㈠ LED屏箱體製作方法
LED顯示屏箱體組成計算方法
一、LED顯示屏組成材料
1、 LED與LED顯示屏
LED 的發光顏色和發光效率與製作 LED 的材料和工藝有關 , 目前廣泛使用的有紅、綠、藍(R、G、B)三種。由於 LED 工作電壓低(僅 1.5-3V ),能主動發光且有一定亮度 , 亮度又能用電壓(或電流)調節,本身又耐沖擊、抗振動、壽命長( 10 萬小時), 所以在大型的顯示設備中,目前尚無其他的顯示方式與 LED 顯示方式匹敵。把紅色和綠色的 LED 放在一起作為一個象素製作的顯示屏叫雙色屏或彩色屏 ; 把紅、綠、藍三種 LED 管放在一起作為一個象素的顯示屏叫三色屏或全彩屏。 製作室內 LED顯示屏的象素尺寸一般是 2-10 毫米, 常常採用把幾種能產生不同基色的 LED 管芯封裝成一體, 室外 LED顯示屏的象素尺寸多為 12-26 毫米,每個象素由若干個各種單色 LED 組成 , 常見的成品稱象素筒,雙色象素筒一般由 3 紅 2 綠組成,三色象素筒用 2 紅 1 綠 1 蘭組成。無論用 LED 製作單色、雙色或三色屏, 欲顯示圖象需要構成象素的每個 LED 的發光亮度都必須能調節,其調節的精細程度就是顯示屏的灰度等級。灰度等級越高, 顯示的圖像就越細膩,色彩也越豐富,相應的顯示控制系統也越復雜。一般 256 級灰度的圖像,顏色過渡已十分柔和,而 16 級灰度的彩色圖像,顏色過渡界線十分明顯。所以,彩色 LED顯示屏當前都要求做成 256 級灰度的。
2、 應用於顯示屏的 LED 發光材料有以下幾種形式:
① LED 發光燈(或稱單燈) 一般由單個 LED 晶片,反光碗,金屬陽極,金屬陰極構成,外包具有透光聚光能力的環氧樹脂外殼。可用一個或多個(不同顏色的)單燈構成一個基本像素,由於亮度高, 多用於戶外顯示屏。
② LED 點陣模塊 由若干晶片構成發光矩陣 , 用環氧樹脂封裝於塑料殼內。適合行列掃描驅動,容易構成高密度的顯示屏,多用於戶內顯示屏。
③ 貼片式 LED 發光燈( 或稱 SMD LED) 就是 LED 發光燈的貼焊形式的封裝,可用於戶內全彩色顯示屏,可實現單點維護,有效克服馬賽克現象。
二、LED顯示屏分類
1 LED 顯示屏分類多種多樣,大體按照如下幾種方式分類:
(1)按使用環境分為戶內 , 戶外及半戶外
戶內屏面積一般從不到 1 平米到十幾平米 , 點密度較高, 在非陽光直射或燈光照明環境使用,觀看距離在幾米以外,屏體不具備密封防水能力。戶外屏面積一般從幾平米到幾十甚至上百平米,點密度較稀 ( 多為 1000-4000 點每平米 ), 發光亮度在 3000-6000cd/ 平米 ( 朝向不同,亮度要求不同 ) , 可在陽光直射條件下使用,觀看距離在幾 十米 以外,屏體具有良好的防風抗雨及防雷能力。半戶外屏介於戶外及戶內兩者之間 , 具有較高的發光亮度 , 可在非陽光直射戶外下使用,屏體有一定的密封,一般在屋檐下或櫥窗內。
(2) 按顏色分為單色,雙基色,三基色( 全彩 )
單色是指顯示屏只有一種顏色的發光材料,多為單紅色, 在某些特殊場合也可用黃綠色 ( 例如殯儀館 ) 。雙基色屏一般由紅色和黃綠色發光材料構成。三基色屏分為全彩色 (full color), 由紅色,黃綠色 ( 波長 570nm) , 藍色構成及真彩色 (nature color), 由紅色,純綠色 ( 波長 525nm), 藍色構成。
(3) 按控制或使用方式分同步和非同步
同步方式是指 LED 顯示屏的工作方式基本等同於電腦的監視器, 它以至少 30 場 / 秒的更新速率點點對應地實監視器上的圖時映射電腦像 , 通常具有多灰度的顏色顯示能力,可達到多媒體的宣傳廣告效果。非同步方式是指 LED顯示屏具有存儲及自動播放的能力,在 PC 機上編輯好的文字及無灰度圖片通過串口或其他網路介面傳入 LED顯示屏 , 然後由 LED顯示屏離線自動播放,一般沒有多灰度顯示能力,主要用於顯示文字信息,可以多屏聯網。
(4) 按像素密度或像素直徑劃分
由於戶內屏採用的LED點陣模塊規格比較統一所以通常按照模塊的像素直徑劃分主要有: ∮ 3.0mm 60000 像素 / 平米 ∮ 3.75mm 44000 像素 / 平米 ∮ 5.0mm 17000 像素 / 平米 戶外屏的像素直徑及像素間距目前沒有十分統一的標准,按每平米像素數量大約有 1024 點, 1600 點 ,2000 點 ,2500 點 ,4096 點等多種規格。
(5)按顯示性能可分為
視頻顯示屏:一般為全彩色顯示屏
文本顯示屏:一般為單基色顯示屏
圖文顯示屏:一般為雙基色顯示屏
行情顯示屏:一般為數碼管或單基色顯示屏;
三、LED顯示屏特點
全面了解LED顯示屏特點,是為了選擇高性價比LED顯示屏,與其它大屏幕終端顯示器相比,LED顯示屏主要有以下特點。
亮度高:色彩豐富鮮艷,戶外顯示屏的亮度大於8000mcd/m2,是目前唯一能夠在戶外全天候使用的大型;
壽命長:LED壽命長達100,000小時(十年)以上;
視角大:室內視角可大於160度,戶外視角可大於120度;
結構模塊化:屏幕面積可大可小,小至不到一平米,大則可達幾百、上千平米;易與計算機介面,支持軟體豐富,操作方便靈活,畫面清晰穩定。
顯示屏聯網:利用一台微機可以同時控制多個顯示屏顯示不同的內容,顯示屏也可離線工作。既可以顯示文字又可以顯示圖形圖像,字體字型變化豐富。
註:常見大型顯示終端對比
屏幕類型
優點
缺點
電視牆
全彩色、面積大
畫面有分隔感、亮度低不能在戶外用、色差大、造價高
PDP
全彩色、畫面細膩
面積不大、亮度低、壽命短
投影機
全彩色、畫面細膩
亮度低不能在戶外用、畫面受光不均。
四、基本概念
LED:Light Emitting Diode(發光二極體)的縮寫。
單點直徑(Single dot diameter)指一個像素點的直徑,單位通常為mm。象素(PIXEL):指每單個或多個發光管組成的發光點。是畫面上可以被獨立控制的最小單元 PIXEL是picture element的縮寫,在三基色顯示屏上,象素由三部分組成:紅,綠,籃,每 一部分由一個或幾個LED組成,理論上,分別調節紅,綠,藍的亮度,可以表現出任意顏色。
間距(PITCH)相鄰象素的中心距離。間距越小,可視距離越短。
解析度(Resolution)
通常用於數字顯示設備,表示總的象素數量,一般寫成寬X高的形式,如800X600。可視角度(Viewing Angle)
當觀察者面對LED時可以看到LED的最大亮度,當觀察者向左或右移動時,看到的亮度會減少,當亮度減到最大亮度的一半時,此時所處的角度加上向反方向移動得到的角度之和,稱水平可視角度,垂直可視角度用同樣方式測量。LED的視角廠家會給出參數。
亮度(Brightness)
亮度在任何顯示設備中都是最重要的參數。亮度的主單位叫燭光(candela),用CD表示,單個LED的亮度通常用millicandelas,MCD,即千分之一CD,把一個平方米的LED亮度加在一起,就得到單位面積亮度,用尼特(NITS)表示,1 NITS=1 CD/m2。
紅綠藍三色的亮度必須平衡才能准確的還原真實色彩,換句話說,LED的白色必須是白色,而不是粉紅色。如果紅綠藍都處於最高亮度,混合出的色彩通常不是白色,為了得到白色(通常稱為6500K色溫),紅綠藍中須有一個或兩個的亮度調低,為了獲取正確的白色,必須反復測量調整亮度,這個過程稱白平衡。
可視距離(Viewing Distance)
