大屏幕显示系统设计及设备选型指南

    大屏幕显示系统是集多种信息接收处理显示、多类人员操作控制于一体的多媒体互动系统，涉及声光电多方面技术问题，也涉及有关部门的管理协调问题，还与显示大厅整体结构密不可分，必须注重需求为主、统筹兼顾、运用综合集成技术，才能使之达到预期效果。

一、

大屏幕显示系统的设计首先要提出需求，以下为通用的主要功能与要求。

1. 信息接收系统不仅要能接收VGA、RGB、网络计算机信息，还要能接收宽带语音、视频信号，并能根据需要进行适当的信息转换。
2. 信息显示系统能以多媒体的形式发布共享信息，能以不同的模式、按照划分区域显示态势、文本、表格和视频图像信息。要求态势显示清晰、分辨率高，文字、图像显示清晰稳定。
3. 预览、摄像与切换为保证投影显示信息的准确性和质量，系统必须具有预览功能，用于图像的预审。显示大厅内应安装摄像机，用以提取管理控制机构工作的视频图像。系统应具有切换显示功能，满足多路信息显示需要。
4. 电视电话会议系统能利用监控、预览、切换、通信及终端控制设备，保持与有关方面的视讯联系，随时可以召开电视电话会议。
5. 控制方式系统允许领导人员、业务工作人员、保障人员，以集中控制、移动控制、授权控制的方式，对大屏幕进行开关机、开设窗口、选择信源、投影显示、调整音响和照明等操作。
6. 依据标准优化设计系统设备配置复杂、电缆信号繁多、安装工艺和环境条件要求高，要按照机线标准化、电磁兼容性标准和大屏幕安装要求，进行工程布线和设备安装，确保系统能够长期稳定运行。

大屏幕显示系统的可用布局方案有：影院型、圆桌会议型、阶梯教室型、线型。

影院型布局的大屏幕在显示大厅的正前方，领导人员席居中，业务员席位于领导人员前后或两侧，技术保障人员在领导人员后专门设置的控制室内，便于对大屏幕显示进行观察控制。观摩席在后排或外侧，其参观或观摩不影响正常工作。这种布局使每个席位尽可能处于大屏幕的最佳观看位置，有利于扩充席位，能接纳的人员较多，适宜分散决策的管理体制，因此屏幕尺寸可以较大而且不止一块，集中布置在正前方。但是这种布局不利于领导人员与其他成员之间的交谈。

圆桌会议型布局可设三块屏幕，主屏幕位于圆桌的一端，辅屏幕位于主屏幕两侧，幕间夹角视人数而定。领导人员位于圆桌的另一端，处于最佳的观看位置，业务员或辅助决策领导人员位于圆桌两侧，主要观看本席位正面的屏幕。这种结构有利于领导人员观看大屏幕并与其他成员之间的研讨，但不利于辅助决策领导人员观看其他屏幕，需要通过合理划分显示区域和内容弥补解决。

阶梯教室型布局的大屏幕位于正前方，各类人员按照对正常工作的重要程度不同，呈阶梯状排列位置，主要决策领导人员处于最佳的大屏幕观看位置，其余人员次之。席位和屏幕之间，放置发言台，供讲演者用。这种布局适用于领导人员、观摩人员较多，且完全依赖大屏幕提供的信息作出决策的管理机构。　线型布局的大屏幕呈直线或弧线型，按照部门、方向或任务将大屏幕划分成若干个区域，有关领导人员位于相应区域的最佳观看位置，相互独立的行使管理职能。在这种布局中，每个决策者或一组决策者正面的大屏幕是是专门为其设置的，用以显示最关心的信息，适用于以扁平分散式决策为主的管理控制机构。

2.投影显示设备的布局　

投影显示设备包括投影机、控制器、信源机、信息接收及格式转换设备，这些设备数量和体积较大，物理连接紧密，布局的基本要求是隐蔽、可靠、便于操作维护。

投影分为正投和背投。正投的光线穿过显示大厅，将信息投射到屏幕上。正投影通过加大光线射程的方法，获得较大的正投影幅面，适合单屏单机而对屏幕尺寸要求较大的场合，从而减少设备，降低成本，但是，正投影对显示大厅内物体的高度有限制，而且光线的强度会随着投射距离的延长而衰减，使屏幕的亮度降低，常用两台投影机叠加或降低大厅照明亮度的办法，提高投影显示的相对亮度。

