LED大屏幕以其色彩絢麗、大氣壯觀的舞美效果、強(qiáng)大的視覺沖擊、靈活組合等特點(diǎn),成為各電視臺(tái)綜藝、訪談?lì)惞?jié)目必備的技術(shù)設(shè)備。近年來,隨著 LED大屏幕產(chǎn)品質(zhì)量的提高和成本的下降,LED大屏幕被廣泛用于電視臺(tái)演播室。
然而LED大屏幕最初并不是為演播室應(yīng)用而產(chǎn)生的,各大 LED大屏幕廠商的產(chǎn)品一般都是滿足于戶外、公路、指揮中心、展示中心、商業(yè)展示等。對(duì)于 LED大屏幕應(yīng)用于演播室,特別是直播演播室,怎樣去滿足廣電要求,這點(diǎn)并不十分清楚。
一、配電安全性設(shè)計(jì)
LED大屏幕系統(tǒng)主要由LED顯示箱體、屏幕控制器(發(fā)送、接收設(shè)備)、視頻信號(hào)處理器(拼接器)、輸入信號(hào)切換矩陣、控制計(jì)算機(jī)、供配電系統(tǒng)等組成。
配電是整個(gè)LED大屏幕系統(tǒng)的血液,我們?cè)谠O(shè)計(jì)配電時(shí)要考慮大屏的最大功率、最大電流,從而確定空氣開關(guān)的大小和電纜線的粗細(xì),由于我們演播室使用環(huán)境中LED大屏幕的亮度一般都在最大亮度的 12%~18%,實(shí)際使用功率往往只有預(yù)估功率的一半,以 P2.5點(diǎn)距的37.5平方米大小的LED大屏幕為例,實(shí)際功率在8kW不到。所以盲目做大開關(guān)大小和選擇較粗的電纜都是浪費(fèi)。
所有新系統(tǒng)在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)建設(shè)時(shí)就該考慮到LED大屏幕的使用,演播室內(nèi)都要預(yù)留好足夠功率的動(dòng)力電源,由于廣電的廣播需求,設(shè)計(jì)時(shí),必須有兩類不同的動(dòng)力電源,每一類都要滿足獨(dú)立負(fù)載整個(gè)LED大屏幕的能力,作為主備動(dòng)力電給大屏系統(tǒng)使用。
在LED大屏幕系統(tǒng)的配電箱必須有主備動(dòng)力電的自動(dòng)倒換開關(guān),由于數(shù)量巨大的LED箱體啟動(dòng)電流很大,為了安全,我們手動(dòng)分批啟動(dòng)或者運(yùn)用 PLC自動(dòng)分批啟動(dòng)。箱體接電要注意三相平衡。也不能因?yàn)閱蜗嗟綦姸斐删植空w黑屏,所以要注意科學(xué)分相接電。
LED大屏幕在鏡頭所占畫幅比例大幅提高,眾多箱體里的大量電源模塊難免損壞,所以我們又對(duì)箱體要求雙電源主備供電或者不同相線的箱體之間應(yīng)該有直流電作為備份,互相保護(hù)。
二 弱電信號(hào)流設(shè)計(jì)
如開篇所述,很多LED大屏幕系統(tǒng)都是基于商業(yè)和戶外,視頻播放源接口都是 DVI 或者 HDMI,而廣電專業(yè)設(shè)備很多都是 SDI 接口,很多電視臺(tái)使用了昂貴的 DVI 矩陣來給大屏系統(tǒng)提供信號(hào)切換和備份,我們認(rèn)為并不合適,現(xiàn)在廣電領(lǐng)域渲染 LED大屏幕的內(nèi)容都為國內(nèi)外著名廠商的大屏包裝機(jī)器,很多都是 SDI 接口,也有 DVI 和 HDMI 接口,這些輸出除了為 LED大屏幕用,我們難免還要輸入到矩陣、電視墻監(jiān)看甚至切換臺(tái)輸出,如果我們把大屏渲染機(jī)的輸出直接接入矩陣,從矩陣輸出送給LED大屏幕信號(hào),那么整個(gè)系統(tǒng)都將非常靈活,大屏系統(tǒng)擁有了豐富的信號(hào)源,電視墻、切換臺(tái)上也都能有大屏渲染機(jī)的內(nèi)容監(jiān)看和輸出,主要省去了購買昂貴的DVI矩陣和增加系統(tǒng)環(huán)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)。
所以廣電在 LED大屏幕選型時(shí)都會(huì)要求輸入信號(hào)兼容 VGA、DVI、HDM,最主要的是支持基帶 SDI。
三 弱電架構(gòu)安全性設(shè)計(jì)
1. 拼接器的系統(tǒng)安全
安全是廣電領(lǐng)域的一貫要求,很多 LED大屏幕廠商在這方面的思維是很欠缺的。LED大屏幕系統(tǒng)的弱電架構(gòu)包括輸入、輸出拼接器和發(fā)送、接收設(shè)備。
