DLP大屏幕電視墻的原理及調(diào)試方法

DLP大屏幕電視墻的原理及調(diào)試方法

大屏幕電視墻能給觀眾帶來(lái)更加震撼、逼真的畫面，隨著電視觀眾對(duì)電視銀屏畫面品質(zhì)的要求越來(lái)越高，大屏幕電視墻在文藝、新聞、專題等節(jié)目中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

目前大屏幕電視墻主要有三類：CRT電視墻 、LCD電視墻和DLP電視墻。

CRT為RGB三槍投射方式，與目前電視機(jī)成像原理類似，LCD 為液晶顯示方式，DLP 為數(shù)字電子微鏡投射方式。這三種電視墻的成像原理各不相同，優(yōu)缺點(diǎn)也各不一樣，因而應(yīng)用場(chǎng)合也各有不同。

早期電視臺(tái)使用DMD 光路系統(tǒng)，通過(guò)投影透鏡獲得大屏幕圖像J DLP 投影系統(tǒng)主要包括有信號(hào)存儲(chǔ)器、DMD 、光源、濾光鏡和分光棱鏡、投影透鏡等。其核心部分為DMD ，控制數(shù)字圖像的生成．在一片DMD 上有848 減儀舊＝508800 個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的鋁合金微鏡，每一個(gè)微鏡對(duì)應(yīng)一個(gè)像素。每個(gè)微鏡都具有獨(dú)立控制光線通斷的能力、允許光線通過(guò)時(shí)，微鏡“開”、則旋轉(zhuǎn)＋l0a ，不允許光線通過(guò)時(shí)，微鏡‘關(guān)”、則旋轉(zhuǎn)一10a ，在沒(méi)有進(jìn)人正常工作時(shí)、微鏡處于0° 。

電視墻一般為CRT ，這種電視墻技術(shù)成熟，應(yīng)用廣泛，但它有不可彌補(bǔ)的缺陷，就是亮度較低、在一個(gè)單體中，中間亮，四角暗。LCD 依賴于偏振、光源中的50 ％的光由于偏振作用不能進(jìn)人LCD ，所以亮度也不可能提高很多，且圖象有明顯的黑白豎條，一般不為電視臺(tái)所用。DLP 目前技術(shù)最先進(jìn)、且最適合電視臺(tái)使用。不管是哪種類型的大屏幕電視墻、在演播室應(yīng)用時(shí)，都有其特殊性， 下面從DLP 原理出發(fā)，討論在這種特殊環(huán)境下的調(diào)試方法。

DMD 微鏡的旋轉(zhuǎn)受數(shù)字視頻信號(hào)的控制，數(shù)字視頻信號(hào)為等幅的脈寬調(diào)制信號(hào)，用脈沖寬度大小來(lái)控制微鏡對(duì)光線通斷時(shí)間的長(zhǎng)短。微鏡保持在’‘開”狀態(tài)的時(shí)間越長(zhǎng)，則該鏡所對(duì)應(yīng)的像素的亮度就越高。由于微鏡“開”“關(guān)”之間轉(zhuǎn)換速度非常快，所以圖像看不出閃爍、利用微鏡的這種快速轉(zhuǎn)換就可以來(lái)控制像素的灰度和色彩的層次。DLP 光源的光線通過(guò)光路系統(tǒng)被引導(dǎo)投射到DMD ，在DMD 上、處于“開”狀態(tài)的微鏡將反射光線通過(guò)投影鏡頭在銀幕上形成正方形的像素，這樣整個(gè)DMD “開”狀態(tài)微鏡經(jīng)反射、投影就在屏幕上形成了圖像。