對於各種顯示器件來說,最佳的觀察距離應該是人眼無法分辨出象素的最小距離,,這個距離大約是點間距的3400倍。電視和電腦的觀測距離通常要小於這個要求,但可接受的距離不能小於點間距的1700倍。
灰度等級(Grey Levels)
也稱色彩深度,指不同亮度的數量,紅綠藍有各自的灰度,在全彩色系統中一般是256級灰度,可以產生256X256X256=16,777,216種顏色,在PC中稱為24位色,在LED顯示系統中稱為8位系統。LED顯示屏能表現的色彩數量取決於RGB三色的灰度等級,在標準的全彩顯示屏中為256級灰度,對於體育場館的LED全彩系統,256灰度是不夠的,無法准確的恢復還原色彩。
刷新率(Refresh Rate)
顯示屏畫面更新的速率,通常用赫茲表示(Hz)。與幀頻是不同的。
幀頻(Frame Rate)
顯示屏每秒顯示的圖像幀的數量,通常取決於輸入的信號(25 fps for PAL, 30 fps for NTSC)
場頻(Field)
PAL和NTSC的一半幀,因為PAL和NTSC是隔行掃描,每次刷新只顯示半幀圖像。
高級概念
純綠(Pure green)和真綠(true green)過去30年,各種顏色LED被相繼開發出來,首先是紅色,黃色,黃綠色,藍色LED和純綠LED在90年代相繼被日亞工程師發明。至此,製造LED全彩色顯示屏成為可能。播放視頻的LED顯示屏必須用純綠,如果用黃綠來做,顏色肯定不真實,如果一個象素里綠管的數量很多,比紅管和藍管的數量多,那肯定是黃綠管,因為黃綠的亮度不夠,必須用多個,但黃綠LED價格低廉。該種顯示屏俗稱偽彩屏。
GAMMA矯正(gamma correction)
這是一種通過變換函數來減少灰度數量,從而產生一個更接近真實環境的色彩和對比度,全彩屏實際表現的顏色受到很多限制,當夜晚時,必須降低屏體亮度,此時能夠顯示的色彩就會減少,因此,數字RGB顯示的色彩肯定少於16M色,為了解決這個問題,需要更高層次的灰度,1Bill色的系統(紅綠藍各1024級色)可以表現更真實的色彩,因為從256級灰度擴大到1024級,極大的豐富了可表現的色彩數目。
虛擬象素技術(Virtual Resolution)
也稱共享象素或動態象素,將4倍於物理象素的象素快速的按奇偶列和奇偶行分4次送到物理象素上顯示,其效果相當於將間距縮小一半,其成本與傳統做法基本相比,基本沒增加,但可以做到原來4倍的解析度。
一致性(Uniformity)
整個畫面的質量很大程度上取決於LED的一致性。一致性的問題是LED固有的問題,當LED生產時。他們的亮度,視角,還有其它的特性實際上都不統一,這些參數分布在某一范圍,製造商工藝控制的越好,這個范圍越小,選用優質廠商提供的LED可以減少調試的工作量,人眼對顏色和亮度的敏感度相當高,對於LED之間的差別很容易察覺,特別在高亮的顯示系統中,這種差別更大,設計者必須採用各種技術來消除這種差別,增加一致性。
色差(Colour Shift)
LED顯示屏由紅綠藍三色組合來產生各種顏色,但這三種顏色由不同材料做成,視角是有差異的,不同LED的光譜分布都是變化的,這些能被觀測的差異稱為色差。當偏過一定角度觀察LED時,其顏色發生改變,人眼判斷真實畫面的色彩的能力(比如電影畫面)比觀測計算機產生的畫面要好。
單元板規格(Cell board size)
指單元板的尺寸,通常用單元板長乘以寬的表達式表示,以毫米為單位。(48×244)
單元板的解析度(Cell board pixels):
指一塊單元板有多少個像素,通常用單元板像素的行數乘以列數的表達式表示。(如:64×32)
像素密度(Lattice density)
也稱點陣密度,通常指每平方米顯示屏上的像素個數。
每平方米最大的功耗(Consumption per sqm)
每平方米每小時的最大耗電量,通常是指顯示屏全白色工作情況下的耗電量。因為在電源設計上我們採用了增容設計,所以在顯示屏滿負荷情況下,也不會達到電源的最大功率,對顯示屏起到了很好的保護作用。
重量(Kg)
通常指每平方米屏體的重量(含電源、邊框等),但不包括框架的重量。
通訊距離(Communication distance)
操作平台(電腦)與屏幕之間的距離。通常8芯網線傳輸不大於130米,光纖傳輸在500米—1300米。
支持模式(Support mode)
VGA的英文全稱是Video Graphic Array,即顯示繪圖陣列,通常說的顯卡介面。VGA支持在640X480的較高解析度下同時顯示16種色彩或256種灰度,同時在320X240解析度下可以同時顯示256種顏色. 肉眼對顏色的敏感遠大於解析度,所以即使解析度較低圖像依然生動鮮明。VGA由於良好的性能迅速開始流行,廠商們紛紛在VGA基礎上加以擴充,如將顯存提高至1M並使其支持更高解析度如800X600或1024X768,這些擴充的模式就稱之為VESA(Video Electronics Standards Association,視頻電子標准協會)的Super VGA模式,簡稱SVGA,現在的顯卡和顯示器都支持SVGA模式。不管是VGA還是SVGA,使用的連線都是15針的梯形插頭,傳輸模擬信號。
五、顯示屏大小的計算方式。
1.室內顯示屏的計算方式。
(1)給出屏的具體數據(長、寬,面積)。
a.例子:所做屏的規格是Φ5(指像素的直徑)屏,屏長5.8米,寬2.6米。
b.首先,清楚Φ5屏的技術參數單元板規格為488×244mm,單元板解析度64×32
c.計算所用單元板的塊數。 屏長或寬用的板數=預做屏長或寬÷單元板的長或寬
屏長用的板數:5.8米×1000÷488=11.89≈12
屏寬用的板數:2.6米×1000÷244=10.65≈11
d.計算實際的屏的大小。
實際屏長或寬用=單元板的長或寬×屏長或寬用的塊數
實際屏長:488×12=5856mm 即5.856米
實際屏寬:244×11=2684mm 即2.684米
e.屏的面積:5.856×2.684=15.72(平方米)
註:通常清況屏體外邊框尺寸在屏體尺寸基礎上每邊各加5-10cm。
f.屏的解析度=屏用的板數×單元板的解板度
屏的解析度=(12×64)×(11×32)
(2)只給出屏的面積,沒有長寬。
a. 例子:做一個面積為9㎡的屏,屏的規格是Φ5(指像素的直徑)。
b. 如果只給出了面積,長寬我們要自己算。可以按長、寬4:3或16:9的比例去算。這樣畫面效果好。(這里以4:3為例)
c. 理論屏屏長為:長=(面積÷12)的平方根×4
寬=(面積÷12)的平方根×3
即:長=3.46m
寬=2.60m
d. 長寬已經求出來了,下邊的計算見(1)中的例子。
2.室外顯示屏的計算方式。
(1)給出屏的具體數據(長、寬,面積)。
a.例子:要做P20的戶外全彩屏長約10米,寬約6米
b.首先清楚,單元箱體的規格 (箱體長寬) 為1280×960mm,解析度為64×48
c.計算箱體的個數。
屏長或寬用的箱數=預做屏長或寬÷單元箱的長或寬
屏長用的箱體數:10米×1000÷1280=7.8123≈8
屏寬用的箱體數:6米×1000÷960=6.25≈6
d. 計算實際的屏的大小。
實際屏長或寬用=箱體的(規格)長或寬×屏長或寬用的箱體個數
實際屏長:1280×8=10240mm 即10.24米
實際屏寬:960×6=5760mm 即5.76米
e. 屏的面積:10.24×5.76=158.9824≈158.98(平方米)
f. 屏的解析度=箱體的解析度長寬×箱體的長寬個箱=(64×10)×(48×6)
(2)只給出屏的面積,沒有長寬。
a.例子:如果做一個P20的戶外全彩屏面積大約為50平方米。
