大屏幕電視墻的原理及調試
隨著觀眾對電視銀屏要求的提高、大屏幕電視墻在文藝、新聞、專題等節目中的應用越來越廣泛。就目前大屏幕電視墻而言有三類，CRT 、LCD 和DLP 。CRT 為RGB 三槍投射方式，與目前電視機成像原理類似，LCD 為液晶顯示方式，DLP 為數字電子微鏡投射方式。這三種電視墻各有不同的應用場合。早期電視臺使用DMD 光路系統，通過投影透鏡獲得大屏幕圖像J DLP 投影系統主要包括有信號存儲器、DMD 、光源、濾光鏡和分光棱鏡、投影透鏡等。其核心部分為DMD ，控制數字圖像的生成．在一片DMD 上有848 減儀舊＝508800 個可轉動的鋁合金微鏡，每一個微鏡對應一個像素。每個微鏡都具有獨立控制光線通斷的能力、允許光線通過時，微鏡“開”、則旋轉＋l0a ，不允許光線通過時，微鏡‘關”、則旋轉一10a ，在沒有進人正常工作時、微鏡處于0° 。
電視墻一般為CRT ，這種電視墻技術成熟，應用廣泛，但它有不可彌補的缺陷，就是亮度較低、在一個單體中，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，一般不為電視臺所用。DLP 目前技術最先進、且最適合電視臺使用。
不管是哪種類型的大屏幕電視墻、在演播室應用時，都有其特殊性，下面從DLP 原理出發，討論在這種特殊環境下的調試方法。
DMD 微鏡的旋轉受數字視頻信號的控制，數字視頻信號為等幅的脈寬調制信號，用脈沖寬度大小來控制微鏡對光線通斷時間的長短。微鏡保持在’‘開”狀態的時間越長，則該鏡所對應的像素的亮度就越高。由于微鏡“開”“關”之間轉換速度非常快，所以圖像看不出閃爍、利用微鏡的這種快速轉換就可以來控制像素的灰度和色彩的層次。DLP 光源的光線通過光路系統被引導投射到DMD ，在DMD 上、處于“開”狀態的微鏡將反射光線通過投影鏡頭在銀幕上形成正方形的像素，這樣整個DMD “開”狀態微鏡經反射、投影就在屏幕上形成了圖像。
以DMD 的數量區分，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，白色的光源通過聚光鏡對焦到分色輪上，分色輪由RGB 三色濾光片組成，通過分色輪后的光線照射到DMD 上，隨著分色輪的轉動，RGB 三色光會順序照射DMD ，分色輪和RGB 三色信號同步，即當紅光照射到DMD 時、DLP 系統處理紅光信號；同樣藍光或綠光照射到DMD 時，系統處理藍光或綠光信號。這樣，人的肉眼會將RGB 三色信號組合并感覺為彩色圖像，見圖2 。采用RGB 三色分色輪、白色光源的光會有2 / 3 被濾光片吸收（因每次只能通過一個原色光），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，同時輸出到三片DMD 上，三片DMD 分別處理RGB 三基色，見圖3 。與單片DLP 相比較、每一基色的圖像時間延長到三倍，使光輸出也提高到三倍。由于圖像時間加長，允許采用更高的灰度等級（如1 obi 招、可達10 洲級），這樣可進一步提高圖像質量。這種模式適合用于較大的屏幕投影和較高亮度的場所。
兩片DLP 模式的投影機采用金屬鹵素燈作為DLP 的光源，其輸出光譜中紅色光相對較少。兩片DLP 模式采用了單片DLP 模式的分色濾光系統和三片DLP 模式的光束分離系統，巧妙地解決了金屬鹵素燈輸出光譜中紅色光過少的問題。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光通過、黃色濾光鏡則允許紅光和綠光通過，這樣紅光會長期通過濾光鏡，而藍光和綠光會交錯通過。通過濾光鏡之后，光線會射向一個雙色分光棱鏡組，分離出來的紅光投射到d 枚DMD 上，而藍光和綠光交替投射到另一枚DMD 上，見圖4 。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，發光體為燈光．無日光進人，這些燈光的色溫都是標準的3200K ，所以，攝像機也一定要設置在3200K 檔。
然而，對DLP 大屏幕顯示屏來講，光源是用的鹵素燈，色溫度6500K ，與日光基本相同，如不把色溫調到3200K ，則通過攝像機、在電視機中看到的大屏幕的圖像就是發青的圖像，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。對鐵、鎢等標準黑體從絕對零度開始加溫，隨著溫度的增高，黑體會發出有顏色的可見光，光的顏色隨著溫度的升高而逐漸發生變化。當對其加熱到800K 時，黑體出現暗紅色的光；再加溫，山暗紅色變為黃色：當加溫到560OK 時，顏色由黃色變為日光，即白色光，近似太陽光；繼續加溫到2500OK 時，顏色逐漸由白色變為藍色．
在電視節目制作中，人們總希望畫面中的場景、人物色彩還原準確，色彩逼真，保證較高的畫面色彩質量。要做到這一點，光源色溫平衡是色彩再現的重要條件之一
