基于边缘融合投影技术应用的新探索.doc

基于边缘融合投影技术应用的新探索 7基于边缘融合投影技术应用的探索陈澄浩（北京航天长峰科技工业集团有限公司广东分公司，广东省 广州市 510030）摘 要：边缘融合投影技术是近年来兴起的一个新的无缝拼接技术，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，做为大屏幕显示系统产业的重要补充，极大的改善了拼接图像的视觉效果。本文通过深入对比分析边缘融合投影技术与传统拼接的特点及各自适合场景，得出边缘融合投影技术的适用性与优越性；同时，通过对边缘融合技术实现方式的论证和创新性实践探索，在保证投影显示质量的同时降低了项目投资成本，为边缘融合投影技术的应用拓宽了思路。关键词：大屏幕显示；边缘融合；投影 大屏幕显示系统是集多种信息接收处理显示、多人员操作控制于一体的多媒体互动系统，作为当今最现代的视讯工具之一，已经被广泛地应用于我国国民经济生产的各个领域，在提供决策指挥、态势显示、视频会商、共享信息等方面发挥着重要的作用。随着市场对大画面、多色彩、高亮度以及更高分辨率显示的迫切需求，传统拼接显示系统的技术短板愈发明显，无法满足用户需求。边缘融合投影技术正是基于完美解决这一技术难题而出现的并在近年来得到快速发展和广泛应用的投影拼接技术，通过边缘融合技术能够显示出一个没有缝隙更加明亮、超大、高分辨率的整幅画面，符合用户对显示效果的高要求。在市场需求多样化的今天，必须注重需求为主、统筹兼顾、选择最优解决方案，运用综合集成技术，才能使之达到预期效果。一、 传统拼接显示系统面临突出问题传统大屏幕显示系统把高清晰数字显示技术、显示单元拼接技术、多屏图像处理技术、信号切换技术等科技手段的应用综合为一体，形成一个拥有高亮度、高清晰度、技术先进、功能强大、使用方便的大屏幕投影显示系统，从而为用户提供了一个信息资源共享平台、分析决策平台和指挥调度平台。通过大屏幕显示系统，可以轻松实现直观、实时、全方位地集中显示各个系统的信息，各系统信息在大屏幕上可根据需要以任意大小、任意位置和任意组合进行显示，并且对显示信息进行智能化管理，以便于指挥中枢准确、实时全面的观看和掌握各方面信息并做出正确的决策，大大提高了指挥调度决策（尤其在紧急情况处置时）的效率，增强了各信息显示的直观性和可操作性。正是因为传统拼接大屏幕显示系统的强大性能，使得各领域的指挥场所几乎都建有拼接大屏或将拥有一套拼接大屏做为形成完整指挥决策性能的优先建设任务。但是，随着传统拼接大屏显示系统的广泛使用，其自身的技术局限性也在实际应用中愈发的突出，无法完全匹配用户关于大屏幕显示系统的需求。（1）传统箱体式拼接大屏存在物理、光学拼缝，非实际无缝拼接。特定情况下，用户对于显示的细腻性要求高，不允许有信息损耗，而拼接大屏的物理、光学接缝客观存在（物理缝隙小于0.5mm，光学缝隙小于1mm），无法根除，而且考虑到大屏制作时的工艺误差、施工时的拼接误差，接缝大小不一，无法把控。（2）传统箱体式拼接大屏的建设时常涉及场所基建改造。在很多大屏项目建设中，经常会遇到这样的情况：规划建设拼接大屏的场所室内装修、消防工程、强电工程已经在基建时完工，大屏建设属后期需求。这样的情况下，大屏建设设计时，还须涉及装修、消防、强电改造，工程周期、工程量及工程费用均大幅增加，以100万投资成本为例，装修、消防、强电等改造项目将占到总投资成本的25%。（3）传统箱体式拼接大屏对场地要求苛刻。箱体式拼接大屏体积和重量都很大，规划设计时，不单要考虑楼层地板的承重能力，还需预留足够的安装空间和纵向检修通道空间。以市面上通用的拼接大屏为准，箱体厚度约为85cm，检修通道至少需要80cm，则一套拼接大屏至少需要占用1.65m的纵向宽度空间。（4）拼接大屏由多块显示单元排列组成，任何一个单元出现故障时，整套大屏无法正常工作，无容灾备份能力。（5）传统箱体拼接大屏成本过高，单个显示单元造价就高达10万元之巨，一套拼接大屏造价基本上都需一百万以上，时常超出用户投资预算。二、 边缘融合投影技术的产生与发展缘于对传统拼接大屏幕显示系统的缺陷和特定场合不可适用情景的有效弥补，基于边缘融合技术的新型大屏幕投影显示系统在这样的背景下得到了快速的发展和应用。边缘融合投影技术为一组（两台及以上）工程投影机或光机显示映像交互融合融合边缘的图像几何校正与色彩一致处理的一种技术，其原理就是将一组（两台及以上）投影机投射出的画面进行边缘重叠，并通过融合图像技术将融合亮带进行几何矫正、色彩处理，最终显示出一个没有物理缝隙，并更加明亮、超大、高分辨率的整幅画面，画面的效果就象是一台投影机投射的画面。边缘融合投影技术的应用已经有十年以上的历史，前后经历过硬边拼接、简单重叠、边缘融合三个发展阶段。（1）硬边拼接（又称简单拼接）：即两台投影仪的边沿对齐，无重叠部分。显示效果上表现为整幅画面被一道缝分割开。