b. 如果只給出了面積,長寬我們要自己算。可以按長、寬4:3或16:9的比例去算。這樣畫面效果好。(這里以4:3為例)
c. 理論屏屏長為:長=(面積÷12)的平方根×4
寬=(面積÷12)的平方根×3
即:長=8.16m
寬=6.12m
d.大概長寬以求出,接下來的計算參考例(1)。
六、顯示屏的亮度計算方法
以全彩屏為例,通常紅、綠、藍白平衡配比為3:4:1
紅色LED 燈亮度:亮度(CD)/M2÷點數/M2×0.3(白平衡配比佔30%)÷2
綠色LED 燈亮度:亮度(CD)/M2÷點數/M2×0.6(白平衡配比佔60%)
藍色LED 燈亮度:亮度(CD)/M2÷點數/M2×0.1(白平衡配比佔10%)
(1) 已知整屏亮度求單管亮度。
例如:每平米2500 點密度,2R1G1B,每平米亮度要求為5000 cd/m2,則:
紅色LED 燈亮度為:5000÷2500×0.3÷2=0.3cd=300mcd
綠色LED 燈亮度為:5000÷2500×0.6=1.2cd=1200mcd
藍色LED 燈亮度為:5000÷2500×0.1=0.2cd=200mcd
每像素點的亮度為:0.3×2+1.2+0.2=2.0 cd=2000mcd
(2) 已知單管亮度求整屏亮度。
例如:以P31.25,日亞管為例。
HSM顯示屏主要管芯規格
紅
綠
HSM-PH-A+(日亞)
180-440mcd
1020-2400 mcd
因為白平衡配亮度配比 紅:綠:藍=3:6:1 ;又白平衡的配比以綠管亮度去配其它管。所以如下:
由紅:綠=3:6 可知,綠管亮度是紅管的2倍,即紅管亮度為:2400(藍)÷2=1200mcd又因為紅、綠、藍四個管中,紅管有2個,所以,單個紅管的亮度為:1200÷2=600mcd。由綠:藍=6:1可知,綠管亮度是藍管的6倍,即藍管亮度為:2400(藍)÷6=400mcd因,1個發光像素=2紅管+1綠管+1藍管;。即一個像素的亮度=600(紅)×2+2400(綠)+400(藍)=3400mcd=3.4cd每平方米亮度=1個發光像素的亮度×每平方米的像素密度(個數)=3.4cd×1024(像素個數)=3482cd。以光損20%計算,實際發光亮度應為:2785.28cd。
補充知識:
控制 LED 亮度的方法:
有兩種控制 LED 亮度的方法。一種是改變流過 LED 的電流,一般 LED 管允許連續工作電流在 20 毫安左右,除了紅色 LED 有飽和現象外, 其他 LED 亮度基本上與流過的電流成比例;另一種方法是利用人眼的視覺惰性,用脈寬調制方法來實現灰度控制, 也就是周期性改變光脈沖寬度(即占空比),只要這個重復點亮的周期足夠短(即刷新頻率足夠高), 人眼是感覺不到發光象素在抖動。由於脈寬調制更適合於數字控制, 所以在普遍採用微機來提供 LED 顯示內容的今天,幾乎所有的 LED顯示屏都是採用脈寬調制來控制灰度等級的。 LED 的控制系統通是掃描板上集中控制各象素點灰度, 掃描板將來自控制箱的各行象素的亮度值進行分解(即脈寬調制),然後將各行LED的開通信號以脈沖形式(點亮為 1 ,不亮為 0 )按行用串列方式傳輸到相應的 LED 上,控制其是否點亮。這種方式使用器件較少,但串列傳輸的數據量較大,因為在一個重復點亮的周期內,每個象素在 16 級灰度下需要 16 個脈沖,在 256 級灰度下需要 256 個脈沖,由於器件工作頻率限制, 一般只能使 LED顯示屏做到 16 級灰度。另一種方法是掃描板串列傳輸的內容不是每個 LED 的開關信號而是一個 8位二進制的亮度值。每個 LED 都有一個自己的脈寬調制器來控制點亮時間。這樣,在一個重復點亮的周期內,每個象素點在 16 級灰度下只需要 4個脈沖, 256 級灰度下只需 8 個脈沖,大大降低了串列傳輸頻率。用這種分散控制 LED 灰度的方法可以很方便地實現 256 級灰度控制。常由主控箱、掃描板和顯控裝置三大部分組成。 主控箱從計算機的顯示卡中獲取一屏象素的各色亮度數據,然後重新分配給若干塊掃描板, 每塊掃描板負責控制 LED顯示屏上的若干行(列),而每一行(列)上 LED 的顯控信號則用串列的方式傳送。目前有兩種串列傳送顯示控制信號的方式:一種
七、LED顯示屏常用安裝方式
(1)安裝方式 (顯示屏安裝結構簡圖)
a落地式
b鑲嵌式
c懸掛式
d支撐式
e支柱式
f壁掛式
以上為目前顯示屏安裝中最常用的七種安裝方式,對於室內顯示屏一般採用 a 、 b 、 c 、 d 四種安裝方式,戶外顯示屏以上方式均可採用。
(2)外框結構及外裝飾
外框結構在設計上是由顯示屏的安裝要求和顯示面積大小以及周圍環境顏色而定, 在保證有足夠的安裝強度的前提下,盡量減少顯示屏的安裝重量。
對於室內顯示屏外框通常有三種做法:黑色鋁合金、鋁合金外包不銹鋼(亞光、亮光)和扳金一體化。
◇ 黑色鋁合金外框結構簡單,外框顏色接近顯示屏底色。
◇ 鋁合金外包不銹鋼框架,採用拉絲不銹鋼,美觀、大方。
◇ 扳金一體化結構,其顏色為索尼灰,容易被視覺接收。另外在整體結構方面比較緊湊,沒有縫隙。其缺點是對顯示屏的面積大小有要求。
對於戶外顯示屏為保證有足夠的安裝強度,其外框均為鋼結構, 外裝飾通常根據現場情況以及客戶要求選用,通常採用外包鋁塑板。其優點如下:
◇ 鋁塑板顏色多樣、品種豐富,可以根據不同要求選購;
◇ 鋁塑板表面質量高,粗糙度小;
◇ 鋁塑板可以實現膠縫拼接,表面可以等距離布置線條,合乎美觀要求;
八、LED顯示屏的控制系統
LED控制系統分類與LED顯示屏分類相對應,主要是以顯示性能和顯示色彩來分。根據屏的大小及客戶要求可採用非同步控制或者同步控制。
(a )非同步RS232 通訊方式控制(計算機串口)說明: 非同步控制是接收並存儲由 PC 機上編輯好的文字和沒有灰度的圖形(PC 機通過串口發送數據給非同步控制卡)再通過非同步控制卡控制顯示屏的顯示,而且屏關電後,所要顯示的內容存儲在控制卡上存儲器裡面,屏開電後,非同步控制卡上的 CPU 從卡上的內存讀取內容再控制 LED顯示屏的顯示 。
非同步控制優點
實現的是離線和存貯信息的功能, PC 機只起到修改 LED 顯示屏內容的功能,顯示的功能由非同步控制實現,這樣的好處是一台 PC 機可以控制多個顯示屏,所以可以實現多屏聯網使用。
非同步控制的缺點
非同步控制卡無法實現播放動畫,圖象的功能,而且控制卡存儲的內容受控制卡內存的限制,只能存儲幾十幅內容,另外非同步控制卡控制的屏面積有限Φ 5--- 控制在 7 平米以內, Φ 3.75---- 控制在 2.8 平米以內,超過控制范圍的只能上同步控制。註:單個顯示屏通訊距離超過 100 米 或 2 個以上顯示屏聯網使用需要加轉換器( 232 轉 422 轉換器 200 元)
(b)同步256 級灰度控制說明:同步控制是將 PC 機顯示卡的信號實時傳送到 LED 顯示屏上 ,LED 顯示屏和電腦顯示器是同步顯示的(所見即所得), 同步控制包括一塊 DVI 顯示卡,一塊數據採集發送卡,一塊數據接收卡(註:超過 512 點要用 2 塊接收卡)
同步控制優點
能夠實現播放動畫,圖象的功能,灰度等級輸出可達到 256 級(對於單色屏就是 256 種顏色,對於雙色屏就是可顯示紅256 色× 綠 256= 65536 種顏色)( DVI 顯示卡 + 256 級灰度控制卡,控制點數 1280 × 512 點,控制范圍 Φ 5-- 長 9.76 米 , 高 3.9 米 ,Φ 3.7 5-- 長 6.1 米 , 高 2.448 米 )
註:如何知道在可控范圍之內LED顯示屏可以做多大面積?
