隨著社會信息化的高速增長,信息的可視化需求也急劇擴大,同時高端可視化的實現難度也越來越高。單臺顯示設備所能顯示的信息已經遠遠不能滿足市場需求,特別是一些監控中心、指揮中心、調度中心等重要場所,大屏幕拼接顯示系統已經成為信息可視化不可或缺的核心基礎系統。
背投暗室
傳統的大屏幕拼接系統多為背投系統,由于背投系統有著投影系統光路封閉,不受外界影響,亮度高、色彩豐富,畫面質量艷麗等優點,但是同時也存在著以下的不足:
1、施工繁瑣:一般的背投系統工程都有采用反射鏡來縮短投影距離,在使用反射鏡后,投影機的幾何調整成為了施工進度的一個瓶頸。而且由于影機投射圖像要經過1-2次反射才能投射到屏幕上,所以背投式投影對于反射鏡有很高要求,多臺投影機之間的幾何線性很難調整到理想狀態,往往造成跨屏顯示的圖像線條不對齊。
2、有空間限制:由于背投系統的投影機后置,裝修時需預留專用的背投室,要投影同樣大小的面積,這就對應用場地提出了更高的要求。這是阻礙背投方式發展的最大因素。按照100寸屏幕來計算,背投室就需要大約2-3米縱深的房間來做投影暗室。
3、太陽效應:短焦鏡頭和背投屏幕的搭配,顯示畫面容易出現太陽效應。在兩個屏幕中間就會形成暗邊,影響整體顯示效果。
4、屏幕拼接縫隙比較明顯:屏幕拼接邊緣處理難度比較大,在實際工程中需要使用一些連接加固材料令到拼邊穩固,但是由于背投屏幕是透射方式成像,這些加固材料(如小鐵鉤,膠條等)會擋住一部分的入射光。造成較大的黑邊,阻礙觀看。
5、背投拼接的維護成本高:三個月到半年需要進行一次維護。
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100寸1X2背投顯示效果 |
100寸1X2背投顯示效果 |
2006年,是正投光學屏幕技術的蓬勃發展的一年,隨著正投光學屏幕的技術發展日趨成熟,正投光學屏幕已經克服了環境光對成像畫面的干擾,即使在戶內明亮的使用環境下,其成像效果已經與光學背投屏幕不相上下。在此技術基礎上,光學正投拼接解決方案日漸成為大屏幕拼接一支新生力量。相對背投拼接系統,正投光學屏幕拼接具有以下的技術優勢:
1、施工簡便快捷,維護成本低。投影機采用前置吊頂方式安裝,節省了安裝調試時間。
2、投影機前置,無需要預留背投室,節約了寶貴的空間。
3、圖像無幾何變形,無需要使用反射鏡和短焦鏡頭來減少投影距離,一般配置標準鏡頭,標準鏡頭的幾何畸變是所有鏡中最小的(接近0)。
4、由于有足夠的空間采用標準鏡頭,可以得到良好的畫面亮度均勻性。
目前提供光學正投屏幕拼接方案的廠家包括有: 大日本印刷集團的(DNP) Supernova 正投光學屏幕,美國Accuon(艾恩光電)的Novavista 強光正投光學屏幕,西安黑柵精顯投影屏幕。
大日本印刷集團 (DNP) Supernova 強光正投光學屏幕
屬于濾鏡型投影幕。這種投影屏幕在表面覆蓋了一層高對比度的濾鏡,這種濾鏡可以讓屏幕反射投影圖像,而有效地吸收由其它角度射來的光線如窗外的光線和燈光。 其反射特性有點類似反光路標的光學特點,路標在車頭燈的照射下顯得很亮。當光線投射在玻璃珠上, 光線會自然返回, 簡而言之, 最大輻射強度返回到光源,也就是投影機。
dnp Supernova Infinity™ 120寸16:9 1X2 BARC R600 6000流明 單片投影機
強光屏幕Supernova™的主要特點是其表面的60%都覆蓋了一種獲得專利的高對比度濾鏡。這種濾鏡能有效過濾并吸收環境光, 同時完全反射所有的投影光線。也就是說,屏幕可以完全不受環境光的影響,在明亮的家庭娛樂環境或會議室,無需緊閉窗戶或拉下窗簾,都能提供高品質的清晰圖像。另外,dnp Supernova 強光屏幕擁有高達20:1的對比度和2.0的屏幕增益,可以提供傳統正投屏幕10倍的對比度和2倍的圖像亮度, 能在明亮的工作環境下達到最適合人眼視感度的最佳顯示效果。
美國Accuon(艾恩光電) Novavista 強光正投光學屏幕
特有的專利光學設計,能有效抑制環境光對屏幕成像的影響。即使在環境光線充足的環境下,屏幕仍然能呈現良好的對比度和色彩,讓用戶不犧牲會議室寶貴空間的同時,獲得近乎完美的圖像畫面。屏幕拼接后,形成一個超大型的顯示畫面,用戶可以使用感應筆在對屏幕顯示的任意內容書寫上數字墨水,在屏幕顯示的任何軟件上添加上注釋、標記。激發了用戶在會議討論中的交流思維。
1、高對比度的成像畫面
對比度對視覺效果的影響非常關鍵,對比度越大,圖像越清晰醒目,色彩也越鮮明艷麗,Accuon獨有的M3微鏡陣列專利技術(M3 Micro Mirror Matrix)有效排列組合這些微鏡,投影光線在屏幕內層光學結構成像。從而使投影屏幕能自行分別來自不同角度的入射光線,環境光被區分開來,只有投影機入射光線才能在屏幕上清晰成像,此種結構有效地避免了投影入射光與環境光兩者在屏幕上重疊成像。極大提高了屏幕成像的對比度和色彩飽和度。
