弧幕拼接方案

completeused · 发表于 2008-7-3 11:07

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1.1 前言本方案设计对象为一块弧幕，为能尽量投满整条弧幕，并且达到多色彩、高亮度、高分辨率显示效果，我们建议使用投影机拼接的方式来满足视频显示。
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。大到指挥监控中心、网管中心的建立，小到视频会议、学术报告、技术讲座和多功能会议的进行，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，而正在逐步成为适应这一需求的有效途径。
本方案包含两个独立弧幕拼接方案，有投影硬拼接和边缘融合技术的应用，各有各的功能特点，本方案侧重介绍边缘融合技术的拼接。
1.2 设计依据《民用建筑电气设计规范》JGJ/T15-92
《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95
《智能建筑设计规范》GB50045-95
《工业企业通讯设计规范》GBJ42-81
《工业企业通信接地设计规范》GBJ115-87

1.3方案设计1.3.1边缘融合技术
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，画面的效果就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亮度逐渐调低，使整幅画面的亮度一致。
1.3.2边缘融合的优势1、增加图像尺寸；画面的完整性
　　多台投影机拼接投射出来的画面一定比单台投影机投射出来的画面尺寸更大；鲜艳靓丽的画面，能带给人们不同凡响的视觉冲击，采用无缝边缘融合技术拼接而成的画面，要很大程度上保证了画面的完美性和色彩的一致性(如下图所示)。

简单拼接
简单重叠

边缘融合
2、增加分辨率
每台投影机投射整幅图像的一部分，这样展现出的图像分辨率被提高了。比如，一台投影机的物理分辨率是800 x600，三台投影机融合25%后，图像的分辨率就变成了2000 x600。
3、超高分辨率
同利用带有多通道高分辨率输出的图像处理器和计算机，可以产生每通道为1600x1200像素的三个或更多通道的合成图像。如果融合25%的像素，可以通过减去多余的交叠像素产生的4000x1200分辨率图像。目前市场上还没有可在如此高的分辨率下操作的独立显示器。其解决办法为使用投影机矩阵，每个投影机都以其最大分辨率运行，合成后的分辨率是减去交叠区域像素后的总和。
4、缩短投影距离
随着无缝拼接的出现，投影距离的缩短变成必然。比如，原来200英寸（4000x3000mm）的屏幕，如果要求没有物理和光学拼缝，我们将只能采用一台投影机，投影距离=镜头焦距x屏幕宽度，采用光角镜头1.2:1，我们的投影距离也要4.8米，现在，我们采用了融边技术，同样画面没有各种缝痕，我们的距离只需要2.4。
5、特殊形状的屏幕上投射成像
比如，在圆柱或球形的屏幕上投射画面，单台投影机就需要较远投影距离才可以覆盖整个屏幕，而多台投影机的组合不仅可以使投射画面变大投影距离缩短，而且可使弧弦距缩短到尽量小，对图像分辨率、明亮度和聚集效果来说是一个更好的选择。
6、增加画面层次感
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。
1.3.3边缘融合系统与传统拼接的差异边缘融合拼接系统和传统拼接相比较，主要有以下差异：
1、在传统拼接系统中，由于采用多块单独屏幕组成一个屏幕显示体，各个屏幕之间虽然采用同一材料，但是由于制作时间、制作环境上的不同，使得不同屏幕的热胀冷缩存在客观差异，这就导致整个系统在使用一段时间后会出现一些小的物理变化，进而影响整个系统的稳定和效果。而融合拼接由于采用了一整块屏幕，制作时间、材料、工艺水平完全一致，从而消除了上述隐患。
2、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的物理缝隙，从而使得屏幕显示图象整幅保持完整，无人为分割。而采用融合处理技术后，更消除了光学缝隙，这样和普通硬拼接系统相比，在技术水平和显示效果上，就有了质的差异和提高，从而使显示的图像完全一致，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，更为重要，因为在图纸、地图上存在大量的线条或路线等，而屏幕缝隙和光学缝隙就会造成图像显示污染，容易使观察人员把显示的图像线条和拼接系统本身的线条误为一体，从而导致决策和研究失误。而通过融合处理，就可以避免出现这种情况。
3、在融合拼接系统中，所有图像都经过融合处理器进行了校正和统一，这样在大屏幕上进行图像显示和切换时，无论切换什么格式的图像，整个屏幕的亮度、色彩、鲜艳度、均匀度都比较一致，不会出现传统拼接系统中经常出现的由于信号更换而导致系统显示质量的变化。
4、在融合拼接系统中，由于在处理器中对投影显示图象进行了处理，可以对不同投影信号间的色差、亮差、均匀度进行调整，这也使得该系统显示的图象质量优于传统拼接系统。
5、边缘融合图像处理器除了具有边缘融合和图像多画面处理功能外，还具有图像存储和调用功能，可以把本身存储的高分辨率图像直接作为大屏幕系统的背景进行显示，这在实际使用中非常有实用价值。
1.3.4边缘融合的方式在实际应用中通常会有以下三种方式：
1、宽视角的排列

2、多台投影机垂直堆积产生纵向的显示画面；

3、多台投影机堆积出更高更宽幅的超大画面

1.3.5系统图