可控制長度=控制卡點數(長)×點間距
可控制寬度=控制卡點數(寬)×點間距
可控制范圍=可控制長度×可控制寬度
㈡ 白平衡怎麼測啊
調整白平衡的方法大體分粗調、精細調整和自動跟蹤(ATW)三種:粗調指在預置情況下改變色溫濾光片,使色溫接近到3200K的出廠設置;精細調整是指在色溫濾光片的配合下通過攝像機白平衡調整功能,針對特定環境色溫得到一個更為精確的調整結果;自動跟蹤是指依靠攝像機的自動跟蹤功能(ATW),攝像機自身根據畫面的色溫變化隨時調整。
一般精細調白的方法
在拍攝環境中以順著拍攝方向的調白板(卡)來調整白平衡。這是一種普遍的情況,還有幾種非常靈活的精細調白方法。利用一塊透過性良好的標准白板,把它置於緊貼鏡頭的前面,在拍攝環境中對著光源照明方向或對著主拍攝方向來調整白平衡,專業的攝像機會給出一個色溫讀數,比如是5000K,如果希望拍攝還原正常的畫面就以這個白平衡結果來拍攝。在攝像創作中,有時希望得到色彩偏差的畫面來達到創作目的,這時可以利用任何景物來調整白平衡,被調白景物的色溫同畫面的色彩偏差呈補色關系,既以紅色調白畫面偏向青色,以綠色調白畫面偏向品色,以蘭色調白畫面偏向黃色。白平衡自動跟蹤功能(ATW)是隨著鏡頭攝取景物的色溫變化而時實調整,如果一個推鏡頭或搖鏡頭由於被攝景物的色溫(鏡頭攝入景物的色溫同環境照明色溫是不同的)變化,會使畫面在一個鏡頭內發生色彩變化。如鏡頭由人物全景推近臉部特寫,因為景別的變化攝入鏡頭的色溫會不同,畫面中人物的膚色也就會發生變化,所以非特殊情況不建議使用該模式。
白平衡,字面上的理解是白色的平衡。白平衡是描述中紅、綠、藍三基色混合生成後白色精確度的一項指標。白平衡是電視攝像領域一個非常重要的概念,通過它可以解決和色調處理的一系列問題。
白平衡是電視攝像領域一個非常重要的概念,通過它可以解決色彩還原和白平衡色調處理的一系列問題。白平衡是隨著電子影像再現色彩真實而產生的,在專業攝像領域白平衡應用的較早,現在家用電子產品(家用攝像機、數碼照相機)中也廣泛地使用,然而技術的發展使得白平衡調整變得越來越簡單容易,但許多使用者還不甚了解白平衡的工作原理,理解上存在諸多誤區。它是實現攝像機圖像能精確反映被攝物的色彩狀況,有手動白平衡和自動白平衡等方式。
白平衡,字面上的理解是白色的平衡。那什麼是白色?這就涉及到一些色彩學的知識,白色是指反射到人眼中的光線由於藍、綠、紅三種色光比例相同且具有一定的亮度所形成的視覺反應。我們都知道白色光是由赤、橙、黃、綠、青、藍、紫七種色光組成的,而這七種色光又是由紅、綠、藍三原色按不同比例混合形成,當一種光線中的三原色成分比例相同的時候,習慣上人們稱之為消色,黑、白、灰、金和銀所反射的光都是消色。通俗的理解白色是不含有色彩成份的亮度。人眼所見到的白色或其他顏色同物體本身的固有色、光源的色溫、物體的反射或透射特性、人眼的視覺感應等諸多因素有關(請參閱《色彩學原理》),舉個簡單的例子,當有色光照射到消色物體時,物體反射光顏色與入射光顏色相同,既紅光照射下白色物體呈紅色,兩種以上有色光同時照射到消色物體上時,物體顏色呈加色法效應,如紅光和綠光同時照射白色物體,該物體就呈黃色。當有色光照射到有色物體上時,物體的顏色呈減色法效應。如黃色物體在品紅光照射下呈現紅色,在青色光照射下呈現綠色,在藍色光照射下呈現灰色或黑色。
白平衡是一個很抽象的概念,最通俗的理解就是讓白色所成的像依然為白色,如果白是白,那其他景物的影像就會接近人眼的色彩視覺習慣。調整白平衡的過程叫做白平衡調整,白平衡調整在前期設備上一般有三種方式:預置白平衡、手動白平衡調整和自動跟蹤白平衡調整。通常按照白平衡調整的程序,推動白平衡的調整開關,白平衡調整電路開始工作,自動完成調校工作,並記錄調校結果。如果掌握了白平衡的工作原理,那麼使用起來會更加有的放矢,得心應手。
白平衡是這樣工作的白平衡選擇
攝像機內部有三個CCD電子耦合元件,他們分別感受藍色、綠色、紅色的光線,在預置情況下這三個感光電路電子放大比例是相同的,為1:1:1的關系,白平衡的調整就是根據被調校的景物改變了這種比例關系。比如被調校景物的藍、綠、紅色光的比例關系是2:1:1(藍光比例多,色溫偏高),那麼白平衡調整後的比例關系為1:2:2,調整後的電路放大比例中明顯藍的比例減少,增加了綠和紅的比例,這樣被調校景物通過白平衡調整電路到所拍攝的影像,藍、綠、紅的比例才會相同。也就是說如果被調校的白色偏一點藍,那麼白平衡調整就改變正常的比例關系減弱藍電路的放大,同時增加綠和紅的比例,使所成影像依然為白色。
換一個思路來考慮白平衡調整的問題,攝像機在白平衡調整容度之內不會「拒絕」放在鏡頭前面的被調校景物,就是說鏡頭可以對著任何景物來調整白平衡。大多情況下使用白色的調白板(卡)來調整白平衡,是因為白色調白板(卡)可最有效地反映環境的色溫,其實很多時候某種環境下白板(卡)並不是白色,多多少少會偏一點藍或其它的顏色,經驗豐富的攝像也會利用藍天來調白平衡,從而得到偏紅黃色調的畫面。搞清楚白平衡的工作原理之後,再使用的時候就會大膽地嘗試不同的效果,豐富了攝像創作。
㈢ 白平衡是怎樣測的
朋友:光 源 色溫(K開爾文) 蠟 燭 2000 鎢 絲 燈 2500-3200 碳 棒 燈 4000-5500 熒 光 燈 4500-6500 日光(平均) 5400 有雲天氣下的日光 6500-7000 陰天日光 12000-18000
可以進行白平衡調節!!
由於人眼對白色是否純正最為敏感,不同的色溫條件下:不論陰晴、晨昏、室內外、還是熒光燈或白熾燈下,人腦視覺中樞都可以進行自我調整,使所看到的白色物體顏色依舊。
數碼相機 CCD感光元件沒有人眼的適應性,不具有人腦自我調整的功能,由於CCD輸出的不平衡性,對同一物體在不同色溫光線下,彩色還原是不同的,造成攝像機彩色還原失真。於是在相機內設置了電子校正線路,以人腦視覺中樞感覺的純正白色為基準,以光源的色溫為尺度,通過自動或手動調整白平衡,對偏離真實的景物色彩進行補償和改正,消除偏色,以貼近人的視覺標准,這就是數碼相機白平衡的原理。為了使白平衡調整的操作更簡單,數碼相機都設置了自動、晴天、陰天、室內、室外、熒光燈模式和手動調整模式。
一句話,白平衡就是無論環境光線如何影響白色,數碼相機仍然能還原「白色」一種功能。
影樓的許多用一張白紙進行測的!
㈣ LED電子顯示屏的R'G'B亮度比例在多少可以達到正常白平衡
LED電子顯示屏白平衡的R'G'B亮度比例就是3:6:1 只 是你通過光槍去測的時候,各顏色的 光通量攝取不同,才會有偏色的情況。
㈤ LED顯示屏每平米IC的用量是多少求計算方法
LED電子顯示屏的亮度計算方法電子顯示屏的亮度計算方法電子顯示屏的亮度計算方法電子顯示屏的亮度計算方法 LED電子顯示屏的亮度計算方法: 以全彩屏為例,通常紅、綠、藍白平衡配比為3:4:1 以P16(2R1GB)5000 CD/平方為例: 紅色LED 燈亮度:亮度5000(CD)/M2÷點數/M2×0.3(白平衡配比佔30%)÷2÷0.8(系統損耗度)=240CD 綠色LED 燈亮度:亮度5000(CD)/M2÷點數/M2×0.6(白平衡配比佔60%)÷0.8=960 藍色LED 燈亮度:亮度5000(CD)/M2÷點數/M2×0.1(白平衡配比佔10%)÷0.8=160 (240*2+960+160)*0.8*3906/點數=5000CD/平方米 (1) 已知整屏亮度求單管亮度。 例如:每平米2500 點密度,2R1G1B,每平米亮度要求為5000 cd/m2,則: 紅色LED 燈亮度為:5000÷2500×0.3÷2=0.3cd=300mcd 綠色LED 燈亮度為:5000÷2500×0.6=1.2cd=1200mcd 藍色LED 燈亮度為:5000÷2500×0.1=0.2cd=200mcd 每像素點的亮度為:0.3×2+1.2+0.2=2.0 cd=2000mcd (2) 已知單管亮度求整屏亮度。 例如:以P31.25,日亞管為例。 HSM顯示屏主要管芯規格 紅 綠 HSM-PH-A+(日亞) 180-440mcd 1020-2400 mcd 因為白平衡配亮度配比 紅:綠:藍=3:6:1 ;又白平衡的配比以綠管亮度去配其它管。所以如下: 由紅:綠=3:6 可知,綠管亮度是紅管的2倍,即紅管亮度為:2400(藍)÷2=1200mcd又因為紅、綠、藍四個管中,紅管有2個,所以,單個紅管的亮度為:1200÷2=600mcd。 由綠:藍=6:1可知,綠管亮度是藍管的6倍,即藍管亮度為:2400(藍)÷6=400mcd 因1個發光像素=2紅管+1綠管+1藍管; 即一個像素的亮度=600(紅)×2+2400(綠)+400(藍)=3400mcd=3.4cd 每平方米亮度=1個發光像素的亮度×每平方米的像素密度(個數)=3.4cd×1024(像素個數)=3482cd。以光損20%計算,實際發光亮度應為:2785.28cd。
㈥ 請問LED顯示屏的白平衡怎麼計算謝謝~!
