DLP大屏幕电视墙的原理及调试方法

    大屏幕电视墙能给观众带来更加震撼、逼真的画面，随着电视观众对电视银屏画面品质的要求越来越高，大屏幕电视墙在文艺、新闻、专题等节目中的应用越来越广泛。目前大屏幕电视墙主要有三类：CRT电视墙 、LCD电视墙和DLP电视墙。CRT为RGB三枪投射方式，与目前电视机成像原理类似，LCD 为液晶显示方式，DLP 为数字电子微镜投射方式。这三种电视墙的成像原理各不相同，优缺点也各不一样，因而应用场合也各有不同。

    早期电视台使用DMD 光路系统，通过投影透镜获得大屏幕图像J DLP 投影系统主要包括有信号存储器、DMD 、光源、滤光镜和分光棱镜、投影透镜等。其核心部分为DMD ，控制数字图像的生成．在一片DMD 上有848 减仪旧＝508800 个可转动的铝合金微镜，每一个微镜对应一个像素。每个微镜都具有独立控制光线通断的能力、允许光线通过时，微镜“开”、则旋转＋l0a ，不允许光线通过时，微镜‘关”、则旋转一10a ，在没有进人正常工作时、微镜处于0° 。

　　电视墙一般为CRT ，这种电视墙技术成熟，应用广泛，但它有不可弥补的缺陷，就是亮度较低、在一个单体中，中间亮，四角暗。LCD 依赖于偏振、光源中的50 ％的光由于偏振作用不能进人LCD ，所以亮度也不可能提高很多，且图象有明显的黑白竖条，一般不为电视台所用。DLP 目前技术最先进、且最适合电视台使用。

　　不管是哪种类型的大屏幕电视墙、在演播室应用时，都有其特殊性，下面从DLP 原理出发，讨论在这种特殊环境下的调试方法。

　　DMD 微镜的旋转受数字视频信号的控制，数字视频信号为等幅的脉宽调制信号，用脉冲宽度大小来控制微镜对光线通断时间的长短。微镜保持在’‘开”状态的时间越长，则该镜所对应的像素的亮度就越高。由于微镜“开”“关”之间转换速度非常快，所以图像看不出闪烁、利用微镜的这种快速转换就可以来控制像素的灰度和色彩的层次。DLP 光源的光线通过光路系统被引导投射到DMD ，在DMD 上、处于“开”状态的微镜将反射光线通过投影镜头在银幕上形成正方形的像素，这样整个DMD “开”状态微镜经反射、投影就在屏幕上形成了图像。

　　以DMD 的数量区分，DLP 有三种不同的模式，即单片DLP 模式、两片DLP 模式、三片DLP 模式，三片DLP 模式提供了最高的亮度，单片DLP 模式，白色的光源通过聚光镜对焦到分色轮上，分色轮由RGB 三色滤光片组成，通过分色轮后的光线照射到DMD 上，随着分色轮的转动，RGB 三色光会顺序照射DMD ，分色轮和RGB 三色信号同步，即当红光照射到DMD 时、DLP 系统处理红光信号；同样蓝光或绿光照射到DMD 时，系统处理蓝光或绿光信号。这样，人的肉眼会将RGB 三色信号组合并感觉为彩色图像，见图2 。采用RGB 三色分色轮、白色光源的光会有2 / 3 被滤光片吸收（因每次只能通过一个原色光），故在此模式中、黑白投影亮度是彩色投影的3 倍。

　　在三片模式中，不再需要分色轮、光源由分光棱镜分成RGB 三基色，同时输出到三片DMD 上，三片DMD 分别处理RGB 三基色，见图3 。与单片DLP 相比较、每一基色的图像时间延长到三倍，使光输出也提高到三倍。由于图像时间加长，允许采用更高的灰度等级（如1 obi 招、可达10 洲级），这样可进一步提高图像质量。这种模式适合用于较大的屏幕投影和较高亮度的场所。

　　两片DLP 模式的投影机采用金属卤素灯作为DLP 的光源，其输出光谱中红色光相对较少。两片DLP 模式采用了单片DLP 模式的分色滤光系统和三片DLP 模式的光束分离系统，巧妙地解决了金属卤素灯输出光谱中红色光过少的问题。两片DLP 采用洋红色和黄色双色滤光镜，洋红色滤光镜允许红光和蓝光通过、黄色滤光镜则允许红光和绿光通过，这样红光会长期通过滤光镜，而蓝光和绿光会交错通过。通过滤光镜之后，光线会射向一个双色分光棱镜组，分离出来的红光投射到d 枚DMD 上，而蓝光和绿光交替投射到另一枚DMD 上，见图4 。与单片DLP 相比，两片DLP一尽可能考虑色温平衡，才能逼沂一真地还原彩色．在演播室中，发光体为灯光．无日光进人，这些灯光的色温都是标准的3200K ，所以，摄像机也一定要设置在3200K 档。

