增益

　　屏幕产生增益的原因是利用光学透镜实现对光分布的控制，使得光线能被有效的利用，增益愈高，视角就愈窄。

　　半增益角：

　　在轴增益衰减到峰值一半时的角度值。

　　焦距

　　菲涅耳屏的焦距长度必须与投影机透镜的焦距相匹配。

　　节距

　　屏幕的节距必须小于像素尺寸，否则会产生摩尔效应。

　　热点

　　热点问题在背投屏幕上显得尤为显著，对视频投影来说，选择合适的屏幕材料或屏幕结构对减少热点问题是非常重要的。

　　屏幕材料

　　由光学级Acrylic(丙烯酸)树脂组成，是一种容易刮伤的材料，一旦刮伤后，将会在图像的相应范围形成亮点或黑点。如果是背投幕大面积的刮花，还可能会造成刮伤部分无法成像。通常情况下，温度每升高10℃，背投幕的尺寸会膨胀1‰/每米，相对湿度从60%增加到100%时，背投幕的尺寸会膨胀2‰/每米，当温度与相对湿度回复到原来的状态时，背投幕的尺寸会逐渐恢复到原始的尺寸。

　　2 、屏幕拼接结构

　　屏幕的拼接框架在整体结构中所占有的价格不多，但是对于显示效果却有很大的作用。一般来说，屏幕的尺寸越大、层数越多则拼接框架的结构越复杂。这是因为除了要考虑屏幕本身的热胀冷缩问题，还要考察到每层屏幕之间的承重问题以及屏幕缝隙越小越好的问题。因此在选择屏幕的拼接框架上最简单并且有效的选择是采用背投显示单眼。

　　大屏幕投影显示墙拼接结构主要应用于大屏幕投影显示工业技术领域，大屏幕投影显示墙拼接结构一般由硬质投影屏幕、屏幕框架、分光板及固定骨架等基本构件组成。硬质投影屏幕的基本材质由光学级Acrylic(丙烯酸)树脂组成，其线膨胀系数比金属材料约大一个数量级。通常情况下，环境温度每升高10℃，背投幕的尺寸会膨胀1‰/每米，相对湿度从60%增加到100%时，背投幕的尺寸会膨胀2‰/每米，当温度与相对湿度回复到原来的状态时，背投幕的尺寸会逐渐恢复到原始的尺寸。而实际情况下的环境温度的变化幅度可达数十摄氏度，累计数值可达数毫米之多，尤其对于超大屏幕而言(对角线在100"以上)。由于大屏幕材质的原因，大屏幕投影显示墙拼接结构大都对现场环境温度、湿度要求很严格。使用环境温湿度低于原始安装环境温湿度，拼缝易变大;高于原始安装温湿度屏幕又易引起变形，使用环境只有在恒温、恒湿的状态下，才能够保持屏幕原有的安装效果。

　　我公司大屏幕投影显示墙拼接结构是一种够适应环境温湿度变化的拼接结构，使大屏幕在不同温度、湿度环境下，始终保持屏幕平整性和拼接结构的长期稳定性，有效防止大屏幕拼接后屏幕的几何变形，使拼接结构能支持良好的细缝拼接，同时使用环境温度、湿度在一定范围内改变时，仍保证拼接屏幕的平整性，拼接结构可靠、安全;该结构简单，工艺性好，制造方便。

　　（三）箱体和投影机调整机构

　　箱体采用工业铝挤塑材料，既牢固又精确，整个型材采用互锁式安装，所有产品安装完毕之后和房间固定在一起。

　　投影机调整机构主要实现投影机的上下左右前后方向的精确移动和俯仰调整等，要实现连续细腻的调节，保证投影机光束垂直屏幕且不产生失真(上下、左右梯形失真或混合失真)，是高质量图像拼接系统中的重要设备。

　　背投显示单元结构可以确保图像拼接准确，不错位，不丢失信息。其主要措施如下：

　　精确的屏幕支架与投影机架的设计、制造和安装，保证投影机与屏幕的相对位置准确，各组位置一致。

　　放置投影机的底座能进行多维调整，保证投影机与屏幕垂直，距离精确调整。

　　投影机的镜头座可以二维移动，保证图像在垂直、水平方向精确位移，对准。

　　通过对投影机的电子控制，调整图像的位移。

　　所配镜头专为背投拼接要求所研制，是高档的专用水晶镜头，保证图像边缘不变形。

　　（四）反射系统

　　反射的目的是折射光路，减小投影深度，节约空间。反射系统一般采用高反射率的前镀膜反射镜，防止出现重影。

　　应选择高质量的前渡膜反射镜，其本身是光路中的一个光学不见，堆光的传输进行调制，如其本身反射率低，将损失光的强度，如其本身平整度差，造成图像画面的失真，如其在垂直方向角度过大，会因重力原因下垂，因此如必须采用反射系统，应仔细的进行设计。