其工作原理就是利用液晶的物理特性:通電時排列變得有序,使光線容易通過;不通電時排列混亂,阻止光線通過,說簡單點就是讓液晶如閘門般地阻隔或讓光線穿透。 LCD的好處有: 與CRT顯示器相比,LCD的優點主要包括零輻射、低功耗、散熱小、體積小、圖像還原精確、字元顯示銳利等。 選購LCD,有幾個基本指針: 高亮度:亮度值愈高,畫面自然更亮麗,不會朦朧霧霧。亮度的單位為cd/m2,也就是每平方公尺分之燭光。低階的LCD亮度值,有低到150 cd/m2,而高階的顯示器,則可高達250cd/m2。 高對比:對比愈高,色彩更鮮艷飽和,且會顯的立體。相反的,對比低,顏色顯的貧瘠,影像也會變得平板。對比值的差別頗大,有低到100:1,也有高到600:1,甚至更高。 寬廣的可視范圍:可視范圍簡單的說,指的是在屏幕前畫面可以看的清楚的范圍。可視范圍愈大,自然可以看的更輕松;愈小,只要觀看者稍一變動觀看位置,畫面可能就會看不清楚了。可視范圍的演算法是從畫面中間,至上、下、左、右四個方向畫面清楚的角度范圍。數值愈大,范圍自然愈廣,但四個方向的范圍不一定對稱。當上下、左右對稱時,某些廠商會將兩邊的角度值相加,標示為水平:160°;垂直:160°;也可能分開標示為左/右:± 80°;上/下:± 80°。某些LCD機種的單一角度,甚至只有40°~50°. 快速訊號反應時間:訊號反應是指系統接收鍵盤或滑鼠的指示後,經CPU計算處理,反應至顯示器的時間。訊號反應對動畫和滑鼠移動非常重要,此現象一般而言,只發生在LCD液晶顯示器上,CRT傳統顯像管顯示器則無此問題。訊號反應時間愈快,作業處理自是愈方便。觀察的方法是之一是將滑鼠快速移動(亦即滑鼠不斷下指示給系統,系統則不斷將訊號反應給顯示器),在一般低階的LCD顯示器上,游標在快速移動時,過程中會消失不見,直到滑鼠定位,不再移動後一小段時間,才會再度出現;而在一般速度動作時,移動過程亦會清楚的看到滑鼠移動痕跡。而VE500的超快訊號反應時間快達16ms(毫秒),則讓游標移動無時差,移動過程清楚易見,不帶來作業困擾。
LED 發光二極體特徵.
LED須採用超高亮發光材料,亮高度(UHB)是指發光強度達到或超過100mcd的LED,又稱坎德拉(cd)級LED。高亮度A1GaInP和InGaN LED的研製進展十分迅速,現已達到常規材料GaA1As、GaAsP、GaP不可能達到的性能水平。1991年日本東芝公司和美國HP公司研製成 InGaA1P 620nm橙色超高亮度LED,1992年InGaA1p590nm黃色超高亮度LED實用化。同年,東芝公司研製InGaA1P 573nm黃綠色超高亮度LED,法向光強達2cd。1994年日本日亞公司研製成InGaN 450nm藍(綠)色超高亮度LED。至此,彩色顯示所需的三基色紅、綠、藍以及橙、黃多種顏色的LED都達到了坎德拉級的發光強度,實現了超高亮度化、全色化,使發光管的戶外全色顯示成為現實。發光亮度已高於1000mcd,可滿足室外全天候、全色顯示的需要,用LED彩色大屏幕可以表現天空和海洋,實現三維動畫。新一代紅綠、藍超高亮度LED 達到了前所未有的性能。
室外屏象素目前均由紅/綠/蘭三種基色的若干個單管LED構成,常用成品有象素筒和象素模組兩種結構。象素尺寸多為12-26毫米,象素組成:單色以2R/3R/4R、偽彩以1R2YG/1R3YG/1R4YG、真彩以2R1G1B等組成形式居多。
室外屏系統方案設計原則(內容不做敘述)
△結構設計原則
△亮度與配色依據
△可靠性設計原則
△安全性設計原則
△易管理及可操作性設計原則
屏體安裝方式
△牆掛式:即顯示屏背靠牆面,並固定在牆面上。此方式為常見方式,而且校易實現。
△坐立式:即顯示屏坐立在平台上。此方式最易實現,在條件許可的場合應優先採用這種安裝方式。
△鑲嵌式:即顯示屏鑲嵌在一個牆框內。此方式不多見,如果牆面凹陷深度不夠,須考慮其維護性。
△側掛式:即顯示屏兩側受力,側掛在兩建築物或立柱之間。此方式常用於空曠場地的屏體懸掛,兩立柱依據屏體的懸掛要求搭建。
顯示控制系統
大成顯示控制系統由採集/發送子系統和接收/灰度處理子系統兩部份組成,其前端為計算機的VGA特徵輸出介面或帶有數字化分量輸出的多媒體卡,傳輸由超五類雙絞線實現,後端為電子顯示屏顯示單元。採集/發送子系統以每秒不少於60幅的幀頻採集24 Bits真彩色信號,並以雙存貯器交替工作的方式平穩地寫入到自帶的顯示緩存中,在中心處理單元的控制下完成灰度的權值變換,通過LVDS差分至超五類雙絞線通道上。超五類雙絞線實現採集/發送子系統與接收/灰度處理子系統之間的連接,完成信號的傳輸。在不帶中繼的情況下,最長傳輸距離可達300米。
灰度實現描述
大成接收/灰度處理子系統自超五類雙絞線上接收24 Bits真彩色信號,權值分別為20、21、22、存23、24、25、26、27,每個基色有八個權值分量,通過CPLD控制從而實現256級灰度控制信號。在視頻接收電路、儲電路、高速度寫電路、顯示屏控制掃描電路中都進行了抗干擾處理,且有150Hz的顯示屏刷新頻率,因而具有極強的穩定性與實時性,保證真正24位真彩效果。
紅綠蘭三種基色各256級灰度的不同組合能產生的顏色數為:256×256×256 = 16777216種顏色(即16M色)
非線性γ校正
視頻信號是為滿足電視機的發光特性和電特性而設計的,它可以在電視上或顯示器上播放。如果對電視信號不作校正,就會產生嚴重的色彩失真。因此我們對輸入的視頻信號前端須進行非線性γ校正,校正後的色度空間會有了明顯改善。對應於LED大屏幕,物理亮度與灰度值成正比,如不作校正,明顯不能滿足色彩還原的要求,具體在顯示效果上就是:低級灰度跳變很大,而高級灰度又分不清楚。眾所周知,人眼對光強的感受是非線性的,弱光時,光強增加一倍,人眼感覺到的增強多於一倍;強光時,光強增加一倍,人眼感覺到的增強不足一倍,因此需要把灰度做非線性變換,使低灰度時時間距小,高灰度時時間距大。所以為保證LED大屏幕色彩完整還原,必須進行反伽瑪校正,經過校正以後,使它的特性與CRT相近。我們可以明顯看出,經灰度校正後的顯示畫面會顯得紋理清晰,層次感強,亮度柔和,明暗過渡平緩。
真彩屏白平衡、色偏差及色彩豐富性的技術保證
白平衡是指當每種基色都達到最高一級的亮度時,在一定的距離以外視覺上呈現出色溫為6500K的白色色偏差是指LED發光管尤其是紅色發光管的亮度隨溫度變化而改變的一種現象。色偏差的存在,說明了一個在特定溫度下生產調試達到白平衡的顯示屏,隨著工作溫度的變化會失去平衡,或者由於屏內的溫度分布不均勻使得整個顯示屏播放一段時間後會呈現"花臉"現象。本公司針對真彩顯示屏的色偏差而引起的問題,有一套全面的解決方案它能有效地保證真彩顯示屏的色彩豐富性和一致性。
智能監控與保護系統
智能監控系統由各類感測器、監測系統和控制計算機構成,用於監測顯示屏工作環境參數,適時控制相關保護系統,確保顯示屏正常工作,性能參數不發生校大的偏移。保護系統包括:散熱系統、防水系統、配電系統避雷系統等。
控制軟體
顯示屏系統的正常運行,須有相關軟體的支持。我公司軟體設計師通過精心編制、組合,創建了一套功能強大、操作簡便的軟體配置系統。在該套軟體系統中,根據軟體作用的不同,我們把它們劃歸為兩類:一類為顯示控制軟體,主要完成文字、動畫和視頻圖像的播放與切換控制,它們是顯示屏工作的基本軟體;另一類為內容編輯軟體主要用於創意製作和圖文編輯,它們可使顯示屏的顯示內容得到不斷更新和變換。