所謂色溫平衡，是指使用的光源色溫與攝像機的色溫一致，同一場景中幾種不同的光源色溫一致。攝像機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。攝像機用何種色溫拍攝、取決于拍攝對象及周圍環境的色溫。攝像機在低色溫檔，而拍攝的對象及周圍環境為高色溫，則拍攝出的圖像發青二攝像機在高色溫檔，而拍攝的對象及周圍環境是低色溫，那么拍攝的畫面偏紅。所以、攝像機的色溫檔與拍攝對象及周圍環境的色溫要盡可能一致，大屏幕電視墻的調試是通過計算機RS232 接口和狐ra 羅Vision 軟件進行的，就調試方法而言分為二類二行、場相位的調整和視頻譯碼系統的調整．1 行、場相位調整當大屏幕電視墻的機械調整完畢后，首先進行的是行、場相位調整。它決定著各屏間的拼接是否正確。具體過程是：首先輸人方格加圓的視頻信號 。大屏為組合顯示方式．用尺測量和觀察相結合，使方格橫平堅直，圓不失真，并居大屏的中央二2 視頻譯碼系統的調整視頻譯碼系統的調整涉及到大屏幕圖像的對比度、亮度、色溫、非線性失真、色調和色飽和度。這些指標的調整用觀察的方法顯然是不合適的‘我們提出了圖6 的調整測試框圖。框圖中把攝像機設置在3200K ，在下面所提到的調試方法中，單體和組臺屏都要調整，調單體時把攝像機對準單休，并與單體中心位置垂直，每一單體顯示完整的圖像；調整組合屏時，組合屏顯示完整圖像，攝像機對準組臺屏中心位置。為防止由于攝像機的位置而影響大屏的調整誤差、盡量讓攝像機放遠一些。
在M 『 age Vls10II 軟件中調亮度；黑電平不對，調對比度；每一階梯的電平幅度不對，就調Gamla 校正。這三個指標是相互聯系的，要進行反復調整，直至滿意為止。調整色溫時、大屏輸人白色信號，在RGB 調整菜單中，首先把R 調到最大（因為光源的色溫為560OK ，對應3200K 紅光就顯得少了）、然后根據攝像機中所顯示的色溫、矢量示波器中白色點的位置和彩色監視器的主觀評價．對G 、B 兩信號進行反復調試，直至滿意為止。在各屏間的一致性調整時，要以紅光最少的那塊屏為基準，其它屏的紅光就不能調到最大了。色度和色飽和度調整時，大屏愉人彩條信號，觀察矢量示波器中侮一個矢量的變化。
調整對比度、亮度和非線性失真時，輸人階梯波信號，根據示波器顯示的波形進行調整。幅度不對、在幅度和相位進行逐一調整。
在以上的調試過程中，一定要注意各屏間的一致性調整。各個指標的調試也不是孤立的、它們之問都有相互聯系，所以反復調整是必然的．
大屏幕電視墻在演播室應用時，一定要注意色溫的調整。在調試過程中，靠計算機和肉眼是很難達到預期效果的。所以一定要在理解原理的基礎上，研究調試方法，使大屏幕電視墻在舞臺上發揮應有的作用。
電視墻一般為CRT ，這種電視墻技術成熟，應用廣泛，但它有不可彌補的缺陷，就是亮度較低、在一個單體中，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，一般不為電視臺所用。DLP 目前技術最先進、且最適合電視臺使用。
不管是哪種類型的大屏幕電視墻、在演播室應用時，都有其特殊性，下面從DLP 原理出發，討論在這種特殊環境下的調試方法。
DMD 微鏡的旋轉受數字視頻信號的控制，數字視頻信號為等幅的脈寬調制信號，用脈沖寬度大小來控制微鏡對光線通斷時間的長短。微鏡保持在’‘開”狀態的時間越長，則該鏡所對應的像素的亮度就越高。由于微鏡“開”“關”之間轉換速度非常快，所以圖像看不出閃爍、利用微鏡的這種快速轉換就可以來控制像素的灰度和色彩的層次。DLP 光源的光線通過光路系統被引導投射到DMD ，在DMD 上、處于“開”狀態的微鏡將反射光線通過投影鏡頭在銀幕上形成正方形的像素，這樣整個DMD “開”狀態微鏡經反射、投影就在屏幕上形成了圖像。
以DMD 的數量區分，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，白色的光源通過聚光鏡對焦到分色輪上，分色輪由RGB 三色濾光片組成，通過分色輪后的光線照射到DMD 上，隨著分色輪的轉動，RGB 三色光會順序照射DMD ，分色輪和RGB 三色信號同步，即當紅光照射到DMD 時、DLP 系統處理紅光信號；同樣藍光或綠光照射到DMD 時，系統處理藍光或綠光信號。這樣，人的肉眼會將RGB 三色信號組合并感覺為彩色圖像，見圖2 。采用RGB 三色分色輪、白色光源的光會有2 / 3 被濾光片吸收（因每次只能通過一個原色光），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，同時輸出到三片DMD 上，三片DMD 分別處理RGB 三基色，見圖3 。與單片DLP 相比較、每一基色的圖像時間延長到三倍，使光輸出也提高到三倍。由于圖像時間加長，允許采用更高的灰度等級（如1 obi 招、可達10 洲級），這樣可進一步提高圖像質量。這種模式適合用于較大的屏幕投影和較高亮度的場所。