以DMD 的數(shù)量區(qū)分，DLP 有三種不同的模式，即單片DLP 模式、兩片DLP 模式、三片DLP 模式，三片DLP 模式提供了最高的亮度，單片DLP 模式，白色的光源通過(guò)聚光鏡對(duì)焦到分色輪上，分色輪由RGB 三色濾光片組成，通過(guò)分色輪后的光線照射到DMD 上，隨著分色輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，RGB 三色光會(huì)順序照射DMD ，分色輪和RGB 三色信號(hào)同步，即當(dāng)紅光照射到DMD 時(shí)、DLP 系統(tǒng)處理紅光信號(hào)；同樣藍(lán)光或綠光照射到DMD 時(shí)，系統(tǒng)處理藍(lán)光或綠光信號(hào)。這樣，人的肉眼會(huì)將RGB 三色信號(hào)組合并感覺(jué)為彩色圖像。采用RGB 三色分色輪、白色光源的光會(huì)有2 / 3 被濾光片吸收（因每次只能通過(guò)一個(gè)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，不再需要分色輪、光源由分光棱鏡分成RGB 三基色，同時(shí)輸出到三片DMD 上，三片DMD 分別處理RGB 三基色 。與單片DLP 相比較、每一基色的圖像時(shí)間延長(zhǎng)到三倍，使光輸出也提高到三倍。由于圖像時(shí)間加長(zhǎng)，允許采用更高的灰度等級(jí)（如1 obi 招、可達(dá)10 洲級(jí)），這樣可進(jìn)一步提高圖像質(zhì)量。這種模式適合用于較大的屏幕投影和較高亮度的場(chǎng)所。

兩片DLP 模式的投影機(jī)采用金屬鹵素?zé)糇鳛镈LP 的光源，其輸出光譜中紅色光相對(duì)較少。兩片DLP 模式采用了單片DLP 模式的分色濾光系統(tǒng)和三片DLP 模式的光束分離系統(tǒng)，巧妙地解決了金屬鹵素?zé)糨敵龉庾V中紅色光過(guò)少的問(wèn)題。兩片DLP 采用洋紅色和黃色雙色濾光鏡，洋紅色濾光鏡允許紅光和藍(lán)光通過(guò)、黃色濾光鏡則允許紅光和綠光通過(guò)，這樣紅光會(huì)長(zhǎng)期通過(guò)濾光鏡，而藍(lán)光和綠光會(huì)交錯(cuò)通過(guò)。通過(guò)濾光鏡之后，光線會(huì)射向一個(gè)雙色分光棱鏡組，分離出來(lái)的紅光投射到d 枚DMD 上，而藍(lán)光和綠光交替投射到另一枚DMD 上。與單片DLP 相比，兩片DLP一盡可能考慮色溫平衡，才能逼沂一真地還原彩色．在演播室中，發(fā)光體為燈光．無(wú)日光進(jìn)人，這些燈光的色溫都是標(biāo)準(zhǔn)的3200K ，所以，攝像機(jī)也一定要設(shè)置在3200K 檔。

然而，對(duì)DLP 大屏幕顯示屏來(lái)講，光源是用的鹵素?zé)?，色溫?500K ，與日光基本相同，如不把色溫調(diào)到3200K ，則通過(guò)攝像機(jī)、在電視機(jī)中看到的大屏幕的圖像就是發(fā)青的圖像，顯然這不是我們所希望的。眾所周知，色溫是表示光源光譜成分的概念。對(duì)鐵、鎢等標(biāo)準(zhǔn)黑體從絕對(duì)零度開始加溫，隨著溫度的增高，黑體會(huì)發(fā)出有顏色的可見(jiàn)光，光的顏色隨著溫度的升高而逐漸發(fā)生變化。當(dāng)對(duì)其加熱到800K 時(shí)，黑體出現(xiàn)暗紅色的光；再加溫，山暗紅色變?yōu)辄S色：當(dāng)加溫到560OK 時(shí)，顏色由黃色變?yōu)槿展猓窗咨?，近似太?yáng)光；繼續(xù)加溫到2500OK 時(shí)，顏色逐漸由白色變?yōu)樗{(lán)色．在電視節(jié)目制作中，人們總希望畫面中的場(chǎng)景、人物色彩還原準(zhǔn)確，色彩逼真，保證較高的畫面色彩質(zhì)量。要做到這一點(diǎn)，光源色溫平衡是色彩再現(xiàn)的重要條件之一 所謂色溫平衡，是指使用的光源色溫與攝像機(jī)的色溫一致，同一場(chǎng)景中幾種不同的光源色溫一致。

