拼接屏在监控大厅中的应用

刘爱学

(中国建筑设计院有限公司，北京 100044)

0 引言

随着科学技术的不断发展提高，视频显示设备从LCD显示模块、DLP背投拼接显示单元、LED液晶拼接屏，再到LPD激光拼接屏、OLED拼接模块，越来越多的新产品、新技术、多样化的显示设备应运而生。而网络化、数据化的普及也促成了大量监控大厅的诞生，近几年，国内一些通信企业、金融企业及政府、交通、安全监管等企事业单位，陆续建设了数据中心、监控大厅，在某种程度上也促进了拼接屏技术的发展和市场拓宽。本文即总结了四种不同类型的拼接屏，以及这些拼接屏在监控大厅中的应用情况。

1 拼接屏

目前市面上的显示屏种类繁多，根据多年的设计经验，笔者总结出适用和常用于监控大厅的拼接屏类型有LCD液晶拼接屏、DLP背投拼接屏、LPD激光拼接屏和LED拼接屏这四种，它们在技术参数、显示方式、单元规格上各有不同，同一品牌的产品，不同系列之间的差异也很大。

拼接屏是由若干块单独的屏体或模块组成，例如，DLP背投拼接屏是单块箱体(箱中安装投影机)，而LED拼接屏则是由不同规格尺寸的模块拼接而成。拼接屏既可单屏显示视频画面，也可以由若干块单屏根据使用需求、房间规模拼接成超大屏幕；可以显示单个或多个画面,也可单屏分割显示几个画面,显示方式便捷多样且安装简单，被广泛应用在监控大厅中。

2 监控大厅

监控大厅也称为监控中心，其英文是“Enterprises Control Center”，翻译为“企业控制中心”，简称ECC。国内很多企业也将数据中心的网络监控大厅或监控中心称为ECC。

监控大厅是企业或单位的工作人员需要7×24h不间断地针对网络数据、在线应用服务进行同步、实时监控，并对应急、突发事件提供及时、高效的解决方案。同时，监控大厅也是维持客户体验质量的神经中枢与展示中心。

3 拼接屏的种类

3.1 LCD拼接屏

LCD是“Liquid Crystal Display”英文缩写，翻译为“液晶显示器”，其成像原理是两片无钠玻璃中间夹着一层液晶，利用液晶的电光效应，电流刺激液晶分子产生点、线、面配合背部灯管构成画面。

LCD拼接屏是由不同尺寸的单块LCD面板组成，其画面质量、观看效果直接取决于面板技术，所以选择LCD拼接屏时，对面板类型的筛选很重要，亮度、色彩、可视角度、对比度皆是LCD拼接屏面板的重要参数。通常把屏幕面板分为软屏和硬屏两类，表1为屏幕技术汇总。

表1 LCD拼接屏面板技术汇总表

3.2 DLP背投拼接屏

DLP是“Digital Light Procession”英文的缩写，翻译为“数字光学处理技术”，成像原理是将影像信号通过色轮后折射在数字微镜晶芯片(DMD)上，经DMD进行数字处理，将图像经透镜放大后投射到屏幕背面，这就是DLP背投拼接屏(成像原理图见图1)。

图1 DLP背投拼屏成像原理

DLP背投拼接屏具有响应时间极快、色彩还原度高、技术成熟等优点，被广泛应用在监控大厅中。目前，设计中比较常用的DLP背投拼接屏有两种光源，分别是LED光源和三色纯激光光源，这两种不同光源DLP背投拼接屏在同品牌、同规格下的参数对比表见表2。

3.3 LPD激光拼接屏

LPD是“Laser Phosphor Display”的英文缩写，翻译为“激光荧光体显示屏”，其由激光引擎、激光处理器和荧光面板三大核心部件组成，它与LCD、LED及DLP在技术原理上有本质不同，LPD的成像原理和早期的CRT有些类似，利用低功耗、阵列式固态激光引擎，激活印有荧光体的玻璃面板，多波速扫描设备的激光引擎扫描图形形状的荧光粉时，面板放射出红、绿或蓝光已构成图像像素。LPD激光拼接屏具有178°宽视角，图像清晰、明亮；功耗低、拼缝小(0.25mm)、可触摸。LPD激光拼接屏及LPD激光拼接屏与LCD拼接屏拼缝对比详见图2～3。

表2 同品牌、同规格不同光源DLP背投拼接屏参数对比表

图2 LPD激光拼接屏

图3 LPD激光拼接屏与LCD拼接屏拼缝对比图

3.4 LED液晶拼接屏

LED是“Light Emitting Diode”的英文缩写，翻译为“发光二极管”。LED屏是由发光二极管灯光排列而成的显示终端，其分为室外和室内两大类，室内屏又分为单色、双色和全彩屏，本文要介绍的是全彩屏。

全彩屏按点间距分，目前比较常用的有P4、P3、P2.5、P1.25和P0.9这几种规格，目前技术最先进、分辨率最高的是P0.9的LED拼接屏，具有画面稳定无波纹、无黑屏、图像边缘清晰、图像还原能力强、画面细腻流畅等优点。LED拼接屏基于其刷新率高、超大视角、亮度可调、拼缝小、屏体轻薄和使用寿命长、功耗低等特点，近两年已被广泛应用在监控大厅中。