背投一般用于射程较短的环境，为提高投影显示的幅面，可采用广角镜头或多台投影机拼接的方案。镜头的性能通常用射程与屏幕宽之比表示，其选择范围可从0.88:1到7:1，广角镜头只需较短的射程就可获得较大显示幅面。但是，与用多台投影机拼接相比，为要达到同样的亮度，要求采用广角镜头的投影机的光源功率较大，而且屏幕越大太阳效应越明显。因此对于单幅画面较大的屏幕，趋向于采用拼接结构。拼接投影机固定在幕后特制的机架上，控制器、信源机、信息接收及格式转换设备，位于幕后两端或第一层投影机的机架下，以便在不影响正常投影显示的条件下进行维护操作。

3.显示控制室的设备与布局

显示控制室通常设在显示大厅的后面，用单向玻璃与大厅隔离，玻璃上留有传声孔，便于技术保障人员直接观察和听到显示大厅内人员和设备情况，以便及时发现并响应用户申告，及时进行技术支持和故障处理。

显示控制室应包括：预览监视设备、大屏幕操作控制设备、信源选择设备、音响控制设备、多媒体播放设备、录音录时设备、灯光控制设备等。技术保障人员通过监视器墙，掌握正在投影显示的情况，预审拟投影显示的图像，用显示控制台上的有线、无线、红外、遥控器、触摸屏、键盘鼠标等多种工具，对大屏幕显示系统进行操作控制，完成对需要投影的计算机信息、各种视频信息的显示、切换、预览控制，同时可利用集中控制器，对显示大厅的灯光、音响、窗帘、摄像进行统一控制。

4.监控席的布局

监控席通常设在显示大厅的最前排，配备大部分控制设备和简化的监视预览设备，具有显示控制室的大部分控制手段和控制功能，便于在现场进行操作控制，及时处理用户申告和故障处理。

    大屏幕显示系统的设备选择要根据实际环境和使用需要，确定产品的性能要求和关键技术指标，再根据工程预算广泛选取产品，进行主要技术参数和功能的对比，参考有关文献和其他用户经验，注重品牌及售后服务，重点选择几个产品，通过实际测试，必要时进行招投标，最终选定所需产品。

大屏幕显示设备多达数十种，以下仅介绍最重要的投影机、屏幕和控制器的选择。

1.投影机

投影机的指标很多，可以从显示性能、可靠性和可维护性三个方面进行比较选择。显示性能主要包括亮度、分辨率、对比度。投影机的亮度从数百直至上万ANSI流明。实际观看到的屏前亮度与投影距离、屏幕和环境亮度都有关，这要根据情况综合选择，在大屏幕显示系统中，趋向于采用1000ANSI流明左右的投影机进行拼接。对比度为投影机输出最亮与最暗的比值，400:1能满足要求。

可靠性通常用MTTF（平均无故障工作时间)表示，当然是越长越好。但是，几乎所有的产品都有薄弱环节，投影机最薄弱的环节是提供光源的灯，因为在集中管理或重要任务的应用过程中，即使是短暂的屏幕不能显示，也是不能接受的。按照木桶理论，灯的寿命是影响投影机MTTF的重要因素，一般在数千小时级。可维护性通常用MTTR（故障修复时间)表示，为了缩短故障修复时间，高档投影机采用独立灯单元部件或双灯备份，更换时不需要移动投影机，也不需要进行几何校正，以提高更换速度。

2.屏幕的选择：

投影屏幕从功能上可分为透射式和反射式，透射式用于背投，反射式用于正投。从材质上可分为珠光幕、玻璃幕、金属幕、近白幕、压纹塑料幕等。投影幕的正确选择以及与投影机搭配得当，可以得到优质的投影效果，一般按照类型、材质和尺寸的步骤进行选择。

增益和视角是投影幕的两个主要指标。增益反映了屏幕反射入射光的能力。在入射光的角度一定，入射光通量不变的情况下，屏幕某一方向上亮度与理想状态下的亮度之比，叫该方向上的亮度系数，把其中的最大值称为屏幕的增益，通常把无光泽白墙的增益值定为1，在压纹塑料幕的光反射焦点，增益高达3.5。一般来讲，增益越高视角越小，视角将影响席位的摆放位置和数量。屏幕在不同方向上的反射是不同的，离屏幕中心越远，亮度越低，这也称为太阳效应，当亮度降为50％时的观看角度定义为视角，菲涅尔光学广角背投幕可将水平视角做到170度。