　　四、多屏拼接处理器

　　多屏拼接处理器集高清视频信号采集、实时高分辨率数字图像处理、三维高阶数字滤波等高端图像处理功能于一身，具有强大的信号处理能力。本款产品采用大容量高速FPGA阵列和CrossPoint数字多总线数据路由交换的处理机制，从根本上保证对所有输入信号源进行全实时处理和数据一致性，图像无延迟、无离散化、不丢帧，实现了图像的完美呈现。

　　多屏拼接处理器支持多种信号源输入模式，包括视频(SDI信号)、电脑信号(VGA信号)、高清数字信号(HDMI或DVI信号)等。对计算机视频信号，能兼容支持各种常见分辨率，并可实现自定义非常规分辨率。拼接控制器可输出DVI-I信号，支持RGB(模拟)/DVI(数字)同时输出，部分型号还支持双DVI-I通道备份。单个输出通道最高支持分辨率1920×1200@60Hz。另外，标准配置可以为各组大屏配置超高分辨率的静态大底图，高端配置还可接入超高分辨率动态底图。

　　多屏拼接处理器包含多种功能型号，每种型号均可配置多种不同的可选规模，其中输出最大规模能支持72块大屏幕的拼接显示，同时支持多组分组大屏不同分辨率显示，每组的分辨率均可以根据实际需求自定义设置，这对多组不同规格大屏组合显示的系统非常有意义。

　　1 、功能特点

　　硬件架构特点

　　标准化机箱设计

　　设备箱体尺寸采用符合ANST/EIA RS-310-C/D的标准19英寸机箱设计，可被轻松地安装到标准的19英寸宽服务器机柜中，安装过程简便，固定性能稳定。标准的机架式设计使得您的布线更加便捷、美观，标准的工业化尺寸更加便于大规模设备的安装和部署。

　　CrossPoint交换技术

　　主板采用自主研发的巨量数据交换芯片技术，高速宽带总线，彻底根除了多屏多屏拼接处理器数据总线带宽低下引起的拼接系统显示速度慢且不稳定的瓶颈问题。多屏多屏拼接处理器采用CrossPoint全交叉调度架构高速数据传输技术，底层数据传输由数据调度芯片控制，每路信号独享专用通道进行传输，保证了所有信号图像的完全实时显示，信号显示速度达到60帧/秒。

　　FPGA架构

　　采用全硬件FPGA架构，内部自建核心运算机制，图像处理性能优异。无内嵌操作系统，启动速度快(约5秒)，没有工控机式设备的死机、硬件冲突、蓝屏、计算机病毒的困扰。平均故障时间MTBF>30,000小时，稳定性高，支持365×24小时的连续运行，能够适应控制室、调度中心、监控中心等场所对系统性能日益严格的要求。

　　热插拔板卡式设计

　　输入采集卡、输出卡、切换卡、控制卡、风扇、电源等主要模块均为插卡式设计。灵活的板卡式设计为日常使用、维修带来了极大的方便，替换故障组件时无需拆开机箱，仅需将故障模块取下替换即可。输入、输出板卡在工作状态下可以热插拔，无需重启或刷新设备，不会对其他信号的显示造成影响，不会造成设备的工作状态异常，真正实现板卡的“即时在线切换”。在设备扩容时，无需关机，仅需要将板卡在设备运行状态下插入相应的卡槽即可实现系统在线扩容，最大程度地保证了工作系统的稳定。

　　多种规模灵活配置

　　具有多种设备型号、多种可选机箱规模，每种型号具有不同的最大输入、输出通道，以适应不同大小的系统规模。无论是4块屏幕拼接的小规模演示，还是144块屏幕拼接的大规模系统，均可灵活安装配置最具性价比的机箱规模。

　　2 、画面显示特点

　　支持多组不同分辨率大屏幕控制

　　分辨率实时全兼容技术(Resolution Real-time Total Adaptation)，即同时可以支持多组不同分辨率的大屏幕。支持将所有输出通道划分到4个独立的显示屏工作组中，每个工作组的大屏幕可以自定义与其他组不同的输出分辨率。客户可以根据现场装修环境对显示屏进行任意组合，极大程度的方便了工程施工以及日常管理和应用。

　　支持倍频倍线处理

　　每路信号均可实现跨多块显示屏显示，最大可扩大至整体全屏显示。图像尺寸放大时设备自动进行倍线处理，对低帧率信号进行倍频增强显示，实现对低分辨率、低帧率信号的完美增强回显。通过倍频倍线处理，可将不同分辨率的各路信号统一处理输出相同分辨率的信号，极大程度地提升了画面的整体质量。

　　支持画面漫游

　　每个窗口可在输出的画面中任意漫游，可显示在任意一块或多块大屏上，画面显示没有区域范围上的边界限制。

　　支持多画面分割显示

　　每个输出通道最多可对CVBS模拟视频进行十六画面分割显示。

　　支持画面任意缩放

　　每个窗口的画面大小可任意进行缩放，可单独或组合对高度、宽度进行放大或缩小，通过独有的视频处理算法保证画质不受损失。画面缩小时无尺度限制，画面放大时最大可充满整个画面视野范围。

　　支持画面叠加

　　画面上方可叠加显示另一窗口画面，即所谓的“画中画”功能。其中小画面不受下方画面的区域控制，可以跨越大画面的边界进行显示，布局方式更加灵活自由。

　　支持画面任意叠加

　　最多可实现单屏四画面的独立层叠与布局(模拟视频可支持十六画面)，各个画面的层次关系与布局位置均可任意自定义，不受彼此和图像空间大小的约束，可任意调整每个画面的上下层次，方便用户调用重点图像进行查看。

　　支持画面裁剪

　　设备不仅支持对模拟视频信号的去黑边，而且支持对所有高分辨率数字信号的去边、裁切功能，使得对画面的控制方法更加丰富多样，可以完美解决前端信号(尤其是非标准的摄像头输出信号)产生的黑边问题。

　　支持画面局部放大

　　通过对图像进行裁剪可实现图像的局部放大功能，经过倍线处理的画面可无损显示在通道的任意位置。该功能可协助用户高效率地查看图像中的重点区域信息，使得系统更加高效运作。

　　支持画面异常校正

　　可对因种种原因造成的画面不正常偏移进行矫正，使得偏移图像正常显示在大屏幕上，轻松实现异常画面的图像矫正。

　　3 、功能性能

　　支持无缝切换

　　设备内部硬件的高清信号处理机制，从原理上确保了单个或多个信号进行切换时没有黑场间隔困扰(而某些其他品牌设备黑场高达2秒左右)。高清信号切换间隔只有人眼无法察觉的数帧时长，随着未来软硬件的升级，切换间隔将达到实时、无缝。

　　支持电源冗余热备份

　　8U/14U/22U的版本机箱可以根据用户的要求配置双电源。对于供电不稳的环境，建议配备双电源冗余备份，并将其接入到不同的供电网络或自建UPS中。当供电正常时，设备自动对各个供电电路负载均衡;一旦某路供电发生故障，设备将自动启用冗余电源，实现设备的不间断运行。

　　支持输入端口EDID编辑

　　支持EDID(Extended Display Identification Data，扩展显示识别数据)的读取、修改、自定义，极大程度的提高了对大屏显示设备的兼容性，使得设备输出信号可以适应各种常规以及非常规的应用场合。

　　支持场景的保存与读取

　　大屏信号的每种排列组合方式均可保存为一个场景存储在设备内部，目前最大支持32个场景的设备本地存储和不限制数量的场景读取调用。支持场景自动定时轮巡，可以选择每个场景是否参与自动轮巡，方便监控领域常见的“值班自动巡检”应用。

　　支持字符叠加功能

　　支持对输入信号通道进行字符叠加的功能，用户可以自由定义所叠加字符的字体、颜色、大小、位置、透明度，使所叠加文字覆盖在画面上方，方便用户实时掌握信号的来源，了解相关的备注信息。

　　4 、控制管理

　　PC端控制软件可完美运行在Windows操作平台上，支持Windows 2000/XP/7等操作系统。软件安装简便、功能丰富、易于上手。针对特殊功能需求可进行免费或收费定制开发。

　　支持用户权限管理

　　PC端控制软件可以设置不同的用户、权限级别，定义不同的允许操作、限制操作，实现对操作人员权限的技术层面的限制管理。

　　支持大屏幕联控

　　PC端控制软件可实现开关大屏幕功能，内置市面上主流大屏幕的开关控制协议，并可按实际需求定制集成新的大屏开关控制协议。使用时，管理主机需要多划分一个端口(一般为RS232串口)用于发送大屏幕的开关指令。

　　支持多屏拼接处理器与矩阵联控

　　PC端控制软件可以额外控制最多4台传统矩阵切换器，原生支持市面上主流矩阵的控制协议，并可按实际需求定制集成新的矩阵控制协议。级联控制时，需要定制专门的控制线缆(RS232级联线缆)，并且将同类型矩阵设置各自独有的ID号码以示区分。

　　支持远程网络控制

　　PC端控制软件在使用网口与设备进行通信、管理时，采用的是符合RFC标准的TCP/IP协议。这意味着管理软件不仅可以管理局域网内设备，而且可以通过IP组网遥控管理远端网络的在线设备。