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      大屏幕顯示系統技術全面解析及前景展望
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            隨著近幾年的LCD、PDP拼接(亦稱平板拼接)技術的發展,DLP的市場地位受到了二者越來越大的沖擊,憑借著各自的優勢,目前已形成了背投拼接與平板拼接平分天下的局面。

      大屏幕拼接系統從技術類型來分的話,主要有背投DLP、液晶LCD和等離子PDP三大類。

      一、三大大屏拼接技術簡介

      1、DLP

      DLP的全稱為“DigitalLightProcession”,中文意思是數字光處理,也就是說這種技術應用了數字微鏡晶片(DMD)來作為主要關鍵處理元件以實現數字光學處理過程。其原理是將通過燈泡發射出的光通過一個色輪將光分成RGB三原色,再將色彩由透鏡投射在DMD芯片上;以同步訊號的方法,把數字微鏡晶片的電訊號,將連續光轉為灰階,配合R、G、B三種顏色而將色彩表現出來,最后反射經過投影鏡頭在投影屏幕上成像。

      從DLP的技術原理上來說,具有以下優勢:

      全數字化:DLP技術提供了一個可以達到的顯示數字信號的投影方法,這樣就完成了全數字底層結構。

      精確的灰度等級:它的數字性質可以獲得具有精確數字灰度等級的精細的圖像質量以及顏色再現。

      反射優勢:因為DMD是一種反射器件,它有超過60%的光效率,使得DLP系統顯示更有效率。

      無縫圖像優勢:由于采用背投方式,可使圖像100%投影屏幕全部,通過特殊處理的屏幕邊緣,使屏幕之間縫隙小于0.5mm,俗稱無縫拼接。

      可靠性:DMD有效使用壽命可達十萬個小時。

      當然DLP拼接也有它的缺點:由于DLP拼接的光源是來自于燈泡,導致它的功耗大,散熱量高,而且使用一段時間以后就會出現亮度降低,致使用戶必須不斷更換燈泡來保持最初的顯示效果,而且它的單元箱體較大,安裝時會帶來一些麻煩等等,給用戶的使用帶來不便。

      不過隨著拼接技術的不斷發展,目前DLP拼接采用了LED光源之后的DLP拼接單元,不僅在使用壽命上得到了較大的突破,同時在色彩、功耗等方面都有了革命性的改變,讓DLP拼接繼續保持市場領先的優勢。

      2、LCD

      LCD的英文全稱為LiquidCrystalDisplay,LCD的構造是在兩片平行的玻璃當中放置液態的晶體,兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細小電線,透過通電與否來控制桿狀水晶分子改變方向,將光線折射出來產生畫面。因為液晶材料本身并不發光,所以在顯示屏兩邊都設有作為光源的燈管,而在液晶顯示屏背面有一塊背光板(或稱勻光板)和反光膜,背光板是由熒光物質組成的可以發射光線,其作用主要是提供均勻的背景光源。背光板發出的光線在穿過第一層偏振過濾層之后進入包含成千上萬液晶液滴的液晶層。

      液晶層中的液滴都被包含在細小的單元格結構中,一個或者多個單元格構成屏幕上的一個像素。在玻璃板與液晶材料之間是透明的電極,電極分為行和列,在行與列的交叉點上,通過改變電壓改變液晶的旋光狀態,液晶材料的作用類似于一個個小的光閥。在液晶材料周邊是控制電路部分和驅動電路部分。當LCD中的電極產生電場時,液晶分子就會產生扭曲,從而將穿越其中的光線進行有規則的折射,然后經過第二層過濾層的過濾在屏幕上顯示出來。

      LCD是近幾年才發展起來的一種拼接技術,它最大的優勢在于,其具有低功耗、重量輕、壽命長、無輻射、畫面亮度均勻等,但LCD最大的缺點就是拼縫較大。和DLP只有零點幾毫米的拼縫是無法抗衡的。這也是目前液晶拼接只有占據中低端市場的關鍵因素。為了降低拼縫,減少拼縫給用戶帶來了的間隔感,液晶拼接廠商們一直以來也在不斷努力著。。近幾年來,液晶拼接單元拼縫,從最初的7.3mm,到6.7mm,再到2011年全新推出的5.5毫米的液晶拼接單元,不斷在拼縫方面獲得突破,掀起了一次又一次的液晶拼接潮。

      3、PDP

      PDP是PlasmaDisplayPanel的縮寫,中文名稱為等離子顯示板。PDP是一種利用氣體放電的顯示技術,它采用了等離子管作為發光元件,屏幕上每一個等離子管對應一個像素,屏幕以玻璃作為基板,基板間隔一定距離,四周經氣密性封接形成一個個放電空間。放電空間內充入氖、氙等混合惰性氣體作為工作媒質。在兩塊玻璃基板的內側面上涂有金屬氧化物導電薄膜作激勵電極。當向電極上加入電壓,放電空間內的混合氣體便發生了等離子體放電現象。氣體等離子體放電產生紫外線,紫外線激發熒光屏,熒光屏發射出可見光,顯示出圖像。當使用涂有三原色熒光粉的熒光屏時,紫外線激發熒光屏,熒光屏發出的光則呈紅、綠、藍三原色。當每一原色單元實現256級灰度后再進行混色,便實現彩色顯示。

      相對于LCD技術而言,PDP拼接不但做到了:屏幕越大圖像的景深和保真度越高,同時其還避免了LCD技術中所遇到的響應時間的問題,而且PDP的拼縫目前已達3mm,而以三一友泰CIMA42寸、60寸等離子拼接為例,其物理拼縫在1.8mm,極限物理縫隙能拼到≤1mm,要比LCD拼接小的多,雖然無法達到DLP拼接零點幾毫米的拼縫,但是對視覺效果的影響很小,而且PDP的屏體的是非常超薄的。簡單來說即是,PDP拼接技術,結合了LCD和DLP兩大技術的所有優勢,并同時克服了他們的缺點。特別是近幾年,等離子技術克服了自身致命的缺點,“燒屏”現象以后,目前國內等離子市場已經形成賽普、德浩、三一友泰三足鼎立之勢。

      二、大屏拼接技術發展趨勢以及前景展望

      DLP拼接已應用于大屏系統十幾年,技術成熟、穩定,而且DLP技術還在不斷進步與完善;經過近兩年的發展,LED光源DLP拼接墻技術和產品已經成熟,并且已經在市場上得到了廣泛認可,并被廣泛地應用于煤炭、電力、水利、人防、應急指揮、交通、政府等各種領域場所?梢詫崿F零點幾毫米的拼接縫隙,再加上采用LED光源以后,背投拼接徹底解決了耗材和維護難兩大瓶頸,讓背投拼接墻再次迸發出強大的發展商機。LED光源還有新興的激光LED混合光源DLP背投拼接墻的出現,讓我們看到了DLP拼接墻更美好的明天。雖然平板拼接產品的物理拼縫不斷縮小,但由于其工藝技術上的限制短時間內無法突破DLP拼接產品0.5毫米以下物理拼縫的獨有優勢,而控制室對圖像信息顯示的完整性要求非常高,很難接受“橫、豎、十字拼縫如筷子樣”的視覺畫面分割感,DLP的優勢依然非常明顯。

      液晶拼接技術近兩年的迅速發展足以顯現了液晶拼接技術的發展潛力和技術優勢。從清晰度、亮度、視角、色彩一致性等顯示性能方面,拼接的靈活性、后期維護以及價格等方面綜合考量,在商業應用方面已經占領了絕對的市場優勢,F有的55、60等大尺寸液晶拼接單元隨著技術進步成本將進一步降低,未來在工業領域將可以和5060等DLP拼接產品相抗衡,在大型的視頻監控等領域展現風采。

      PDP拼接技術是大屏幕拼接行業的黑馬,從清晰度、亮度、視角、色彩一致性、拼縫、維護成本等顯示性能方面,目前已經完全超越液晶拼接,與DLP形成平分秋色之勢。除拼接縫隙之外,無論在哪方面與DLP相比,PDP將更具有競爭力。同時PDP也是未來大屏幕拼接領域的發展方向和發展趨勢。

      三、大屏拼接技術在不同領域的應用

      隨著大屏幕拼接系統應用領域越來越廣泛,各行業的應用特點的差異性越來越顯著,比如煤礦、電力等行業對各種監控的視頻和數據之處理和顯示最為重要,而國防、科研領域對虛擬仿真應用的需求也日趨強烈,而有些系統則強調信息顯示和遠程視頻的綜合運用。面向不同行業提供針對性的解決方案已經變得愈加重要,解決方案的“行業專業性”也成為市場競爭力的關鍵因素之一。DLP拼接由于其可提供多種不同的配置和尺寸選擇、分辨率選擇、無縫拼接設計、靈活多樣的顯示模式、成熟的行業用戶解決方案。

      因此,在指揮調度系統等應用場合,比如交通指揮中心、氣象局、軍事演示中心等這些對數據演示要求非常精細的領域,由于需要顯示較精細的文字圖像信息,對圖像顯示的整體性、完整性要求高,將會由DLP拼接保持主導地位。相對來說,液晶面板可以很輕松的實現拼接,市場供應充分,價格也較其他兩種技術產品更具競爭力,因此,可迅速激發大屏拼接的中、低端市場的需求,主要運用于對拼縫要求不高、顯示畫面簡單的視頻監控市場和公共信息顯示市場。而對于PDP拼接方面,目前還是延續其高端形像,則應用在會議系統、商業展示等高端領域中。

      1、3D顯示應用

      隨著3D立體視像、全息影像等技術不斷取得突破性進展,國內外越來越多的公司投身3D顯示領域,產品層出不窮。3D技術將革命性地影響和改變人們的溝通、工作與生活方式。3D顯示技術不僅廣泛應用于工業領域、建筑領域、軍事領域、醫療、教學、娛樂和公共展示等領域,推動傳統信息化的升級,而且其正悄悄地融入個人娛樂與數字家庭的諸多領域。3D就像一把火,迅速燒遍了整個顯示行業,就連專業性很強的拼接顯示領域也莫能例外。2010年中,國內某知名DLP廠家發布了高清立體拼接屏系統(3D拼接屏),以此為起點,那之后各大專業展會均見有廠商進行3D拼接產品展示。然而與3D投影、3D電視、3D顯示器的火爆形成鮮明對比的是,3D拼接顯示目前并不被業界看好。

      主要表現在:1、不適合長時間觀看;由于3D追求視覺上的震撼,長時間觀看會出現頭暈、惡心等不適癥狀,這是監控客戶所不能接受的。2、所實現的成本高:要實現3D,不僅需要顯示設備支持,大量的前端攝像機、編解碼設備、矩陣也需要更換成支持3D的,存儲設備及帶寬也要成倍增加,加之3D眼鏡的價格,成本造價上要高于普通2D設備的數倍甚至更多。

      當前,大家普遍看好裸眼3D在拼接顯示上應用,它的使用范圍將和2D一樣廣泛。但目前裸眼3D技術仍不成熟,人們距離屏幕位置太遠或觀察角度太大,3D效果并不明顯;若離屏幕距離太近,人會有明顯的頭暈現象。當前不少廠商都在積極進行裸眼3D的研究,有業內人士表示,今后3~5年內人們有望徹底擺脫3D眼鏡的束縛,屆時3D拼接在廣告、展覽、演出等方面將獲得極大發展。

      2、異形拼接

      “異形”拼接的概念:不規則的異形拼接的價值主要體現在商務性的應用中,在展會、企業大廳、臨街櫥窗等領域的顯示應用可以通過不規則的設計創造出更大的空間利用價值和視覺效果。靈活多變的拼接顯示組合功能拼接幕墻可以根據不同用戶、不同使用環境的要求進行個性化設計,可以選擇單屏顯示、整屏顯示、任意組合顯示、圖像漫游、圖像疊加、圖像拉伸等功能。如今,大屏幕的靈活拼接設計越來越多的受到廣泛的應用,能把它制作成人們心目中的各種規則和不規則形狀來顯示豐富多彩的畫面,吸引參觀者的眼球。

      對于拼接顯示廠商來說,異形拼接已不是什么新鮮事,許多廠家很早就涉足了此項技術,不過由于技術不是很成熟并且受到傳統應用領域的限制,拼接效果及應用數量都差強人意。時至今日拼接技術有了飛速進步,在展覽展示、廣告傳媒、演出娛樂等新領域的擴展應用也獲得長足進步,這使得異形拼接煥發出新的活力,也再次得到廠商的重視。近些年拼接顯示技術一方面朝著輕、薄方向發展,另一方面強調穩定、靈活。我們看到當前以液晶為首的拼接顯示產品已經可以實現任意顛倒位置、旋轉,以任意的水平、垂直角度傾斜放置和拼接,這讓異形拼接變得更為容易。異形拼接將會在演出租賃和展覽展示行業會獲得更快發展,在娛樂、傳媒這些追求時尚奇特、需要給人們帶來新奇視覺體驗的行業受到追捧。需求決定方向,隨著大屏幕顯示產品應用的深入,異形拼接必然成為應用新熱點。

