LED大屏幕组合显示系统应用浅说

冯建民

【内容摘要】本文介绍了河南电视台1500平米高清演播室LED大屏幕系统的设计理念、系统特点以及操作维护经验，提出了三個“与时俱进”的建议，以期对其他电视媒体在使用同类设备时有所启迪。

【关键词】河南；电视台；演播室；LED大屏幕

“LED大屏幕组合显示系统”简称为“LED大屏幕”，具有色彩绚丽、视觉冲击强大、舞美效果大气壮观、组合灵活等特点，已经成为演播室节目的主要呈现、衬托手段。随着演播室节目制作形态的多样化，LED大屏幕已成为各电视台综艺、访谈类节目必备的技术设备。

在某种意义上说，节目的成功与否有可能取决于LED大屏幕是否能够完美展现，因此LED大屏幕能否科学应用就显得十分重要。

河南电视台的1500平米演播室、600平米演播室和400平米演播室均使用了相同的LED大屏幕技术，本文主要分析河南电视台1500平米演播室LED大屏幕的设计运用和维护。

一、系统设计

LED大屏幕的设计非常重要，其尺寸大小和舞台位置必须根据演播室的实际情况确定，以确保最好的舞台效果。河南电视台1500平米演播室舞台灯光距离地面的高度是10米，舞台台口的宽度为22米，大屏基座高为2米，大屏幕净高度为4.7米，大屏幕的总尺寸为10×6.7米。屏幕摆放位置距离舞台中央15米，这样大屏幕自身的亮度不影响舞台灯光效果，能起到衬托舞台作用，从摄像机的角度看，又拉大了舞台景深效果，使演出效果和录制效果更加气势恢宏。

LED大屏幕显示系统主要由LED显示屏、屏幕控制系统、视频信号处理器、输入信号切换矩阵、控制计算机、供配电系统等组成。

这套大屏幕控制系统加入了视频信号处理器LVP-601S+，提供了多路视频信号输入接口： DVI-D、DVI-I、HDMI、VGA、模拟复合信号、高标清数字信号（BNC接口）等，充分满足了节目部门的需要，确保了视频源的多样性。

由于计算机控制部分稳定性较差，处理广播级高清数字视频的能力也较差，所以运用视频处理器代替计算机控制，可以大大降低视频控制部分死机、高清视频不流畅问题。

LED大屏幕使用时如果需要参数调整，启动WINDOWS下的“LED演播室”控制软件，即可对大屏幕参数进行技术调整，但在大屏幕正常使用过程中则无需进入WINDOWS操作系统，只使用视频处理器即可。

这套LED大屏幕系统的视频信号由高清数字矩阵输出到高清视频数字切换台，副切换台输出至LED显示屏专业视频处理器LVP-601S+，然后使用DVI-D/DVI-I线输出到计算机控制器发送卡，最后通过568B标准网线传输给大屏幕接收端。

由切换台直接控制大屏幕的视频切换比较容易上手，节目制作人员能够以最快的速度调度系统中的各路信号，其设计的合理性为节目制作带来了便利。LED大屏幕系统连接如图1所示：

由于河南电视台1500平米演播室为全高清数字演播室，外来信号输入配备了13路标清转换高清的上变换板卡，足以保证各路标清信号源接入演播室视频系统。另外在LVP601S+视频处理器的上端加入了下变换板卡，保证在标清和高清录制时自由切换，保证大屏幕任何时候都是全屏显示效果。

二、规格参数

河南电视台1500平米演播室LED大屏幕系统的技术参数如下：

（一）硬件部分

1.箱体。1500平米演播室大屏幕由13×6个箱体组成，箱体规格768×768CM，每个箱体128×128个实像素点，所以整块屏体的实际物理分辨率为1664×768。

2.箱体内灯板芯片和接收卡。支持逐卡（接收卡）检测和校正功能，逐卡校正每个屏体色差，红绿蓝各256级。带PWM驱动芯片，使检测校验后的显示屏效果更完美；屏幕刷新率60-1200Hz；每个接收卡支持1024段分割，可用于异型文字屏体组装。

3.发送卡。第八代灵星雨科技802型卡，升级后的新卡支持10位颜色，1024×1024×1021=1073741824种颜色，单卡最大支持分辨率2048×640，双卡级联最大支持分辨率2048×1152。逐点校正支持单点、2×2、4×4、8×8点四种校正模式，最大校正6144点/模块，红绿蓝各256级别。可根据显示屏情况从无灰度到65536级（64K）灰度之间任意调整。刷新率可以从10Hz-3000Hz任意设定，带刷新率锁相功能，使LED大屏幕刷新频率锁定在电脑显示器刷新率的整数倍，杜绝图像撕裂，保证图像完美再现。发送卡传送距离最大可达170米（实测），可靠传输距离150米。

