新闻资讯

双通道投影机融合系统设计方案

2016-1-18 13:26:12 欧亚特科技

  第一章 项目介绍

1.1 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。
1.2 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。
    系统经过矩阵切换设备,能同时将2路RGB、2路视频图像信号显示在大屏幕画面中,每路信号均是独立窗口显示(可以扩展路数),可以任意调整输入图像窗口的大小、位置,可以跨屏满屏显示,可将布局的显示窗口迅速调用,真正达到智能化控制。
1.3 项目涉及核心技术
(1)几何校正
(2)色彩校正
(3)边缘融合
(4)多屏图像控制处理
(5)信号传输及远程控制

  第二章 系统设计

2.1 设计思想
    欧亚特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。
2.2 设计原则
1)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。
2)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。
3)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。
4)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。
5)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。
6)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。

  第三章 技术方案

3.1 技术背景
3.1.1边缘融合技术介绍
    边缘融合的应用来源于会议监控、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指控监控中心、主题场馆、仿真游戏等大屏幕显示系统
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,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,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,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。
3.1.2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,它们与边缘融合无缝投影显示系统相比,都有着共同的缺点:
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1公分内到数公分不等,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,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。

3.2总体设计
    根据欧亚特公司技术分析和多年的项目经验,建议采用弧面两通道正投投影融合系统。核心设备采用欧亚特WT系列边缘融合处理器(国内第首家自主知识产权纯硬件图像处理系列产品)。
    WT系列边缘融合处理器具有将一路输入信号分为输出的三通道画面,画面具有Overlap 边带生成功能,可生成公共像素,以供通道之间的融合处理。
    再利用WT系列边缘融合处理器对2通道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WT系列边缘融合处理器、投影幕、投影机、矩阵、中控系统、音响系统、多路RGB/视频信号源以及相关辅助配件等组成。
系统显示部分工作原理及结构图如下:
3.3 系统功能特点
    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。整体画面分辨率达到1800×768。画面均匀性好,视角可达170°以上。
    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。
    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10:10,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。
    对多通道画面进行边缘融合处理,融合算法科学先进,操作简单,效果完美,肉眼看不出投影叠加效果,支持XGA 1024×768,SXGA 1280×1024 1920X1200图像分辨率。
    32位真彩显示,1024*768分辨率模式下处理图像帧率可达60fps。
    各通道精确同步,<1帧。
    整套系统设备兼容可靠,可提供长时间连续稳定运行。
    可通过网络实现远程控制与调试。