如果投影仪边缘未做亮度增强处理，该接缝显示为黑色；如果投影仪边缘做了亮度增强处理，该接缝显示为白色。（2）简单重叠：即两台投影仪的画面有部分重叠，但没有作淡进淡出处理简单重叠，因此重叠部分的亮度为整幅其余部分的2倍，在显示效果上表现为重叠部分为一亮条。（3）边缘融合：与简单重叠方法相比，左投影仪的右边重叠部分的亮度线边缘融合性衰减，右投影仪的左边重叠部分的亮度线性增加。在显示效果上表现为整幅画面亮度完全一致。图- 1 边缘融合投影技术发展历程边缘融合投影这一高端技术最早被应用于虚拟仿真领域，解决了无法显示超大画面的问题，突破了单个屏幕的技术极限。随着现代投影技术的发展和边缘融合投影技术应用的逐步加深，边缘融合投影技术开始向展览展示、工业设计、教育培训、会议中心、监控中心等领域发展。三、 边缘融合投影技术特点与优势边缘融合投影技术在大屏幕显示领域的应用实践中，不难发现除了拥有多信号显示、画面灵活分割、超高分辨率、超大屏幕的特点之外，还拥有着传统拼接大屏显示系统无可比拟的优势。（1）画面完整，层次感强在融合拼接中，由于采用整幅屏幕，所以消除了传统拼接存在的屏幕间物理缝隙，采用融合处理技术后，更消除了光学缝隙，使显示的图像无任何物理或光学分割，保证了显示图像的完整性和美观性。这在显示地图、图纸等图像信息时尤为重要，避免了因为图像显示污染而导致决策和研究的失误。由于采用了边缘融合技术，画面的分辨率、亮度得到增强，同时配合高质量的投影屏幕，就可使得整个显示系统的画面层次感和表现力明显增强。（2）场地适应性强，投资成本低边缘融合投影显示系统外部设备主要由投影机与投影幕布组成，相对于传统拼接大屏，边缘融合显示系统中的投影机安装更为灵活，适应能力强，而投影幕布可根据要求灵活摆放安装（包括紧贴墙面），占用空间极其有限。从系统投资成本来看，边缘融合投影显示系统无疑要比传统拼接大屏的投资成本少得多。以某一项目为例，该项目要求在指挥室建设一套大屏幕显示系统，显示面积不低于7平米。有两种解决方案，一种为箱体DLP拼接显示大屏，另一种为边缘融合投影拼接显示大屏幕，下面就两种解决进行投资成本评估（前面假定为A方案，后一种为B方案）：A方案：根据项目需求进行设计，采用一套2*4，60英寸DLP投影显示单元。按目前国内拼接大屏一线品牌售价计算，单个显示单元均价约为95000元，则整套拼接大屏造价95000*8=760000元，如果涉及消防、装修、强电改造，则大约增加费用为760000*25%=190000元，则项目总投资成本为760000+190000=940000元。B方案：根据项目需求进行设计，采用两台全高清工程投影机经边缘融合后，在投影幕布上投出一个面积超过8平米的显示画面。投影幕布造价约为20000元，市场国际一流品牌单台投影机售价约为140000元，融合处理器售价为160000元，而相对于传统箱体拼接大屏，边缘融合投影大屏幕建设基本不涉及其他项目改造，所以项目部投资成本为140000*2+160000+20000=460000元。B方案总投资成体比A方案节省940000-46000=480000元，节省成本超过一倍，即使A方案不涉及其他项目改造，则节省成本760000-460000=300000元，节省成本比例也高达65%，这对于一些投资预算有限的项目来说，B解决方案显然为最佳选择。（3）边缘融合投影显示系统兼顾系统容灾备份功能边缘融合投影显示系统的投影机组选用工程投影机，一般为双灯泡或多灯泡，除非投影机内所有灯泡同时出现损坏，否则，即使部分灯泡出现损坏，在损失一部分显示亮度的情况下，显示系统可照常使用，而传统拼接大屏只要其中一块显示单元出现故障，则影响整个屏幕的显示工作，不具备容灾备份功能。四、 边缘融合投影显技术的应用探讨边缘融合投影技术的出现并不能完全取代传统拼接大屏幕显示系綂，而是定位于对大屏幕显示领域的重要补充，边缘融合投影技术在实际应用环境中有其局限性。就使用环境来说，在展览展示、大型会议厅这些室内场馆环境下，使用边缘融合技术显示出来的画面在视觉效果方面会更胜一筹，如果采用的是背投方式，显示出来的图像效果会更好，必竟背投方式仅有的干扰只是来自于观众和投影幕之间，而现在已生产出的上万流明度的投影机更使显示画面的清晰度和亮度不逊色于液晶屏；而户外更适合使用液晶拼接技术，边缘融合技术中所使用的到投影机对环境的要求更为高一些，在户外光线较强的情况下，显示出来的画面不如液晶屏清楚。 从使用时间上来分，液晶屏的使用时间较长，支持7*24不间断使用，更有利于在监控中心的应用，而边缘融合所使用的投影机的灯泡则无法支持日夜不间断的使用，否则在运行成本上就会有很大增加。 最不可忽略的问题是边缘融合行业有着很深的技术壁垒，边缘融合的最终效果因每个公司的技术却别因人而异，新兴的行业还没有行业标准的约束，所以产品质量也参差不齐，有丰富施工经验和强大的研发背景可以对最终的显示效果起到决定性的作用。参考文献: