某市政协大屏幕显示系统实例

林刚

（上海金桥信息股份有限公司）

1 项目背景

以某市政协边缘融合技术的大屏幕系统（政协会议室的重要组成部分）为例，该大屏幕有效显示面积：1.8m×6m。

大屏幕显示系统采用4×1背投无缝屏幕结合融合拼接处理，有效消除任何物理缝和光学接缝，使画面成为一个真正的整体。除了背景图像之外，还可同时在整个显示墙区域上显示不少于4个不同的信号源窗口，并可将其中的一路信号以背景方式覆盖到整个显示墙上，其余的信号以窗口方式叠加在上面，可按照用户的意愿任意改变窗口的位置（叠加、跨屏等）。

投影机采用高亮度三片式DLP投影机、色彩阶度匹配处理，以满足多屏拼接系统色彩和亮度均匀一致性的需要。投影机亮度输出可达到6000ANSI流明，对比度1600∶1，分辨率1400×1050。投影机具有TCR真彩还原技术，色彩鲜艳、真实再现的清晰投影；具有密封的DLP引擎；具有多种变焦镜头可选，满足现场安装环境；具有智能双灯技术，保证了稳定性；具有多路信号输入及信号无缝切换功能，可以同时输入、显示3路以上视频／VGA信号，镜头根据现场的平面布置计算选择；噪声级小于43DBA，最大功耗700W。软边拼接控制器支持多输入、多输出显示，能提供灵活的数字/模拟输入和输出选项及强大的软件功能，可在一个宽屏的、多通道之间边缘融合的投影设置中，以窗口方式显示一系列输入信号源窗口，并且还能够提供多种显示效果（见图1、图2）。

图1 工程调试中效果

图2 信号处理拓扑

通过4台Barco Rlm R6+投影机的叠加投影，以及亮度色彩对比调整，拼接处理器计算融合像素区域，最终使4个独立画面成为整幅无缝拼接的画面。画面色彩艳丽，分辨率高，可以开多个窗口满足多种应用，带来不同凡响的视觉冲击。

2 信号调试与故障处理实例

2.1 软边拼接控制器VISTA SPYDER 344 介绍

VISTA 300软边拼接控制器是一个支持多输入、多显示的控制设备，提供灵活的数字/模拟输入和输出选项、强大的软件功能，可在一个宽屏的、通道之间边缘融合的投影设置中以窗口方式显示一系列输入信号源窗口，并且还能够提供多种显示效果，比如Alpha边缘融合、色度键控和次序控制。每个控制器最多支持8个可完全定义的输入或输出，并且还支持标准的DVI A/D输出，可直接寻址任何兼容DVI格式的数字投影机，每一输出可建立直至UXGA(1600×1200像素)的高速连接。机身可置于标准的48cm机架内，可满足支持多窗口显示的，且以无缝融合宽屏信号为背景的多画面显示应用要求。主要功能如下。

1） 4个信号输入

根据要求，VISTA 344可配置为SVHS、模拟RGB、SDI和DVI 4个信号源。每个输入均可在全分辨下被处理。对于多屏安装，每个信号源输入安装使用的屏幕数量被复制。而且SPYDER 344的每一个输入通道都可以进行多路输入选择，可以选择3个信号输入方式（可以同时插入3个输入信号模块：视频、VGA、DVI），并可以进行信号切换，这样整个控制器的输入实际最多可以扩充到12个通道，可以任意选择其中的4路作为信号显示。

2）4个通道输出

每个VISTA 344具有4个标准的DVI A/D输出，可支持任何显示终端。对于每个输出通道，分辨率最高可支持UXGA(1600×200)。

3）高级的效果控制

(1) 视窗控制

可用像素精度定义视窗的位置和大小，由此来显示窗口的输入。水平和垂直尺寸均可单独调整。

(2) 数字放大

在每一视窗内，均可对图像进行所需的缩放。

(3) Alpha融合

允许对所选的信号输入转变为透明的叠加。融合率可由用户自己定义。

(4) 色键控制

选择色度键和色值以产生奇特形状的重叠。

(5) 边缘融合

内置的边缘融合功能和羽化特性可产生光滑的全景重叠。

(6)直观的软件界面

在融合拼接正式安装时，内置的测试图案将使得投影机和重叠图像的调整达到每一像素的精确度。

另外，整个软边无缝拼接显示墙上的信号源窗口，可通过使用SPYDER控制软件，以鼠标托拽操作的方式进行大小和位置的布局设置，并且可以把理想的布局方式保存下来，以备日后调用。用户可以直观地以图形方式来选择、缩放和移动特定的信号源窗口，使用起来非常方便。每个信号源窗口的属性设置都是独立的。每个窗口都能自由缩放到全屏大小，特别是动态视频信号在缩放时，不会产生黑屏现象。每个信号源以窗口方式显示，窗口的大小和位置都可任意改变。

将控制电脑的网络接口和SPYDER控制器上端的网络口连接，打开控制器电源后，就可执行相应的设置和操作工作。当然，如果用户的信号源较多，可以通过增加RGB矩阵和视频矩阵来解决。