4 拼接屏的技术特点

4.1 LCD拼接屏技术特点

在以往设计项目中，比较常用的LCD拼接屏的规格为40″、45″、50″、55″和60″，拼缝有8mm、5.5 mm、3.5 mm和1.8 mm(目前最小的拼缝)等规格，但60″的LCD拼接屏拼缝能做到1.8mm的产品不多，所以选择60″超窄边拼接屏时会受品牌选择限制。

LCD拼接屏的安装方式有多种(图4)，包括壁挂、落地安装、机柜安装、弧形拼装等。其维护方式分为两种，一种是屏后维护，一种是屏前维护。屏后维护，需要在拼接屏后预留一定的安装空间，一般≥800mm；屏前维护的方式，只需预留≥200mm的安装空间即可。因其是屏前散热，且功耗较低，对温度要求不高，日常室内温度即可满足散热的要求。

LCD拼接屏因其色彩还原度高和价格低等优点在工程中应用比较广泛，但是因其有拼缝，适合显示一些视频画面，显示文字或数据时效果稍差一些，虽然目前已做到了最小1.8mm的拼缝，但是大尺寸的屏体能实现的产品有限，在招标采购方面会受到一定的限制。

图4 LCD拼接屏安装方式示意图

4.2 DLP背投拼接屏技术特点

DLP背投拼接屏常用规格为50″、60″、67″、70″和80″，这几种规格的DLP背投拼接屏都有LED光源和DLP光源的产品，屏幕最大能做到80″，拼缝为0.5mm；除了80″是4∶3的屏幕比例外，其他规格尺寸的DLP背投拼接屏均是16∶9的屏幕比例。

DLP背投拼接屏也有屏前维护和屏后维护两种，采用屏后维护时，如果显示面积大，可以采用弧形拼接方式，两屏之间的角度≤3°；屏前维护只能拼成直屏。因DLP背投拼接屏是箱体式，屏幕越大箱体的深度就越厚，以80″为例(图5)，其箱体厚度为 1 000mm，所以，如果采用屏后维护方式安装，检修空间应≥2 000mm深度；如采用屏前维护，安装空间则≥1 000mm。

图5 80″DLP背投拼接屏箱体(激光光源)

LED光源的DLP背投拼接屏对温度要求特别高，屏前和屏后温差≤2℃，否则拼接屏容易变形，影响拼接屏的平整度和画面显示质量。

4.3 LPD激光拼接屏技术特点

LPD拼接拥有0.25mm的超窄拼缝、178°的超宽视角，实现了全面积色彩、亮度终身一致的技术优势，在节能环保方面的技术特点也比较突出，由于LPD使用的是激光光源，所以LPD的发热量很低，每个LPD单元(27″)能耗平均为30W，远低于同规格尺寸LED拼接屏的能耗。

在这四种拼接屏中，LPD拼缝最小，观赏距离为4m时几乎看不到拼缝，显示效果最佳；但是，LPD屏也是这四种拼接屏中价格最高的一款，所以在拥有大面积拼接屏的监控大厅中应用较少。相信在未来几年，随着LPD技术的发展，在成本方面性价比将会更好，在监控大厅中的应用将会更加普遍。LPD拼接屏展示详见图6～7。

图6 LPD拼接屏异形展示

图7 LPD拼接屏弧形拼接

4.4 LED液晶拼接屏技术特点

LED室内全彩屏根据点间距的不同，观看距离也有所区别。因此，从理论上来讲，在某一观看距离下，人眼能够分辨的最小像素间距(详见表3)可以通过人眼成像原理计算出来。例台，1m的观看距离下能分辨的最小点间距=0.000 291弧度×1000mm=0.291mm间距。

如图8所示，最佳视距是人站在S1与S2之间的区域内，能够收看到全部图像而不丢失信息，在分割点Sr处则为最佳视距，视距与视觉达到完美平衡。

表3 不同观看距离下，人眼对像素点间距的分辨极限

图8 LED拼接屏最佳观看距离示意图

在实际的设计项目中，要根据监控大厅LED拼接屏的高度，算出第一排距离拼接屏的距离，再根据距离选择适合监控大厅点间距的LED拼接屏，点间距越小，画面越细腻、显示效果更佳。

在监控大厅中拼接屏的形式有两种，一种是直屏，一种是弧形屏。对于直屏来说，屏后维护和屏前维护两种方式都可以，弧形屏只能是屏后维护，且两屏之间的弧度≤2°。

而且，随着LED拼接屏技术的飞速发展，因其分辨率越来越高、画面越来越细腻、亮度可调合光源寿命越来越长等优势，最近两年开始广泛普及在监控大厅中。

5 结束语

依据笔者在监控大厅项目中的设计经验，本文对几种拼接进行了归纳分析，重点阐述了LCD拼接屏、DLP背投接接屏、LPD激光拼接屏、LED拼接屏的应用情况，为同行业的设计工作提供例证参考。

[1] 梁华.音视频会议系统与大屏幕显示技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2012.

[2] 李文峰.光电显示技术[M].北京:清华大学出版社，2010.

[3] GB 50464-2008视频显示系统工程技术规范[S].北京：中国计划出版社，2008.