4.LED显示屏专业视频处理器LVP601S+。输入信号支持视频制式PAL和NTSC两种制式。VGA格式分辨率要求最大为1600×1200@60Hz，DVI、HDMI、DP格式分辨率要求PC（计算机）和SD/HD（标清和高清数字信号）分别最大为1600×1200@60Hz（E1A-861B）、1920×1080@60Hz；YPbPr格式（E1A-861B）分辨率最大为1920×1080@60Hz；SDI格式（SMPTE259M-C）最大为720×576i@50Hz/720×480i@60Hz；HDSDI格式（SMPTE-292M/274M/296M）最大為1280×720P@60Hz/1920×1080@50Hz。视频处理器内部可并级两张灵星雨802型发送卡，可独立给发送卡供电，并且带有亮度、分辨率、相位、图像高度宽度等调节功能，再加上丰富的信号源输入，可以完全脱离计算机束缚，使大屏幕在直播录播过程中运行更加稳定。

5.计算机技术规格：双核CPU或更高、内存2G以上、独立显卡带有两个以上输出接口，其中至少有一个DVI-D或者DVI-I接口、板卡带有一个以上PCI接口和USB2.0接口。

（二）软件部分

LED演播室软件是专为LED显示屏设计的一套功能强大、使用方便、简单易学的节目制作、播放软件，支持多种文件格式：文件文本、WORD文档，BMP、JPG、GIF、PCX等图片格式，MPG、MPEG、MPV、MPA、AVI、VCD、SWF、RM、RA、RMJ、ADF等大部分动画视频格式，运行环境为Windows98/ME/2000/2003/NT/XP/WIN7等操作系统。

三、操作规范

1500平米演播室LED大屏幕系统操作应用规范如下：

（一） 大屏幕信号来源

信号来源分计算机信号和演播室系统信号，计算机信号只有在调节大屏时才会使用同步信号。在录制节目时均使用演播室系统信号。演播室系统信号分为标清信号和高清信号，在录制节目时为了与演播室信号同步，外来所有信号都要以广播级标准进入演播室录制系统，最后所有进入大屏幕的信号都由演播室切换台或矩阵提供，因此决定了大屏的信号输入只能为高清和标清，其分辨率只能为720×576@50Hz或1920×1080@50Hz，由于大屏组合物理分辨率为1664×768，所以节目部门制作大屏时只能按照这个比例去做图像，最后还要变换成720×576或者1920×1080，只要是这两种比例视频处理器，LVP601S+都会将图片或者视频信号自动处理为大屏幕满屏显示。

（二）视频处理器LVP601S+设置

LVP601S+设置时按8次“SETUP”键后进入设置界面，“STP”键调整步进值，按该键切换步进值为1-10，“Enter”键为保存数值或选择数值，“SETUP”键为进入或退出。首先设置输出分辨率为1920×1080 50Hz；再设置水平像素点数为1664和垂直像素点数为768，不过一般水平设为1665像素，高设为769像素或者再大几个像素，大屏才能满屏显示，设置完成按“ENTER”键即可保存。

输出亮度选择：“BRT-”键降低输出亮度，最低0，“BRT+”键增加输出亮度，最高64。全屏/局部显示选择：“FULL”键为全屏显示，LED屏显示整个输入图像。“PART”键为局部显示，LED屏显示图像的局部（该键仅应用于计算机信号）。

（三）发送接收卡设置

如果LED大屏幕只使用矩阵输出信号，则无需进行LED软件设置，只对发送接收卡进行设置即可。发送卡设置完后，只需计算机对其供电即可。打开“LED演播室”软件10.0，选中设置中的软件，首先把高和宽的数值设置为大屏的实际像素点数。发送卡设置选项里显示模式分辨率为主控计算机桌面分辨率1680×1050，选中“启用第八代功能”和“单卡监控”。接收卡设置灯板芯片为“通用”，LED刷新率为380，扫描时钟为16.67MHz，行消隐时间200纳秒，LED刷新率可以根据需要相应调节，同时要搭配调节扫描时钟和行消隐的参数，大屏才能正常显示，灰度级一般设置正常值4096级。实际宽度和高度为128×128。显示屏连接参数如图2、图3。图2绿色为U口设置，图3蓝色为D口设置。

设置ID序列号：按箱体网线连接顺序设置（U为上口，主要与LED大屏幕上面13×3个箱体通讯，D为下口，主要与LED大屏幕下面13×3个箱体通讯），注意U、D接口下面三排为D、上面三排为U，一定要选正确。设置显示屏连接的第一个箱体，以网线进入的第一个箱体为基准，依次设置ID号。如从U口开始设置只需设置第一个和第二个显示屏参数，下面设置直接按键盘方向区的上下左右即可。设置显示屏ID参数的顺序，是按照显示屏的连接线的实际顺序设置，要设置连接显示屏，首先要明白大屏后面连接线的走向。1500平米演播室大屏幕横向为13块箱体，那么ID就到13，然后按方向键的上键，第二排大屏的连接为从右向左，那么按方向键左键到ID号26，然后按方向键向上到ID27，最后向右到39，U口线连接39个箱体。设置D口显示屏连接参数同上。无论是接收卡还是发送卡，参数设置后均要先点击“发送到接收卡”，并点击“保存到接收卡”，否则重启后复位。