4）直观的软件界面

带有指导的安装菜单，可清晰地显示配线示意图，使得VISTA的硬件安装变得非常直观和简便。

在融合拼接正式安装时，内置的测试图案将使得投影机和重叠图像的调整达到每一像素的精确度。

2.2 图像偏色排查

调试过程中，遇到投影机投射出的图像出现偏色，可针对此现象进行排查。

1）链路排查

检查整体链路中所有连接线缆和接头，并通过替换法排除由于接头虚焊、连接松动等引发的问题，更换另一组投影机连接线缆到拼接器后，故障依旧。

2）软件设置排查

进入到Barco R6+投影机设置菜单中，针对颜色调整、色温调整、白平衡的选项进行调整。

投影机内部自测图像也正常，无偏色现象，因此排除了投影机故障引起的偏色现象，此现象应由VISTA拼接处理产生。

3）检查VISTA拼接控制器设置

(1) Connector： 选择连接VISTA信号源输入的类型 (DVI,SDI, or HD15)。

(2) 点击 ‘AutoSync’按钮，将自动调整输入信号源的参数。

(3)由于VISTA拼接input卡有3种不同信号源可以同时接入，在自动同步时有可能不能正确识别信号源的类型，因此需要根据不同输入信号源来进行手动设置，此次input卡上连接的是VGA15针接口，因此选项必须是HD15，并在color space中选择相应（RGB）才能保证图像色彩正常。经手动设置后，偏色现象消除。

(4) 完成调节后，点击 ‘SAVE’，保存更改。

4）经验总结

由于VGA 信号目前无标准可循，因此国家推行该类设备的国家技术规范，即所谓的国标（由于是针对广电行业的特殊设备要求制定的，在业内一般称为广播级标准）。国标规定了接口规范，包括输入、输出阻抗、电平范围等，同时也规定了技术参数，因此 AV 信号的设备都应符合这些要求。对 VGA信号，虽然已经出现了很多年，但原主要应用于 IT 行业，国内国际上均没有相应的硬性规范规定其指标参数，仅是对接口标准有了一些规定，而且也还是行业规范，如 VESA 规范等。关于不同分辨率的行场频像素时钟、同步极性等标准，在阻抗和电平范围上一般是参考 AV 规范，因此各类厂商生产的显卡、视频采集卡等都是厂商自行订立的标准。在AV系统工程中，由于外部的干扰、线路的长短、制作接口的技术条件等原因，经常会导致此类模拟信号在传输过程中出现各类状况；因此，不能完全依靠设备的自动识别和自动同步等设置来进行调用，需要工程师根据实际情况，在调试设备时手动进行各类参数的调整，工程师需要具备丰富的现场经验。

2.3 投影图像干扰排查

针对此现象，测量零线、地线的电压差，发现压差正常，接地也符合设计标准。但经过线路排查发现投影机与机柜设备所接地线分属两个不同的系统。

1）干扰产生原理

经过查询资料发现地线干扰产生的原理如下。

地线干扰是显示系统经常出现的干扰，工程中出现的干扰大多属于此类干扰。产生地线干扰的原因，是由于系统中存在两个以上相互冲突的地线。图3表示了各个电线产生干扰的原理，图4是等效图。图3中存在两个地线，G1是信号源的地线，G2是显示设备（投影机）的地线。这两个地线间存在地电阻Rg。大地作为各种设备的公共回路，存在地电流。地电流在地电阻Rg上产生电压降Ug。Ug产生的电流Ig流过电缆外导体。由于电缆外导体也存在电阻Rw，Ig在Rw上产生电压降Uw，此电压既为干扰电压。Uw与信号源电压Uy叠加（见图4），形成对图像的干扰。地电流的主要成分是50Hz交流电及电器设备产生的干扰脉冲，在图像上的表现是水平黑色条纹，参杂有水平杂波，且沿垂直方向缓慢移动。

根据以上分析，当系统中存在两个以上的地线时，就会产生干扰。因此，要消除干扰，就必须保证系统中只有一个地线，即所谓的共地，经过系统改造，将地线调整后，干扰消除。

2）干扰排除经验总结

在投影显示系统工程中，经常会出现图像受到干扰的问题。尤其是近年来，大屏幕投影显示系统大量普及。大型显示系统的连接关系较为复杂，随之而来的是干扰出现的几率明显增加，且排除起来有一定难度，因此，系统干扰已成为困扰系统集成商的难题。 在多媒体系统工程中，会用到多种设备，如投影机、计算机、矩阵切换器、分配器、CD、DVD和中控系统等。由于设备中大多使用开关电源，因而信号中的地线实际上是漂浮的，造成各信号之间的地线不在同一电位上，存在电位差。当所有信号连接使用时，由于地线电位不一致，就会造成图像上有网纹、低频滚动等干扰现象产生；因此，在两相三线制的电源系统中，系统设计时，电源线应遵守左零，右火，中心保护地的规则；在三相四线制的电源系统中，应尽可能使用相同的两相。特别指出的是：保护地一定是同一地线，并确保其连通，以保证所有设备有一个样同的地线参考，这样就会防止各种干扰现象的产生。

图3 地电流产生干扰的原理

图4 地电流产生干扰的等效图

3 结束语

经过多年的系统工程应用经验，笔者在工作中更加体会到，系统工程的复杂性、每个工程都有着或多或少的问题，只有不断总结经验，吸取教训，严格把控工程设计、实施、调试等各个环节，严格认真负责地将每道工序做好、做完善，才能保证整套系统的安全、有效运行。作为项目的调试工程师如同医生一样，先要熟知人体各器官的功能，对系统中就是各设备的性能、参数，还要对整个身体的也就是整个系统的运行性能了如指掌，对系统中遇到的问题，要对症下药。要善于利用各类工具诊断故障。遇到技术难题，需要虚心请教、认真分析，从各种渠道查询资料，不断完善自己的知识库。系统集成行业飞速发展，因此，不断加强理论学习，拓展知识领域，进行知识更新，是立足本行业的根本。