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一、LED顯示屏組成材料
1、 LED與LED顯示屏
LED 的發光顏色和發光效率與製作 LED 的材料和工藝有關 , 目前廣泛使用的有紅、綠、藍(R、G、B)三種。由於 LED 工作電壓低(僅 1.5-3V ),能主動發光且有一定亮度 , 亮度又能用電壓(或電流)調節,本身又耐沖擊、抗振動、壽命長( 10 萬小時), 所以在大型的顯示設備中,目前尚無其他的顯示方式與 LED 顯示方式匹敵。把紅色和綠色的 LED 放在一起作為一個象素製作的顯示屏叫雙色屏或彩色屏 ; 把紅、綠、藍三種 LED 管放在一起作為一個象素的顯示屏叫三色屏或全彩屏。 製作室內 LED顯示屏的象素尺寸一般是 2-10 毫米, 常常採用把幾種能產生不同基色的 LED 管芯封裝成一體, 室外 LED顯示屏的象素尺寸多為 12-26 毫米,每個象素由若干個各種單色 LED 組成 , 常見的成品稱象素筒,雙色象素筒一般由 3 紅 2 綠組成,三色象素筒用 2 紅 1 綠 1 蘭組成。無論用 LED 製作單色、雙色或三色屏, 欲顯示圖象需要構成象素的每個 LED 的發光亮度都必須能調節,其調節的精細程度就是顯示屏的灰度等級。灰度等級越高, 顯示的圖像就越細膩,色彩也越豐富,相應的顯示控制系統也越復雜。一般 256 級灰度的圖像,顏色過渡已十分柔和,而 16 級灰度的彩色圖像,顏色過渡界線十分明顯。所以,彩色 LED顯示屏當前都要求做成 256 級灰度的。
2、 應用於顯示屏的 LED 發光材料有以下幾種形式:
① LED 發光燈(或稱單燈) 一般由單個 LED 晶片,反光碗,金屬陽極,金屬陰極構成,外包具有透光聚光能力的環氧樹脂外殼。可用一個或多個(不同顏色的)單燈構成一個基本像素,由於亮度高, 多用於戶外顯示屏。
② LED 點陣模塊 由若干晶片構成發光矩陣 , 用環氧樹脂封裝於塑料殼內。適合行列掃描驅動,容易構成高密度的顯示屏,多用於戶內顯示屏。
③ 貼片式 LED 發光燈( 或稱 SMD LED) 就是 LED 發光燈的貼焊形式的封裝,可用於戶內全彩色顯示屏,可實現單點維護,有效克服馬賽克現象。
二、LED顯示屏分類
1 LED 顯示屏分類多種多樣,大體按照如下幾種方式分類:
(1)按使用環境分為戶內 , 戶外及半戶外
戶內屏面積一般從不到 1 平米到十幾平米 , 點密度較高, 在非陽光直射或燈光照明環境使用,觀看距離在幾米以外,屏體不具備密封防水能力。戶外屏面積一般從幾平米到幾十甚至上百平米,點密度較稀 ( 多為 1000-4000 點每平米 ), 發光亮度在 3000-6000cd/ 平米 ( 朝向不同,亮度要求不同 ) , 可在陽光直射條件下使用,觀看距離在幾 十米 以外,屏體具有良好的防風抗雨及防雷能力。半戶外屏介於戶外及戶內兩者之間 , 具有較高的發光亮度 , 可在非陽光直射戶外下使用,屏體有一定的密封,一般在屋檐下或櫥窗內。
(2) 按顏色分為單色,雙基色,三基色( 全彩 )
單色是指顯示屏只有一種顏色的發光材料,多為單紅色, 在某些特殊場合也可用黃綠色 ( 例如殯儀館 ) 。雙基色屏一般由紅色和黃綠色發光材料構成。三基色屏分為全彩色 (full color), 由紅色,黃綠色 ( 波長 570nm) , 藍色構成及真彩色 (nature color), 由紅色,純綠色 ( 波長 525nm), 藍色構成。
(3) 按控制或使用方式分同步和非同步
同步方式是指 LED 顯示屏的工作方式基本等同於電腦的監視器, 它以至少 30 場 / 秒的更新速率點點對應地實監視器上的圖時映射電腦像 , 通常具有多灰度的顏色顯示能力,可達到多媒體的宣傳廣告效果。非同步方式是指 LED顯示屏具有存儲及自動播放的能力,在 PC 機上編輯好的文字及無灰度圖片通過串口或其他網路介面傳入 LED顯示屏 , 然後由 LED顯示屏離線自動播放,一般沒有多灰度顯示能力,主要用於顯示文字信息,可以多屏聯網。
(4) 按像素密度或像素直徑劃分
由於戶內屏採用的LED點陣模塊規格比較統一所以通常按照模塊的像素直徑劃分主要有: ∮ 3.0mm 60000 像素 / 平米 ∮ 3.75mm 44000 像素 / 平米 ∮ 5.0mm 17000 像素 / 平米 戶外屏的像素直徑及像素間距目前沒有十分統一的標准,按每平米像素數量大約有 1024 點, 1600 點 ,2000 點 ,2500 點 ,4096 點等多種規格。
(5)按顯示性能可分為
視頻顯示屏:一般為全彩色顯示屏
文本顯示屏:一般為單基色顯示屏
圖文顯示屏:一般為雙基色顯示屏
行情顯示屏:一般為數碼管或單基色顯示屏;
三、LED顯示屏特點
全面了解LED顯示屏特點,是為了選擇高性價比LED顯示屏,與其它大屏幕終端顯示器相比,LED顯示屏主要有以下特點。
亮度高:色彩豐富鮮艷,戶外顯示屏的亮度大於8000mcd/m2,是目前唯一能夠在戶外全天候使用的大型;
壽命長:LED壽命長達100,000小時(十年)以上;
視角大:室內視角可大於160度,戶外視角可大於120度;
結構模塊化:屏幕面積可大可小,小至不到一平米,大則可達幾百、上千平米;易與計算機介面,支持軟體豐富,操作方便靈活,畫面清晰穩定。
顯示屏聯網:利用一台微機可以同時控制多個顯示屏顯示不同的內容,顯示屏也可離線工作。既可以顯示文字又可以顯示圖形圖像,字體字型變化豐富。
註:常見大型顯示終端對比
屏幕類型
優點
缺點
電視牆
全彩色、面積大
畫面有分隔感、亮度低不能在戶外用、色差大、造價高
PDP
全彩色、畫面細膩
面積不大、亮度低、壽命短
投影機
全彩色、畫面細膩
亮度低不能在戶外用、畫面受光不均。
四、基本概念
LED:Light Emitting Diode(發光二極體)的縮寫。
單點直徑(Single dot diameter)指一個像素點的直徑,單位通常為mm。象素(PIXEL):指每單個或多個發光管組成的發光點。是畫面上可以被獨立控制的最小單元 PIXEL是picture element的縮寫,在三基色顯示屏上,象素由三部分組成:紅,綠,籃,每 一部分由一個或幾個LED組成,理論上,分別調節紅,綠,藍的亮度,可以表現出任意顏色。
間距(PITCH)相鄰象素的中心距離。間距越小,可視距離越短。
解析度(Resolution)
通常用於數字顯示設備,表示總的象素數量,一般寫成寬X高的形式,如800X600。可視角度(Viewing Angle)
當觀察者面對LED時可以看到LED的最大亮度,當觀察者向左或右移動時,看到的亮度會減少,當亮度減到最大亮度的一半時,此時所處的角度加上向反方向移動得到的角度之和,稱水平可視角度,垂直可視角度用同樣方式測量。LED的視角廠家會給出參數。
亮度(Brightness)
亮度在任何顯示設備中都是最重要的參數。亮度的主單位叫燭光(candela),用CD表示,單個LED的亮度通常用millicandelas,MCD,即千分之一CD,把一個平方米的LED亮度加在一起,就得到單位面積亮度,用尼特(NITS)表示,1 NITS=1 CD/m2。
紅綠藍三色的亮度必須平衡才能准確的還原真實色彩,換句話說,LED的白色必須是白色,而不是粉紅色。如果紅綠藍都處於最高亮度,混合出的色彩通常不是白色,為了得到白色(通常稱為6500K色溫),紅綠藍中須有一個或兩個的亮度調低,為了獲取正確的白色,必須反復測量調整亮度,這個過程稱白平衡。