  第四章 主要设备介绍

4.1欧亚特WT系列边缘融合处理器
4.1.1 WT系列边缘融合处理器简介
    WT系列边缘融合处理器是一款欧亚特自主知识产权全球最先进的纯硬件专业化图像融合处理设备,能够将多台投影机投放的画面进行边缘重叠,采用CameraLink™相机半自动调试方法和ColorCorrect™色域校正技术输出完美的融合全景画面,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。整个调试过程自动控制,画面效果出众,色彩一致性优异。
    WT系列边缘融合处理器是基于纯硬件嵌入式系统的投影多屏拼接带的边缘融合处理器, 采用现今国内外领先的边缘融合技术, 使拼接大屏幕系统成为一个具有超高分辩率的单一逻辑屏, 并且中间没有拼缝, 组成大屏幕系统的所有显示单元的分辨率之总和, 在大屏幕上能处理显示DVI信号、视频信号、RGB 信号, 高清动静态图文信号, 可以在整个大屏上进行窗口漫游, 并且信号的显示完全实时, 视频信号支持PAL/NTSC/SECAM 制式。
    WT系列边缘融合处理器是能处理多路的实时的高清视频、DVI和RGB 信号, 采用基于最新的FPGA图形处理器的硬件结构体系, 输出信号可以是模拟的RGB 信号和DVI 的数字信号, 所有的网络图形窗口和实时的视频/RGB 显示窗口均可以开窗口漫游显示, 可以任意放大、缩小、托拽、移动。
    WT系列边缘融合处理器可以通过标准的网络连接方式(RJ45) 与用户局域网络系统连接, 可以连接在一个以上的网段,网络连接接口保证与网络工作站具有极快的通信与数据传输, 通过网络连接也可以远程控制大屏幕的资源和远程网络遥控操作大屏幕上的视频和RGB 信号。网络连接可以提供10/100/1000M 的接口, 并遵循TCP/IP 网络协议, 接口为标准的RJ45J 接口。
   WT不仅图像质量出色(色彩采样深度可达32bit/像素),而且具有诸多功能,例如,基于 Web 的控制、动态调整窗口大小、添加边框和标题等,因此,MultiView Plus+™ MVCR是需要在监视器或投影机上显示多幅图像应用领域的理想之选。欧亚特融合器每路输入都可在屏幕上的任意位置进行大小调整和定位。显示方式几乎不受任何限制。WT融合器支持实时、动态地移动窗口以及调整窗口大小。
    WT系列融合器配合欧亚特科技数字矩阵系统,拼接处理器通过采用 DVI 格式的输入信号和输出信号,就可以形成一条从信号源到显示屏的全数字信号通路,这将给顾客带来无以伦比的视觉冲击。用户可在RGB(模拟)/DVI(数字)两种格式,最高为 1920x 1200 的分辨率中任意选择输出设置,这确保了输出信号可与任何显示屏匹配。更为方便的是,可将 RGB(模拟)/DVI(数字)两种格式的双路输出信号分别输出至两个单独的显示器。
    WT系列融合器专为移动和恶劣环境设计,包括作战指挥中心、海军和空降控制台以及军用运输装置等。为了适应恶劣的环境条件,获得可靠的显示效果,它在结构上做了许多改进,包括加固机箱、增加空气过滤以及加强通风等,保证设备能够7x24x365小时工作。
    欧亚特WT系列融合器通过 串口RS-232 和以太网RJ45端口的命令行接口或客户端图形化控制软件界面,可以轻松地设置并控制所有功能。
    欧亚特WT系列融合器秉承了 TRICOLOR 一贯的出色质量和高可靠性,是要求最苛刻的关键任务应用领域的理想解决方案。
4.1.2 欧亚特WT系列边缘融合处理器核心功能
    几何校正 欧亚特数字图像校正融合机采用自主研发的纯硬件图像校正引擎,属国内首创。
    几何校正是项复杂的工程。对整个显示系统进行几何校正前,首先需要对显示系统定义统一的测量规则,以此规则定义屏幕、投影机、观察点的多项几何属性,包括屏幕类型、尺寸、位置,投影机镜头系数、分辨率、成像偏移,以及镜头中心、画面中心等重要参数。
                   球幕应用参数                                    二次曲幕应用参数
    由于实际工程环境测量过程不可避免的引入误差,仅使用以上介绍的几何参数设置还无法得到精确的几何校正效果。所以图像校正融合机配置中心提供补偿修正参数,对画面的几何形状进行微调,可得到0.01像素级的几何校正精度,以保证投影画面完全不失真。
    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。
    欧亚特数字图像校正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。
4.3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。
    综上所述我们建议客户定制融合专用金属硬幕。它将完全满足上述技术要求。
4.4DLP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,要投射3个150寸的弧形屏幕,建议要采用6000流明左右的投影机。
    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。
    我们推荐使用美国丽讯超宽幅的高亮度工程投影机。采用宽幅的投影机能使融合大屏幕更宽,从而加强客户观影时的沉浸感。
4.5切换矩阵
    一个好的吊架,甚至比好的投影机更能显示工程的专业水平。拓界思定制的纳米级微调工程机吊架专为高端融合大屏幕工程量身定制。 精确的重心位置有效杜绝了投影机的摆动,从而最大限度的保证了融合画面的品质。
4.6矩阵系统
    切换矩阵主要完成大屏幕计算机和视音频信号的选择切换功能。边缘融合投影机的数量比较多,信号源也比较多,每路信号可以任意调用,切换,输送。矩阵的选择一般根据带宽、格式、输入输出数量、切换通道记忆、是否易控等指标进行选择。
    本项目主要是用来播放企业宣传片,功能较单一,因此咱不用考虑。
4.7中央集中控制系统
    我公司针对小型且功能较单一的应用,专利开发了便捷的智能手机无线播放控制软件。只要手机接入WIFI,即可控制视频播放电脑的播放、暂停、停止等。方便快捷,高科技感凸显。
4.8音响系统
    因为现场场地有限,建议采用雅马哈小型全频音箱系统。性价比高且不占用太大空间。通过调音台控制音量。

  五、方案设计及光路图

一、立面图
二、光路图

  六、工程进度与售后服务

6.1工程进度
6.1.1总体计划
    根据用户要求及项目工程经验,并综合拓界思以往工程项目的经验,特为该项目制定以下的工程进度计划,为保证项目顺利的实施,我公司将严格按照制定的总体计划执行:

6.2售后服务
6.2.1售后服务体系介绍
    在大屏幕投影显示领域,拓界思受到了广大用户的认可与支持,我们也将以最好的售后服务回报用户。公司制定了一套完善的售后服务体系,全力推进客户关怀计划,以客户的利益为出发点,以客户的满意为目标,创精品工程,创满意工程。
归纳而言, 本公司售后服务工作有如下的几个方面:
    系统安装前准备服务、系统安装期服务、系统维护期服务;
    系统设备供应、进关、验收、送货到场;
    负责系统的现场安装调试;
    故障的现场诊断与联系原生产商;
    无归属故障、非设备本质故障的排除;
    定期的系统检查、优化;
    系统运行情况的报告,故障情况的报告;
    系统升级的设计与咨询;
    技术热线,技术咨询。
    本公司将对售出产品提供一年免费保修服务及保修期后的终身优惠服务;
    在遇到重要事务使用期间,本公司将派员全方位跟踪保障设备的运行使用。保修期满后,本公司应对货物实行长期跟踪服务,并指定有能力的售后服务代理人,履行长期跟踪服务的责任;
    在保修期内,如发现合同设备出现质量问题,由此产生的到安装现场的维修或更换费用、运费及保险由本公司负担。保修期应按实际修理或更换所延误的时间做相应的延长。
6.2.3售后服务方式
    公司提供多种服务方式,包括:
    热线电话:提供7×24小时热线电话支持,随时解答设备使用过程中出现的问题,热线:025-86303218;
    WEB方式:提供电子邮件、讨论组、文档下载等方式的远程技术支持;
    现场服务:公司工程师提供到达用户现场服务。
6.3技术培训
6.3.1培训总则
    所有的技术培训均应根据培训计划和内容的要求。
1)本公司负责对业主的维修、操作和工程设计人员进行合同设备的操作使用方面的技术培训,通过培训,使接受培训的人员能基本了解合同设备的基本结构、性能、并掌握设备的操作、使用和维护保养的方法。
2)因本公司的原因导致技术培训不能按期完成,业主有权要求本司重新进行培训,所有费用应有本司承担。
3)有关培训具体每天每人以及相关的其他费用可参考投标文件的商务部分。
6.3.2培训目标
    为保证所提供的设备安全、可靠地运行,为便于业主进行运行和维护,由供货厂商公司负责对业主的维修、   操作和工程技术人员进行合同设备的技术培训,将选派受过专门训练的高级专业技术人员负责工程的技术培训工作。通过培训,使接受培训的人员能基本了解合同设备的基本结构、性能,熟练地掌握管理软件和硬件设备的使用、操作、维护保养工作,并能及时排除大部分的设备故障,并能及时更换有故障的零件等。
6.3.3培训对象
    工作认真、责任心强,具有分析和解决问题的能力。
    具有一定的工作经验,并对本方系统具有一定的认识。
    具有大专以上学历,了解计算机及网络技术基础知识。
6.3.4培训计划
培训计划由业主制定、批准,培训应包括以下内容:
1)培训的课程,包括理论课/实践课;
2)培训的目标;
3)培训开始时间/结束时间;
4)使用的培训设施;
5)培训的材料和文件;
6)受训人员的要求;
7)培训地点;
8)授课人员的姓名及职称;
9)课程效果的评估方法。
6.3.5培训教师、教材
    培训教师为公司资深技术主管或技术工程师,不仅具备实际工程实施设计经验,而且具有丰富的理论知识。培训师将用中文书写和讲解,熟悉本专业知识及有相当的教学经验。
    在培训实施前,本公司提交培训材料给业主确认。
    在业主所在地进行的培训,任何特殊的工具和测试设备由本公司准备。
    在非业主所在地进行的培训,所有教学费用均由本公司负责。
6.3.6备品备件
    在保修期内本公司提供相应的备品备件;
    当硬件设备出现故障时,维修期间提供相应的备品备件以供招标方使用,以保证生产的正常运行;
    在系统寿命期内,如果所购的备品备件或有关元件不再生产,本公司将提前半年通知招标方。
    所有的备件是全新的、可互换的,并且有与所替换部件相同的规格、测试质量、材料和工艺。
    所有备件有包装盒,适于存放,易于分辨并与其它设备分开。


返回顶部