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Novavista強光正投光學屏幕結構分解圖 |
2、膠片級的細膩畫面
普通投影屏幕點距(著色點間距)最小只能達到100微米左右。顯示投影畫面時會出現明顯的顆粒感,這是因為屏幕的著色點小于投影機的象素點所致。而Nova Vista 強光正投光學屏幕點距只有14微米,通過更精細的微銀半球點距和有效分色技術,極大地提高了屏幕的分辨率。聚碳酸酯水晶分散體和微銀半球的光學組合提供了膠片級分辨率的畫面,20倍高于標準正投屏幕的對比度和2.3的屏幕增益,真實地還原圖像的原始顏色。
3、無基色技術
我們透過投影屏幕看到的色彩,永遠不是投影機顏色輸出的真實色彩“原貌”。這是因為投影屏幕本身具有的底色影響了投影機輸出的顏色。像非白色屏幕會淡化圖像,深色屏幕會暗化圖像,無論是白色幕還是灰色幕、黑色幕,它都影響了圖像的真實性,其色彩還原以及對比度都大大地降低了。Accuon首創了無基色光學屏幕理論,Nova Vista強光正投光學屏幕正是在這種理論上開發出來的,它能像鏡子一樣100%真實反射和漫射投影光線,忠實表達投影光線色彩,并能有效抑制環境光的影響。
可以無限拼接,屏幕增益2.3,最大尺寸為150寸16:9。
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Novavista G 100寸4:3 1X2 5000流明 單片投影機 |
西安黑柵精顯投影屏幕
在國內,西安北光光電也推出了黑柵精顯投影屏幕 ,它是由黑色膜層光柵、微棱鏡、微表面結構擴散膜、玻珠反光層等高科技材料有機結合而成。黑柵精顯投影屏幕中的黑色膜層光柵,由于采用了類似于水平狀態的“百葉窗”形式,光柵呈立體排列,它占的空比極小,投影光線可以最大限度的通過,所以投影在屏幕上圖像的亮度、反差銳度極高。黑色膜層光柵在微棱鏡的幫助下,可以吸收掉大部分的環境光線,創造出類似于“電影院”中的“黑色屏幕”,因此投影在這種特殊屏幕上的影像色彩可以非常好的還原,而且黑柵可以清除屏幕表面的反光,從而還原出自然、柔和、逼真的影像。
可以無限拼接。
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黑柵精顯投影屏幕與普通正投屏幕的對比 |
黑柵精顯投影屏幕亮相2006上海ISC 展 |
踏進2007年,相信強光正投系統解決方案會得到進一步的發展,確立在大屏幕顯示系統的重要組成地位,光學正投拼接屏幕市場方興未艾。
各類光學正投拼接屏幕及普通屏幕對比 | ||||
屏幕參數 |
Nova Vista |
SuperNova |
黑柵精顯 |
普通屏幕 |
抗環境光 |
全方向 |
全方向 |
只限于屏幕上部,對屏幕兩側的光線不能有效處理 |
不抗環境光 |
抗環境光技術 |
專利技術:微鏡陣列技術M3(Micro Mirror Matrix ) |
濾鏡鎖技術 |
吸收反射 |
無 |
技術原理 |
利用專利技術將聚碳酸酯水晶分散體和微銀半球進行微鏡陣列光學組合,能有效呈像并抗環境光 |
在玻珠幕的基礎上覆蓋一層有機材料濾鏡,吸收環境光 |
由黑柵微光學棱鏡層 和黑色吸收層反射光線和吸收光線 |
無 |
色彩還原 |
完全無色微鏡陣列,100%忠實于投影機原色 |
好 |
一般靠損失亮度產生視覺對比度提升感覺,但黑色的屏幕基色,使色彩不能忠實還原 |
差 |
圖像分辨率/景深 |
精細超精細微鏡(15微米),每一個圖像像素點有無數個微鏡對應呈像,擁有膠片級的畫面 |
較好精細波珠(65微米),每一個圖像像素點有多個波珠對應呈像,擁有較好的圖像細膩度 |
較好毫米級柵格呈像,不能完全還原每個像素點的精細變化 |
一般毫米級波珠或編織網格不能完全還原每個像素點的精細變化 |
視角 |
179° |
179°(2代) |
80° |
160° |
防刮傷性能 |
非常好(AG保護層) |
一般 |
一般 |
差 |
投影機安裝位置 |
無特殊要求 |
投影機居中 (最佳效果) |
投影機居中 (最佳效果) |
無特殊要求 |
屏幕尺寸 |
理論上無限大,目前有120″4:3、150″16:9(可拼接) |
受限于視角,最大100″4:3、120″16:9(可拼接) |
單屏高度限于850mm,80″以上有物理拼縫(可拼接) |
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具有交互功能 |
有數字交互功能 |
無 |
無 |
無 |