兩片DLP 模式的投影機采用金屬鹵素燈作為DLP 的光源，其輸出光譜中紅色光相對較少。兩片DLP 模式采用了單片DLP 模式的分色濾光系統和三片DLP 模式的光束分離系統，巧妙地解決了金屬鹵素燈輸出光譜中紅色光過少的問題。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光通過、黃色濾光鏡則允許紅光和綠光通過，這樣紅光會長期通過濾光鏡，而藍光和綠光會交錯通過。通過濾光鏡之后，光線會射向一個雙色分光棱鏡組，分離出來的紅光投射到d 枚DMD 上，而藍光和綠光交替投射到另一枚DMD 上，見圖4 。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，發光體為燈光．無日光進人，這些燈光的色溫都是標準的3200K ，所以，攝像機也一定要設置在3200K 檔。
然而，對DLP 大屏幕顯示屏來講，光源是用的鹵素燈，色溫度6500K ，與日光基本相同，如不把色溫調到3200K ，則通過攝像機、在電視機中看到的大屏幕的圖像就是發青的圖像，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。對鐵、鎢等標準黑體從絕對零度開始加溫，隨著溫度的增高，黑體會發出有顏色的可見光，光的顏色隨著溫度的升高而逐漸發生變化。當對其加熱到800K 時，黑體出現暗紅色的光；再加溫，山暗紅色變為黃色：當加溫到560OK 時，顏色由黃色變為日光，即白色光，近似太陽光；繼續加溫到2500OK 時，顏色逐漸由白色變為藍色．
在電視節目制作中，人們總希望畫面中的場景、人物色彩還原準確，色彩逼真，保證較高的畫面色彩質量。要做到這一點，光源色溫平衡是色彩再現的重要條件之一
所謂色溫平衡，是指使用的光源色溫與攝像機的色溫一致，同一場景中幾種不同的光源色溫一致。攝像機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。攝像機用何種色溫拍攝、取決于拍攝對象及周圍環境的色溫。攝像機在低色溫檔，而拍攝的對象及周圍環境為高色溫，則拍攝出的圖像發青二攝像機在高色溫檔，而拍攝的對象及周圍環境是低色溫，那么拍攝的畫面偏紅。所以、攝像機的色溫檔與拍攝對象及周圍環境的色溫要盡可能一致，大屏幕電視墻的調試是通過計算機RS232 接口和狐ra 羅Vision 軟件進行的，就調試方法而言分為二類二行、場相位的調整和視頻譯碼系統的調整．1 行、場相位調整當大屏幕電視墻的機械調整完畢后，首先進行的是行、場相位調整。它決定著各屏間的拼接是否正確。具體過程是：首先輸人方格加圓的視頻信號 。大屏為組合顯示方式．用尺測量和觀察相結合，使方格橫平堅直，圓不失真，并居大屏的中央二2 視頻譯碼系統的調整視頻譯碼系統的調整涉及到大屏幕圖像的對比度、亮度、色溫、非線性失真、色調和色飽和度。這些指標的調整用觀察的方法顯然是不合適的‘我們提出了圖6 的調整測試框圖。框圖中把攝像機設置在3200K ，在下面所提到的調試方法中，單體和組臺屏都要調整，調單體時把攝像機對準單休，并與單體中心位置垂直，每一單體顯示完整的圖像；調整組合屏時，組合屏顯示完整圖像，攝像機對準組臺屏中心位置。為防止由于攝像機的位置而影響大屏的調整誤差、盡量讓攝像機放遠一些。
在M 『 age Vls10II 軟件中調亮度；黑電平不對，調對比度；每一階梯的電平幅度不對，就調Gamla 校正。這三個指標是相互聯系的，要進行反復調整，直至滿意為止。調整色溫時、大屏輸人白色信號，在RGB 調整菜單中，首先把R 調到最大（因為光源的色溫為560OK ，對應3200K 紅光就顯得少了）、然后根據攝像機中所顯示的色溫、矢量示波器中白色點的位置和彩色監視器的主觀評價．對G 、B 兩信號進行反復調試，直至滿意為止。在各屏間的一致性調整時，要以紅光最少的那塊屏為基準，其它屏的紅光就不能調到最大了。色度和色飽和度調整時，大屏愉人彩條信號，觀察矢量示波器中侮一個矢量的變化。
調整對比度、亮度和非線性失真時，輸人階梯波信號，根據示波器顯示的波形進行調整。幅度不對、在幅度和相位進行逐一調整。
在以上的調試過程中，一定要注意各屏間的一致性調整。各個指標的調試也不是孤立的、它們之問都有相互聯系，所以反復調整是必然的．
大屏幕電視墻在演播室應用時，一定要注意色溫的調整。在調試過程中，靠計算機和肉眼是很難達到預期效果的。所以一定要在理解原理的基礎上，研究調試方法，使大屏幕電視墻在舞臺上發揮應有的作用。
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