随着社会信息化的高速增长,信息的可视化需求也急剧扩大,同时高端可视化的实现难度也越来越高。单台显示设备所能显示的信息已经远远不能满足市场需求,特别是一些监控中心、指挥中心、调度中心等重要场所,大屏幕拼接显示系统已经成为信息可视化不可或缺的核心基础系统。
背投暗室
传统的大屏幕拼接系统多为背投系统,由于背投系统有着投影系统光路封闭,不受外界影响,亮度高、色彩丰富,画面质量艳丽等优点,但是同时也存在着以下的不足:
1、施工繁琐:一般的背投系统工程都有采用反射镜来缩短投影距离,在使用反射镜后,投影机的几何调整成为了施工进度的一个瓶颈。而且由于影机投射图像要经过1-2次反射才能投射到屏幕上,所以背投式投影对于反射镜有很高要求,多台投影机之间的几何线性很难调整到理想状态,往往造成跨屏显示的图像线条不对齐。
2、有空间限制:由于背投系统的投影机后置,装修时需预留专用的背投室,要投影同样大小的面积,这就对应用场地提出了更高的要求。这是阻碍背投方式发展的最大因素。按照100寸屏幕来计算,背投室就需要大约2-3米纵深的房间来做投影暗室。
3、太阳效应:短焦镜头和背投屏幕的搭配,显示画面容易出现太阳效应。在两个屏幕中间就会形成暗边,影响整体显示效果。
4、屏幕拼接缝隙比较明显:屏幕拼接边缘处理难度比较大,在实际工程中需要使用一些连接加固材料令到拼边稳固,但是由于背投屏幕是透射方式成像,这些加固材料(如小铁钩,胶条等)会挡住一部分的入射光。造成较大的黑边,阻碍观看。
5、背投拼接的维护成本高:三个月到半年需要进行一次维护。
100寸1X2背投显示效果 |
100寸1X2背投显示效果 |
2006年,是正投光学屏幕技术的蓬勃发展的一年,随着正投光学屏幕的技术发展日趋成熟,正投光学屏幕已经克服了环境光对成像画面的干扰,即使在户内明亮的使用环境下,其成像效果已经与光学背投屏幕不相上下。在此技术基础上,光学正投拼接解决方案日渐成为大屏幕拼接一支新生力量。相对背投拼接系统,正投光学屏幕拼接具有以下的技术优势:
1、施工简便快捷,维护成本低。投影机采用前置吊顶方式安装,节省了安装调试时间。
2、投影机前置,无需要预留背投室,节约了宝贵的空间。
3、图像无几何变形,无需要使用反射镜和短焦镜头来减少投影距离,一般配置标准镜头,标准镜头的几何畸变是所有镜中最小的(接近0)。
4、由于有足够的空间采用标准镜头,可以得到良好的画面亮度均匀性。
目前提供光学正投屏幕拼接方案的厂家包括有: 大日本印刷集团的(DNP) Supernova 正投光学屏幕,美国Accuon(艾恩光电)的Novavista 强光正投光学屏幕,西安黑栅精显投影屏幕。
大日本印刷集团 (DNP) Supernova 强光正投光学屏幕
属于滤镜型投影幕。这种投影屏幕在表面覆盖了一层高对比度的滤镜,这种滤镜可以让屏幕反射投影图像,而有效地吸收由其它角度射来的光线如窗外的光线和灯光。 其反射特性有点类似反光路标的光学特点,路标在车头灯的照射下显得很亮。当光线投射在玻璃珠上, 光线会自然返回, 简而言之, 最大辐射强度返回到光源,也就是投影机。
dnp Supernova Infinity™ 120寸16:9 1X2 BARC R600 6000流明 单片投影机
强光屏幕Supernova™的主要特点是其表面的60%都覆盖了一种获得专利的高对比度滤镜。这种滤镜能有效过滤并吸收环境光, 同时完全反射所有的投影光线。也就是说,屏幕可以完全不受环境光的影响,在明亮的家庭娱乐环境或会议室,无需紧闭窗户或拉下窗帘,都能提供高品质的清晰图像。另外,dnp Supernova 强光屏幕拥有高达20:1的对比度和2.0的屏幕增益,可以提供传统正投屏幕10倍的对比度和2倍的图像亮度, 能在明亮的工作环境下达到最适合人眼视感度的最佳显示效果。
美国Accuon(艾恩光电) Novavista 强光正投光学屏幕
特有的专利光学设计,能有效抑制环境光对屏幕成像的影响。即使在环境光线充足的环境下,屏幕仍然能呈现良好的对比度和色彩,让用户不牺牲会议室宝贵空间的同时,获得近乎完美的图像画面。屏幕拼接后,形成一个超大型的显示画面,用户可以使用感应笔在对屏幕显示的任意内容书写上数字墨水,在屏幕显示的任何软件上添加上注释、标记。激发了用户在会议讨论中的交流思维。
1、高对比度的成像画面