可視距離(Viewing Distance)
對於各種顯示器件來說,最佳的觀察距離應該是人眼無法分辨出象素的最小距離,,這個距離大約是點間距的3400倍。電視和電腦的觀測距離通常要小於這個要求,但可接受的距離不能小於點間距的1700倍。
灰度等級(Grey Levels)
也稱色彩深度,指不同亮度的數量,紅綠藍有各自的灰度,在全彩色系統中一般是256級灰度,可以產生256X256X256=16,777,216種顏色,在PC中稱為24位色,在LED顯示系統中稱為8位系統。LED顯示屏能表現的色彩數量取決於RGB三色的灰度等級,在標準的全彩顯示屏中為256級灰度,對於體育場館的LED全彩系統,256灰度是不夠的,無法准確的恢復還原色彩。
刷新率(Refresh Rate)
顯示屏畫面更新的速率,通常用赫茲表示(Hz)。與幀頻是不同的。
幀頻(Frame Rate)
顯示屏每秒顯示的圖像幀的數量,通常取決於輸入的信號(25 fps for PAL, 30 fps for NTSC)
場頻(Field)
PAL和NTSC的一半幀,因為PAL和NTSC是隔行掃描,每次刷新只顯示半幀圖像。
高級概念
純綠(Pure green)和真綠(true green)過去30年,各種顏色LED被相繼開發出來,首先是紅色,黃色,黃綠色,藍色LED和純綠LED在90年代相繼被日亞工程師發明。至此,製造LED全彩色顯示屏成為可能。播放視頻的LED顯示屏必須用純綠,如果用黃綠來做,顏色肯定不真實,如果一個象素里綠管的數量很多,比紅管和藍管的數量多,那肯定是黃綠管,因為黃綠的亮度不夠,必須用多個,但黃綠LED價格低廉。該種顯示屏俗稱偽彩屏。
GAMMA矯正(gamma correction)
這是一種通過變換函數來減少灰度數量,從而產生一個更接近真實環境的色彩和對比度,全彩屏實際表現的顏色受到很多限制,當夜晚時,必須降低屏體亮度,此時能夠顯示的色彩就會減少,因此,數字RGB顯示的色彩肯定少於16M色,為了解決這個問題,需要更高層次的灰度,1Bill色的系統(紅綠藍各1024級色)可以表現更真實的色彩,因為從256級灰度擴大到1024級,極大的豐富了可表現的色彩數目。
虛擬象素技術(Virtual Resolution)
也稱共享象素或動態象素,將4倍於物理象素的象素快速的按奇偶列和奇偶行分4次送到物理象素上顯示,其效果相當於將間距縮小一半,其成本與傳統做法基本相比,基本沒增加,但可以做到原來4倍的解析度。
一致性(Uniformity)
整個畫面的質量很大程度上取決於LED的一致性。一致性的問題是LED固有的問題,當LED生產時。他們的亮度,視角,還有其它的特性實際上都不統一,這些參數分布在某一范圍,製造商工藝控制的越好,這個范圍越小,選用優質廠商提供的LED可以減少調試的工作量,人眼對顏色和亮度的敏感度相當高,對於LED之間的差別很容易察覺,特別在高亮的顯示系統中,這種差別更大,設計者必須採用各種技術來消除這種差別,增加一致性。
色差(Colour Shift)
LED顯示屏由紅綠藍三色組合來產生各種顏色,但這三種顏色由不同材料做成,視角是有差異的,不同LED的光譜分布都是變化的,這些能被觀測的差異稱為色差。當偏過一定角度觀察LED時,其顏色發生改變,人眼判斷真實畫面的色彩的能力(比如電影畫面)比觀測計算機產生的畫面要好。
單元板規格(Cell board size)
指單元板的尺寸,通常用單元板長乘以寬的表達式表示,以毫米為單位。(48×244)
單元板的解析度(Cell board pixels):
指一塊單元板有多少個像素,通常用單元板像素的行數乘以列數的表達式表示。(如:64×32)
像素密度(Lattice density)
也稱點陣密度,通常指每平方米顯示屏上的像素個數。
每平方米最大的功耗(Consumption per sqm)
每平方米每小時的最大耗電量,通常是指顯示屏全白色工作情況下的耗電量。因為在電源設計上我們採用了增容設計,所以在顯示屏滿負荷情況下,也不會達到電源的最大功率,對顯示屏起到了很好的保護作用。
重量(Kg)
通常指每平方米屏體的重量(含電源、邊框等),但不包括框架的重量。
通訊距離(Communication distance)
操作平台(電腦)與屏幕之間的距離。通常8芯網線傳輸不大於130米,光纖傳輸在500米—1300米。
支持模式(Support mode)
VGA的英文全稱是Video Graphic Array,即顯示繪圖陣列,通常說的顯卡介面。VGA支持在640X480的較高解析度下同時顯示16種色彩或256種灰度,同時在320X240解析度下可以同時顯示256種顏色. 肉眼對顏色的敏感遠大於解析度,所以即使解析度較低圖像依然生動鮮明。VGA由於良好的性能迅速開始流行,廠商們紛紛在VGA基礎上加以擴充,如將顯存提高至1M並使其支持更高解析度如800X600或1024X768,這些擴充的模式就稱之為VESA(Video Electronics Standards Association,視頻電子標准協會)的Super VGA模式,簡稱SVGA,現在的顯卡和顯示器都支持SVGA模式。不管是VGA還是SVGA,使用的連線都是15針的梯形插頭,傳輸模擬信號。
五、顯示屏大小的計算方式。
1.室內顯示屏的計算方式。
(1)給出屏的具體數據(長、寬,面積)。
a.例子:所做屏的規格是Φ5(指像素的直徑)屏,屏長5.8米,寬2.6米。
b.首先,清楚Φ5屏的技術參數單元板規格為488×244mm,單元板解析度64×32
c.計算所用單元板的塊數。 屏長或寬用的板數=預做屏長或寬÷單元板的長或寬
屏長用的板數:5.8米×1000÷488=11.89≈12
屏寬用的板數:2.6米×1000÷244=10.65≈11
d.計算實際的屏的大小。
實際屏長或寬用=單元板的長或寬×屏長或寬用的塊數
實際屏長:488×12=5856mm 即5.856米
實際屏寬:244×11=2684mm 即2.684米
e.屏的面積:5.856×2.684=15.72(平方米)
註:通常清況屏體外邊框尺寸在屏體尺寸基礎上每邊各加5-10cm。
f.屏的解析度=屏用的板數×單元板的解板度
屏的解析度=(12×64)×(11×32)
(2)只給出屏的面積,沒有長寬。
a. 例子:做一個面積為9㎡的屏,屏的規格是Φ5(指像素的直徑)。
b. 如果只給出了面積,長寬我們要自己算。可以按長、寬4:3或16:9的比例去算。這樣畫面效果好。(這里以4:3為例)
c. 理論屏屏長為:長=(面積÷12)的平方根×4
寬=(面積÷12)的平方根×3
即:長=3.46m
寬=2.60m
d. 長寬已經求出來了,下邊的計算見(1)中的例子。
2.室外顯示屏的計算方式。
(1)給出屏的具體數據(長、寬,面積)。
a.例子:要做P20的戶外全彩屏長約10米,寬約6米
b.首先清楚,單元箱體的規格 (箱體長寬) 為1280×960mm,解析度為64×48
c.計算箱體的個數。
屏長或寬用的箱數=預做屏長或寬÷單元箱的長或寬
屏長用的箱體數:10米×1000÷1280=7.8123≈8
屏寬用的箱體數:6米×1000÷960=6.25≈6
d. 計算實際的屏的大小。
實際屏長或寬用=箱體的(規格)長或寬×屏長或寬用的箱體個數
實際屏長:1280×8=10240mm 即10.24米
實際屏寬:960×6=5760mm 即5.76米
e. 屏的面積:10.24×5.76=158.9824≈158.98(平方米)