　　然而，对DLP 大屏幕显示屏来讲，光源是用的卤素灯，色温度6500K ，与日光基本相同，如不把色温调到3200K ，则通过摄像机、在电视机中看到的大屏幕的图像就是发青的图像，显然这不是我们所希望的。众所周知，色温是表示光源光谱成分的概念。对铁、钨等标准黑体从绝对零度开始加温，随着温度的增高，黑体会发出有颜色的可见光，光的颜色随着温度的升高而逐渐发生变化。当对其加热到800K 时，黑体出现暗红色的光；再加温，山暗红色变为黄色：当加温到560OK 时，颜色由黄色变为日光，即白色光，近似太阳光；继续加温到2500OK 时，颜色逐渐由白色变为蓝色．

　　在电视节目制作中，人们总希望画面中的场景、人物色彩还原准确，色彩逼真，保证较高的画面色彩质量。要做到这一点，光源色温平衡是色彩再现的重要条件之一

　　所谓色温平衡，是指使用的光源色温与摄像机的色温一致，同一场景中几种不同的光源色温一致。摄像机自身有三档滤色片可供选择使用，一是3200K 档灯光色片，二是5600K 档日光色片，三是5600K + 1 / 4ND （灰片〕 档日光色片。摄像机用何种色温拍摄、取决于拍摄对象及周围环境的色温。摄像机在低色温档，而拍摄的对象及周围环境为高色温，则拍摄出的图像发青二摄像机在高色温档，而拍摄的对象及周围环境是低色温，那么拍摄的画面偏红。所以、摄像机的色温档与拍摄对象及周围环境的色温要尽可能一致，大屏幕电视墙的调试是通过计算机RS232 接口和狐ra 罗Vision 软件进行的，就调试方法而言分为二类二行、场相位的调整和视频译码系统的调整．1 行、场相位调整当大屏幕电视墙的机械调整完毕后，首先进行的是行、场相位调整。它决定着各屏间的拼接是否正确。具体过程是：首先输人方格加圆的视频信号 。大屏为组合显示方式．用尺测量和观察相结合，使方格横平坚直，圆不失真，并居大屏的中央二2 视频译码系统的调整视频译码系统的调整涉及到大屏幕图像的对比度、亮度、色温、非线性失真、色调和色饱和度。这些指标的调整用观察的方法显然是不合适的‘我们提出了图6 的调整测试框图。框图中把摄像机设置在3200K ，在下面所提到的调试方法中，单体和组台屏都要调整，调单体时把摄像机对准单休，并与单体中心位置垂直，每一单体显示完整的图像；调整组合屏时，组合屏显示完整图像，摄像机对准组台屏中心位置。为防止由于摄像机的位置而影响大屏的调整误差、尽量让摄像机放远一些。

　　在M 『 age Vls10II 软件中调亮度；黑电平不对，调对比度；每一阶梯的电平幅度不对，就调Gamla 校正。这三个指标是相互联系的，要进行反复调整，直至满意为止。调整色温时、大屏输人白色信号，在RGB 调整菜单中，首先把R 调到最大（因为光源的色温为560OK ，对应3200K 红光就显得少了）、然后根据摄像机中所显示的色温、矢量示波器中白色点的位置和彩色监视器的主观评价．对G 、B 两信号进行反复调试，直至满意为止。在各屏间的一致性调整时，要以红光最少的那块屏为基准，其它屏的红光就不能调到最大了。色度和色饱和度调整时，大屏愉人彩条信号，观察矢量示波器中侮一个矢量的变化。

　　调整对比度、亮度和非线性失真时，输人阶梯波信号，根据示波器显示的波形进行调整。幅度不对、在幅度和相位进行逐一调整。

　　在以上的调试过程中，一定要注意各屏间的一致性调整。各个指标的调试也不是孤立的、它们之问都有相互联系，所以反复调整是必然的．

　　大屏幕电视墙在演播室应用时，一定要注意色温的调整。在调试过程中，靠计算机和肉眼是很难达到预期效果的。所以一定要在理解原理的基础上，研究调试方法，使大屏幕电视墙在舞台上发挥应有的作用。