对比度对视觉效果的影响非常关键,对比度越大,图像越清晰醒目,色彩也越鲜明艳丽,Accuon独有的M3微镜阵列专利技术(M3 Micro Mirror Matrix)有效排列组合这些微镜,投影光线在屏幕内层光学结构成像。从而使投影屏幕能自行分别来自不同角度的入射光线,环境光被区分开来,只有投影机入射光线才能在屏幕上清晰成像,此种结构有效地避免了投影入射光与环境光两者在屏幕上重叠成像。极大提高了屏幕成像的对比度和色彩饱和度。
Novavista强光正投光学屏幕结构分解图 |
2、胶片级的细腻画面
普通投影屏幕点距(着色点间距)最小只能达到100微米左右。显示投影画面时会出现明显的颗粒感,这是因为屏幕的着色点小于投影机的象素点所致。而Nova Vista 强光正投光学屏幕点距只有14微米,通过更精细的微银半球点距和有效分色技术,极大地提高了屏幕的分辨率。聚碳酸酯水晶分散体和微银半球的光学组合提供了胶片级分辨率的画面,20倍高于标准正投屏幕的对比度和2.3的屏幕增益,真实地还原图像的原始颜色。
3、无基色技术
我们透过投影屏幕看到的色彩,永远不是投影机颜色输出的真实色彩“原貌”。这是因为投影屏幕本身具有的底色影响了投影机输出的颜色。像非白色屏幕会淡化图像,深色屏幕会暗化图像,无论是白色幕还是灰色幕、黑色幕,它都影响了图像的真实性,其色彩还原以及对比度都大大地降低了。Accuon首创了无基色光学屏幕理论,Nova Vista强光正投光学屏幕正是在这种理论上开发出来的,它能像镜子一样100%真实反射和漫射投影光线,忠实表达投影光线色彩,并能有效抑制环境光的影响。
可以无限拼接,屏幕增益2.3,最大尺寸为150寸16:9。
Novavista G 100寸4:3 1X2 5000流明 单片投影机 |
西安黑栅精显投影屏幕
在国内,西安北光光电也推出了黑栅精显投影屏幕 ,它是由黑色膜层光栅、微棱镜、微表面结构扩散膜、玻珠反光层等高科技材料有机结合而成。黑栅精显投影屏幕中的黑色膜层光栅,由于采用了类似于水平状态的“百叶窗”形式,光栅呈立体排列,它占的空比极小,投影光线可以最大限度的通过,所以投影在屏幕上图像的亮度、反差锐度极高。黑色膜层光栅在微棱镜的帮助下,可以吸收掉大部分的环境光线,创造出类似于“电影院”中的“黑色屏幕”,因此投影在这种特殊屏幕上的影像色彩可以非常好的还原,而且黑栅可以清除屏幕表面的反光,从而还原出自然、柔和、逼真的影像。
可以无限拼接。
黑栅精显投影屏幕与普通正投屏幕的对比 |
黑栅精显投影屏幕亮相2006上海ISC 展 |
踏进2007年,相信强光正投系统解决方案会得到进一步的发展,确立在大屏幕显示系统的重要组成地位,光学正投拼接屏幕市场方兴未艾。
各类光学正投拼接屏幕及普通屏幕对比 | ||||
屏幕参数 |
Nova Vista |
SuperNova |
黑栅精显 |
普通屏幕 |
抗环境光 |
全方向 |
全方向 |
只限于屏幕上部,对屏幕两侧的光线不能有效处理 |
不抗环境光 |
抗环境光技术 |
专利技术:微镜阵列技术M3(Micro Mirror Matrix ) |
滤镜锁技术 |
吸收反射 |
无 |
技术原理 |
利用专利技术将聚碳酸酯水晶分散体和微银半球进行微镜阵列光学组合,能有效呈像并抗环境光 |
在玻珠幕的基础上覆盖一层有机材料滤镜,吸收环境光 |
由黑栅微光学棱镜层 和黑色吸收层反射光线和吸收光线 |
无 |
色彩还原 |
完全无色微镜阵列,100%忠实于投影机原色 |
好 |
一般靠损失亮度产生视觉对比度提升感觉,但黑色的屏幕基色,使色彩不能忠实还原 |
差 |
图像分辨率/景深 |
精细超精细微镜(15微米),每一个图像像素点有无数个微镜对应呈像,拥有胶片级的画面 |
较好精细波珠(65微米),每一个图像像素点有多个波珠对应呈像,拥有较好的图像细腻度 |
较好毫米级栅格呈像,不能完全还原每个像素点的精细变化 |
一般毫米级波珠或编织网格不能完全还原每个像素点的精细变化 |
视角 |
179° |
179°(2代) |
80° |
160° |
防刮伤性能 |
非常好(AG保护层) |
一般 |
一般 |
差 |
投影机安装位置 |
无特殊要求 |
投影机居中 (最佳效果) |
投影机居中 (最佳效果) |
无特殊要求 |
屏幕尺寸 |
理论上无限大,目前有120″4:3、150″16:9(可拼接) |
受限于视角,最大100″4:3、120″16:9(可拼接) |
单屏高度限于850mm,80″以上有物理拼缝(可拼接) |
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具有交互功能 |
有数字交互功能 |
无 |
无 |
无 |