攝像機(jī)自身有三檔濾色片可供選擇使用，一是3200K 檔燈光色片，二是5600K 檔日光色片，三是5600K + 1 / 4ND （灰片〕 檔日光色片。攝像機(jī)用何種色溫拍攝、取決于拍攝對(duì)象及周圍環(huán)境的色溫。攝像機(jī)在低色溫檔，而拍攝的對(duì)象及周圍環(huán)境為高色溫，則拍攝出的圖像發(fā)青二攝像機(jī)在高色溫檔，而拍攝的對(duì)象及周圍環(huán)境是低色溫，那么拍攝的畫面偏紅。所以、攝像機(jī)的色溫檔與拍攝對(duì)象及周圍環(huán)境的色溫要盡可能一致，大屏幕電視墻的調(diào)試是通過(guò)計(jì)算機(jī)RS232 接口和狐ra 羅Vision 軟件進(jìn)行的，就調(diào)試方法而言分為二類二行、場(chǎng)相位的調(diào)整和視頻譯碼系統(tǒng)的調(diào)整．

1 行、場(chǎng)相位調(diào)整當(dāng)大屏幕電視墻的機(jī)械調(diào)整完畢后，首先進(jìn)行的是行、場(chǎng)相位調(diào)整。它決定著各屏間的拼接是否正確。具體過(guò)程是：首先輸人方格加圓的視頻信號(hào) 。大屏為組合顯示方式．用尺測(cè)量和觀察相結(jié)合，使方格橫平堅(jiān)直，圓不失真，并居大屏的中央

2 視頻譯碼系統(tǒng)的調(diào)整視頻譯碼系統(tǒng)的調(diào)整涉及到大屏幕圖像的對(duì)比度、亮度、色溫、非線性失真、色調(diào)和色飽和度。這些指標(biāo)的調(diào)整用觀察的方法顯然是不合適的我們提出的調(diào)整測(cè)試框圖。框圖中把攝像機(jī)設(shè)置在3200K ，在下面所提到的調(diào)試方法中，單體和組臺(tái)屏都要調(diào)整，調(diào)單體時(shí)把攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)單休，并與單體中心位置垂直，每一單體顯示完整的圖像；調(diào)整組合屏?xí)r，組合屏顯示完整圖像，攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)組臺(tái)屏中心位置。為防止由于攝像機(jī)的位置而影響大屏的調(diào)整誤差、盡量讓攝像機(jī)放遠(yuǎn)一些。 在軟件中調(diào)亮度；黑電平不對(duì)，調(diào)對(duì)比度；每一階梯的電平幅度不對(duì)，就調(diào)Gamla 校正。這三個(gè)指標(biāo)是相互聯(lián)系的，要進(jìn)行反復(fù)調(diào)整，直至滿意為止。調(diào)整色溫時(shí)、大屏輸人白色信號(hào)，在RGB 調(diào)整菜單中，首先把R 調(diào)到最大（因?yàn)楣庠吹纳珳貫?60OK ，對(duì)應(yīng)3200K 紅光就顯得少了）、然后根據(jù)攝像機(jī)中所顯示的色溫、矢量示波器中白色點(diǎn)的位置和彩色監(jiān)視器的主觀評(píng)價(jià)．對(duì)G 、B 兩信號(hào)進(jìn)行反復(fù)調(diào)試，直至滿意為止。

在各屏間的一致性調(diào)整時(shí)，要以紅光最少的那塊屏為基準(zhǔn)，其它屏的紅光就不能調(diào)到最大了。色度和色飽和度調(diào)整時(shí)，大屏愉人彩條信號(hào)，觀察矢量示波器中侮一個(gè)矢量的變化。 調(diào)整對(duì)比度、亮度和非線性失真時(shí)，輸人階梯波信號(hào)，根據(jù)示波器顯示的波形進(jìn)行調(diào)整。幅度不對(duì)、在幅度和相位進(jìn)行逐一調(diào)整。 在以上的調(diào)試過(guò)程中，一定要注意各屏間的一致性調(diào)整。各個(gè)指標(biāo)的調(diào)試也不是孤立的、它們之問(wèn)都有相互聯(lián)系，所以反復(fù)調(diào)整是必然的．

大屏幕電視墻在演播室應(yīng)用時(shí)，一定要注意色溫的調(diào)整。在調(diào)試過(guò)程中，靠計(jì)算機(jī)和肉眼是很難達(dá)到預(yù)期效果的。所以一定要在理解原理的基礎(chǔ)上，研究調(diào)試方法，使大屏幕電視墻在舞臺(tái)上發(fā)揮應(yīng)有的作用。