      四、交互觸摸與LPD顯示技術

      1、交互觸摸

      隨著應用領域不斷拓寬,許多場所如教室培訓室、娛樂中心、電視臺演播室、機場車站、商業中心等都成為了大屏幕拼接產品的目標市場,而這些場所與傳統專業控制室在使用需求上有著很大不同,不僅要求產品簡單易操作、并且還要有一定的趣味性。而交互觸摸技術的加入,讓拼接系統從單純的顯示產品轉化為交互式的信息化顯示平臺。增加了交互觸摸功能的拼接墻變得更加靈活和多元化。通過觸控技術,用戶可以查詢各類信息、玩游戲,還可以控制各種程序的應用,用戶不僅體驗了參與的樂趣,還使操作變得更為簡便。

      交互式在拼接墻的前景很大,未來高效與高識別率的人機信息處理模式將成為主流需求,但目前由于不同客戶需求特點不同,廠商不僅要提供硬件,還需根據各種應用編寫軟件來實現不同的互動功能,這使得成本提升不少,同時當前也少有客戶提出此項需求,因此廠商對此多持觀望態度。因此,現階段的市場應用還處在推廣發展階段,需要培育。對于未來市場,他比較看好在教育、會議與展覽展示方面的應用。交互觸摸技術為拼接產品開拓新領域新應用提供了可能,特別在教育、會議與展覽展示方面的應用。如此看來交互拼接前景美好。

      2、LPD顯示技術(激光熒光體顯示)

      基于激光熒光體顯示技術的拼接墻優勢在于可任意尺寸、任何大小顯示,任意視角觀看,且顯示屏采用激光冷光源,在運行過程中幾乎零熱量散發,與傳統技術相比,LPD顯示拼接墻的能耗降低了75%,從而使釋放的溫室氣體降低了80%,不僅綠色環保而且極大地降低了客戶后期的運營成本。另外,LPD顯示墻擁有目前業界最高的240Hz的刷新率以及0.25毫米的最小接縫技術。在實際應用中,客戶可以使用動態視頻或與顯示器的直接互動來體驗融入式的交流。

      3、OLED顯示屏

      相比現有顯示技術,OLED具有全固態、主動發光、高亮度、高對比度、超輕薄、低功耗、無視角限制、工作溫度范圍寬(-40℃~80℃)、可實現柔軟顯示等諸多優點。另外,由于OLED內沒有液體分子,其抗震性能更好、耐低溫、結實耐用。

      目前OLED產業尚未到成熟階段,尤其是在大尺寸產品應用上剛剛起步。但是OLED產業并不是一個新型產業,也不是一個成長期產業,而是一個已經進入爆發期的產業:尤其是從現在(2012年)開始,大尺寸、小尺寸OLED屏幕都將出現爆發性的增長。

      4、激光(LASER)光源

      激光(LASER)顯示技術是以高飽和度的紅、綠、藍(RGB)三基色激光作為光源的顯示技術。其充分利用激光波長可選擇性和高光譜亮度的特點,使顯示圖象具有更大的色域表現空間,色域覆蓋率可達90%,可實現2倍于傳統光源的色彩再現能力,色彩飽和度為傳統顯示的100倍以上。此外,激光光源還具有光能利用率高、高亮度、長壽命、低衰減等特點,是未來最理想的顯示光源。目前純激光光源已應用到DLP背投產品中,并已在展會上亮相。

      結束語:在筆者看來,在拼接層面,等離子的劣勢地位毋庸置疑,但這并不能否定它在整個顯示領域的應用價值。憑借大尺寸低成本及色彩還原度的優勢,等離子顯示產品在特定市場的地位在短期內并不會動搖。在今后的相當一段時期內,由于現有的三大拼接技術各自技術的發展和自身固有的產品特性,決定了它們仍將共存于大屏幕拼接市場。

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