四、安装使用与维护

由于LED大屏幕组合显示系统组成部件多，因而系统在安装使用维护过程中有以下方面需要注意：

（一）安装、控制、调试、维护必须及时准确

安装通常采用基座式，即先安装好基座，再通过连接件将屏体固定到基座。必须注意的是，在安装屏体前，一定要仔细检查安装钢架结构的安装面是否平整、牢固。

（二）在调试、维护时，常见以下几种情况发生，应采取相应对策

单元板不亮——电源故障或数据线断了，需更换。某个箱体模组单元红（或绿）常亮——对应的分配板故障或数据线方向插反了，更换或数据线重插。通讯不正常——软件设置不对或发送卡或接收卡有问题，发送卡和接收卡上面的绿色指示灯不闪烁时，检查发送卡DVI信号源输入，重启计算机或视频处理器或更换DVI输入。整屏横向隔几行亮，隔几行不亮——通讯不正常，检查网线，或者检查故障点的环节电源线。

（三）使用注意事项

首先，LED大屏幕组合显示系统接地必须良好，否则会引起“烧板”现象。检查零线是否压接牢固，如果只有火线和地线形成回路，大屏幕只能工作在最低功率状态，其故障表现为大屏幕只能正常显示图片，不能显示播放的视频，大屏幕出现不断的闪黑，同时箱体内指示灯也将间断闪烁。如果不及时把零线恢复完好，也有“烧板”危险。不可以带电热插拔DVI数据线和其他接插件，更不能帶电维修。

其次，开关LED大屏幕时一定遵循“先开计算机，再开LED屏幕；先关LED屏幕，再关计算机”的原则；不要频繁开关，时间间隔至少要1分钟以上；发送卡的绿灯闪烁时才可开LED屏幕；尽量减少LED大屏幕在全亮或者失控状态下开屏，因为此时系统冲击电流最大。

箱体内的接收卡有两个指示灯：红灯为电源指示，绿灯为信号指示。红色亮，绿灯闪烁为正常。U/D数据通讯线缆两端均为568B标准，一端接发送卡，一端接箱体内的接收卡。箱体之间的环接为O型接口，箱体和接收卡间均为水晶头，箱体和接收卡之间的信号线易出现故障，可以直接跳过箱体接口，直接在箱体内发送卡进行环接。无论是电源线还是信号线，箱体两端接口均可输入输出。

五、结论

LED大屏幕的完美展现是技术与艺术的完美结合。1500平米大屏幕的使用经历了一段时间，其性能良好，工作非常稳定，能够满足各种直播、录播任务，其中河南电视台大型综艺栏目《梨园春》和《武林风》，使用大屏幕直播和录播2000多期，从未在节目录制过程中出现过差错。

要使LED大屏幕组合显示系统稳定运行，就需要具备扎实的技术功底、迅速快捷排除故障的经验、能力，从而保证节目的成功录制。

2013年全球影视技术的发展催生了4K分辨率制作设备小型化、轻量化，为电视节目制作领域的应用开启了先河，高速4K分辨率图像处理引擎技术，高容量快速存储性能以及4K编解码等尖端技术，带来全流程4096×2160分辨率图像拍摄制作，电影级别影像的呈现，工作流程逐步经济合理，为电视媒体创作开辟了新的空间。①随着广播电视4K高清的普及，LED大屏幕的清晰度会越来越高，实际像素点距越来越小，大屏幕的面积也会越来越大。

纵观河南电视台1500平米演播室LED大屏幕的安裝与使用，笔者有以下几点感悟：一是电视节目的制作与播出必须要与时俱进。这里所说的“与时俱进”既包括主创团队思想观念上的，也应包括相关设备的更新换代方面，技术虽然不是万能的，但没有相应的技术设备支持，要想取得好的传播效果也是万万不能的；二是对于新添置的相关设备，相关操作使用人员必须与时俱进，不能仅仅满足于依靠说明书去操作，或者把希望都寄托到厂家派驻人员身上，而是要想方设法，通过自己的学习，既知其然，又知其所以然；三是相关管理上的与时俱进。LED大屏幕系统只是电视台新添置的众多设备中的一个，根据著名的“摩尔定律”，包括但不限于电视在内的音视频技术的更新换代是非常频繁的，有了新的设备，相关管理必须与时俱进跟进。

注释：

① 王佩、薛佳：《中央电视台4K分辨率高端技术在节目制作中的应用》，《现代电视技术》 2014年第9期。