至今很多廠商出于成本考慮,仍然在使用集中式的拼接器和發(fā)送、接收設(shè)備。這些方式在商業(yè)、戶外等領(lǐng)域沒關(guān)系,屏黑了也沒關(guān)系,可以慢慢修。但是廣電領(lǐng)域不能出現(xiàn)大屏黑屏,就算不可避免的中途發(fā)生意外,也不能整屏黑屏,就算整屏黑屏,也要能在半小時(shí)內(nèi)恢復(fù)保障播出。
集中式處理器采用了 FPGA 加矩陣交換芯片的技術(shù)結(jié)構(gòu),由一個(gè)基板和輸入接口板與輸出接口板組成一個(gè)共通的箱體,其所有輸入輸出信號(hào)以及數(shù)據(jù)交換,都在一個(gè)機(jī)箱里面完成。通過有效地使用并行處理技術(shù)使得數(shù)據(jù)得到分散處理。
分布式圖像拼接控制器輸入端,采用實(shí)時(shí)影像數(shù)字采集技術(shù),把各種視頻信號(hào)源(DVI/VGA 信號(hào),HDMI,SDI 高清視頻等)變成統(tǒng)一的數(shù)字視頻信息。然后進(jìn)行高質(zhì)量的有損或者無損壓縮編碼,將視頻信息打包成能夠在以太網(wǎng)上傳輸?shù)?IP碼流。分布式控制器輸出端由一個(gè)個(gè)分離的解碼器組成,解碼器接收各種信號(hào)碼流并實(shí)時(shí)解碼。
四 實(shí)用性設(shè)計(jì)
LED大屏幕無論是亮著還是黑屏狀態(tài)下,只要開著就是高能耗的產(chǎn)品,在節(jié)目不制作的時(shí)間段,或者是深夜,我們都需要關(guān)屏,大屏系統(tǒng)的弱電設(shè)備也要每天開關(guān),考驗(yàn)它的穩(wěn)定性和檢驗(yàn)電源和設(shè)備質(zhì)量。所以大屏系統(tǒng)的開關(guān)必須設(shè)計(jì)得方便實(shí)用,在LED大屏幕附近的配電箱上使用遙控開關(guān)來控制配電箱內(nèi)部的吸合器通斷來每日開關(guān)機(jī),順便看和聽大屏的上電狀態(tài)。
很多商用 LED 廠家,整個(gè)大屏的點(diǎn)亮,必須依賴于大屏控制電腦上的控制軟件,軟件不開或者電腦不開,整個(gè)大屏無法工作,這在廣電領(lǐng)域又是不能接受的,一般的控制電腦,為普通民用 PC,故障率高,一旦發(fā)生軟硬件故障,很難短時(shí)間恢復(fù)。所以對(duì) LED 大屏系統(tǒng)提出整個(gè)大屏必須脫離配置電腦的運(yùn)行而運(yùn)行,當(dāng)然,在調(diào)整色溫、刷新率、拼接方式、顏色等時(shí)要使用配置電腦。
LED大屏幕系統(tǒng)箱體眾多,在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)時(shí),要充分考慮后期檢修,檢修導(dǎo)通要有照明,鋼結(jié)構(gòu)要能承受至少兩人攀爬維護(hù)。箱體接插件要支持熱插拔,接口簡(jiǎn)單可維護(hù)。
整個(gè)大屏系統(tǒng)箱體眾多,現(xiàn)在一個(gè)演播室動(dòng)輒50平米大屏,我們?cè)诮ǖ囊粋€(gè)演播室甚至用了100平米的大屏,多個(gè)演播室加在一起,箱體數(shù)量非常巨大,那么多電源,那么多數(shù)據(jù)接口的狀態(tài)不可能一個(gè)個(gè)去查看,所以屏體狀態(tài)的監(jiān)控軟件就顯得尤為重要,而且必須是實(shí)時(shí)監(jiān)控!如果沒有這個(gè)功能,那么只有當(dāng)大屏的某個(gè)模塊黑掉以后,才會(huì)發(fā)現(xiàn)原來雙電源已經(jīng)全壞了,原來雙信號(hào)接口已經(jīng)全壞了。到時(shí)候,換箱體就要耽誤新聞直播了。
五 其他重要技術(shù)參數(shù)
由于LED大屏幕應(yīng)用在演播室內(nèi),那么它的散熱也很重要,選型時(shí)要考慮那些發(fā)熱小,散熱好的產(chǎn)品,帶風(fēng)扇的產(chǎn)品更是不能選擇,演播室容不下那么多風(fēng)扇的噪音。
演播室中實(shí)際LED大屏幕亮度只有12%~18%,亮度很低,很多產(chǎn)品在低亮下的灰度還原不是很好,還容易產(chǎn)生色塊,這些在前期調(diào)研時(shí)要注意。
LED大屏幕刷新率可調(diào)(與攝像機(jī)電子快門一致),色溫可調(diào) 3200K~6500K,亮度可調(diào) 200cd/m 2~1000cd/m 2 ,對(duì)比度達(dá)到3000:1。