屏幕的尺寸应与显示大厅的空间格局、席位设置、人体物理学需要协调。显示大厅的空间高度，通常为5）7米，应设领导席、业务员席、操作控制席、同声翻译席、技术监控席、为协调工作设置的相关部门管理席，以及预留观摩或参观人员的位置。每个席位面积依据设备配置不同而有差异，6）8平方米能满足多数需要。管理与业务工作人员之间的最大距离以直接对话无延迟感为宜，不应超过30米。屏幕底边距地面应有0.8）1.2米，单块屏幕通常应符合6：4或16：9的宽高比，屏幕的高度大约等于从最后一排观众到屏幕距离的1/6，第一排席位到屏幕的距离应大于屏幕高度的2倍。以上数据可作为选择屏幕的参考，具体尺寸还应根据实际情况确定。

3.控制器的选择

*矩阵控制器

矩阵控制器用于将输入的任意一路RGB或视频信号切换到输出的任意路，并直接送投影机显示。硬拼接靠投影机自有的功能实现拼接，成像速度快，矩阵控制器信号切换速度也很快，因此，硬拼接适合需要经常切换显示模式的场合。矩阵控制器的输入信号的路数应根据信号源的数量确定，输出信号的路数应不少于投影机数。通常矩阵控制器都有自带控制面板和RS-232串口命令2种切换方式，所以，产品能否提供通信协议命令代码至关重要，这涉及矩阵控制器能否实现计算机控制的问题。模拟信号带宽应选300m以上，以便保证图像传输质量。输入阻抗应与信号源匹配，才能使图像显示稳定，这些参数有时需要通过调试才能确定。

*显示墙控制器

显示墙控制器除了具有标准图形工作站的CPU、存储器、输入输出接口和操作系统外，还具有多路视频、RGB输入输出接口，能将多种外部视频、RGB模拟信号数字化后，在成像设备成像，再转换成模拟信号输出到大屏幕，并且可以在大屏幕上随意移动、放大和缩小，实现跨屏幕多窗口任意尺寸的无缝拼接，如同在一个大窗口进行操作一样灵活、方便，这一过程也称为软拼接，显示墙控制器也叫软拼控制器。

显示墙控制器为大屏幕图形显示提供了灵活的拼接和操作选择，对于开辟窗口不多（4-6个)、只改变显示内容而较少改变拼接方式的场合，是一种理想的选择。由于改变拼接方式时，控制器需对各个窗口进行转换和计算操作，要重新对投影机进行同步，占用很大的系统资源和处理时间，使得切换时间较长，有的长达1分钟。在输出分辨率高、开窗口多、要求切换频繁的应用场合，切换时间、开窗口时间会较长，视频显示会有动画。在大型管理中心，信号源的数量大大超过可开窗口的数量，时常需要改变显示模式，进行模式切换，因此应选择功能更强大的控制器。根据一般感受，窗口数量不应超过10个。因此软拼接适用于信号源切换较少的场合使用。集中控制器大屏幕显示系统是集多种媒体设备于一体的复杂系统，为使其操作控制集中在领导人员席、显示控制室、监控席，集中控制器是很好的选择。

*集中控制器

实际上是一种控制多种媒体设备的中间件，配备计算机硬件和专用操作系统，具有上载标准计算机程序、上载触摸屏工程程序、更新操作系统、编写控制程序的功能。对集中控制器的选择，首先应明确控制对象和控制属性。在大屏幕显示系统中，一般要对RGB、视频、音频信号进行切换控制，对灯光、窗帘、摄像、电源设备进行开关控制，对DVD、VCD、卡座进行播放控制，相应地要选择具有RS-232协议程序控制、继电器开关控制、红外线输出接口的集中控制器。其次要选择控制终端，通常是选择有线、无线触摸屏作为控制终端，相应地要求集中控制器具有接收RS-232命令、无线电信号的输入接口。一个好的集中控制器，不仅应具有大量标准设备控制代码数据库，以便为设备扩充做准备，还应是一个智能学习设备，能轻松的学会可遥控设备的控制命令，补充数据库的不足。

    大屏幕显示系统设计需要将不同产品、不同设备互连，追求系统整体性能最优，而不是对具体产品设备的研究开发，其技术难点是接口，技术难关是系统协调与优化。当一个系统按照设计方案建成以后，可能存在很多意想不到的问题，例如信号匹配问题、切换速度问题，有的问题需要进行参数调整解决，有的需要更换产品解决，有的甚至要通过降低系统指标的方法解决。

    大屏幕显示系统的设计过程实际上是一个系统集成的过程，就是按照各种行业使用的需求，对众多的技术和产品进行合理的选择，最佳配置各种软件和硬件产品资源，组合成完整的、能够满足管理机构各个席位具体应用需求的集成方案。