f. 屏的解析度=箱體的解析度長寬×箱體的長寬個箱=(64×10)×(48×6)
(2)只給出屏的面積,沒有長寬。
a.例子:如果做一個P20的戶外全彩屏面積大約為50平方米。
b. 如果只給出了面積,長寬我們要自己算。可以按長、寬4:3或16:9的比例去算。這樣畫面效果好。(這里以4:3為例)
c. 理論屏屏長為:長=(面積÷12)的平方根×4
寬=(面積÷12)的平方根×3
即:長=8.16m
寬=6.12m
d.大概長寬以求出,接下來的計算參考例(1)。
六、顯示屏的亮度計算方法
以全彩屏為例,通常紅、綠、藍白平衡配比為3:4:1
紅色LED 燈亮度:亮度(CD)/M2÷點數/M2×0.3(白平衡配比佔30%)÷2
綠色LED 燈亮度:亮度(CD)/M2÷點數/M2×0.6(白平衡配比佔60%)
藍色LED 燈亮度:亮度(CD)/M2÷點數/M2×0.1(白平衡配比佔10%)
(1) 已知整屏亮度求單管亮度。
例如:每平米2500 點密度,2R1G1B,每平米亮度要求為5000 cd/m2,則:
紅色LED 燈亮度為:5000÷2500×0.3÷2=0.3cd=300mcd
綠色LED 燈亮度為:5000÷2500×0.6=1.2cd=1200mcd
藍色LED 燈亮度為:5000÷2500×0.1=0.2cd=200mcd
每像素點的亮度為:0.3×2+1.2+0.2=2.0 cd=2000mcd
(2) 已知單管亮度求整屏亮度。
例如:以P31.25,日亞管為例。
HSM顯示屏主要管芯規格
紅
綠
HSM-PH-A+(日亞)
180-440mcd
1020-2400 mcd
因為白平衡配亮度配比 紅:綠:藍=3:6:1 ;又白平衡的配比以綠管亮度去配其它管。所以如下:
由紅:綠=3:6 可知,綠管亮度是紅管的2倍,即紅管亮度為:2400(藍)÷2=1200mcd又因為紅、綠、藍四個管中,紅管有2個,所以,單個紅管的亮度為:1200÷2=600mcd。由綠:藍=6:1可知,綠管亮度是藍管的6倍,即藍管亮度為:2400(藍)÷6=400mcd因,1個發光像素=2紅管+1綠管+1藍管;。即一個像素的亮度=600(紅)×2+2400(綠)+400(藍)=3400mcd=3.4cd每平方米亮度=1個發光像素的亮度×每平方米的像素密度(個數)=3.4cd×1024(像素個數)=3482cd。以光損20%計算,實際發光亮度應為:2785.28cd。
補充知識:
控制 LED 亮度的方法:
有兩種控制 LED 亮度的方法。一種是改變流過 LED 的電流,一般 LED 管允許連續工作電流在 20 毫安左右,除了紅色 LED 有飽和現象外, 其他 LED 亮度基本上與流過的電流成比例;另一種方法是利用人眼的視覺惰性,用脈寬調制方法來實現灰度控制, 也就是周期性改變光脈沖寬度(即占空比),只要這個重復點亮的周期足夠短(即刷新頻率足夠高), 人眼是感覺不到發光象素在抖動。由於脈寬調制更適合於數字控制, 所以在普遍採用微機來提供 LED 顯示內容的今天,幾乎所有的 LED顯示屏都是採用脈寬調制來控制灰度等級的。 LED 的控制系統通是掃描板上集中控制各象素點灰度, 掃描板將來自控制箱的各行象素的亮度值進行分解(即脈寬調制),然後將各行LED的開通信號以脈沖形式(點亮為 1 ,不亮為 0 )按行用串列方式傳輸到相應的 LED 上,控制其是否點亮。這種方式使用器件較少,但串列傳輸的數據量較大,因為在一個重復點亮的周期內,每個象素在 16 級灰度下需要 16 個脈沖,在 256 級灰度下需要 256 個脈沖,由於器件工作頻率限制, 一般只能使 LED顯示屏做到 16 級灰度。另一種方法是掃描板串列傳輸的內容不是每個 LED 的開關信號而是一個 8位二進制的亮度值。每個 LED 都有一個自己的脈寬調制器來控制點亮時間。這樣,在一個重復點亮的周期內,每個象素點在 16 級灰度下只需要 4個脈沖, 256 級灰度下只需 8 個脈沖,大大降低了串列傳輸頻率。用這種分散控制 LED 灰度的方法可以很方便地實現 256 級灰度控制。常由主控箱、掃描板和顯控裝置三大部分組成。 主控箱從計算機的顯示卡中獲取一屏象素的各色亮度數據,然後重新分配給若干塊掃描板, 每塊掃描板負責控制 LED顯示屏上的若干行(列),而每一行(列)上 LED 的顯控信號則用串列的方式傳送。目前有兩種串列傳送顯示控制信號的方式:一種
七、LED顯示屏常用安裝方式
(1)安裝方式 (顯示屏安裝結構簡圖)
a落地式
b鑲嵌式
c懸掛式
d支撐式
e支柱式
f壁掛式
以上為目前顯示屏安裝中最常用的七種安裝方式,對於室內顯示屏一般採用 a 、 b 、 c 、 d 四種安裝方式,戶外顯示屏以上方式均可採用。
(2)外框結構及外裝飾
外框結構在設計上是由顯示屏的安裝要求和顯示面積大小以及周圍環境顏色而定, 在保證有足夠的安裝強度的前提下,盡量減少顯示屏的安裝重量。
對於室內顯示屏外框通常有三種做法:黑色鋁合金、鋁合金外包不銹鋼(亞光、亮光)和扳金一體化。
◇ 黑色鋁合金外框結構簡單,外框顏色接近顯示屏底色。
◇ 鋁合金外包不銹鋼框架,採用拉絲不銹鋼,美觀、大方。
◇ 扳金一體化結構,其顏色為索尼灰,容易被視覺接收。另外在整體結構方面比較緊湊,沒有縫隙。其缺點是對顯示屏的面積大小有要求。
對於戶外顯示屏為保證有足夠的安裝強度,其外框均為鋼結構, 外裝飾通常根據現場情況以及客戶要求選用,通常採用外包鋁塑板。其優點如下:
◇ 鋁塑板顏色多樣、品種豐富,可以根據不同要求選購;
◇ 鋁塑板表面質量高,粗糙度小;
◇ 鋁塑板可以實現膠縫拼接,表面可以等距離布置線條,合乎美觀要求;
八、LED顯示屏的控制系統
LED控制系統分類與LED顯示屏分類相對應,主要是以顯示性能和顯示色彩來分。根據屏的大小及客戶要求可採用非同步控制或者同步控制。
(a )非同步RS232 通訊方式控制(計算機串口)說明: 非同步控制是接收並存儲由 PC 機上編輯好的文字和沒有灰度的圖形(PC 機通過串口發送數據給非同步控制卡)再通過非同步控制卡控制顯示屏的顯示,而且屏關電後,所要顯示的內容存儲在控制卡上存儲器裡面,屏開電後,非同步控制卡上的 CPU 從卡上的內存讀取內容再控制 LED顯示屏的顯示 。
非同步控制優點
實現的是離線和存貯信息的功能, PC 機只起到修改 LED 顯示屏內容的功能,顯示的功能由非同步控制實現,這樣的好處是一台 PC 機可以控制多個顯示屏,所以可以實現多屏聯網使用。
非同步控制的缺點
非同步控制卡無法實現播放動畫,圖象的功能,而且控制卡存儲的內容受控制卡內存的限制,只能存儲幾十幅內容,另外非同步控制卡控制的屏面積有限Φ 5--- 控制在 7 平米以內, Φ 3.75---- 控制在 2.8 平米以內,超過控制范圍的只能上同步控制。註:單個顯示屏通訊距離超過 100 米 或 2 個以上顯示屏聯網使用需要加轉換器( 232 轉 422 轉換器 200 元)
(b)同步256 級灰度控制說明:同步控制是將 PC 機顯示卡的信號實時傳送到 LED 顯示屏上 ,LED 顯示屏和電腦顯示器是同步顯示的(所見即所得), 同步控制包括一塊 DVI 顯示卡,一塊數據採集發送卡,一塊數據接收卡(註:超過 512 點要用 2 塊接收卡)
同步控制優點
能夠實現播放動畫,圖象的功能,灰度等級輸出可達到 256 級(對於單色屏就是 256 種顏色,對於雙色屏就是可顯示紅256 色× 綠 256= 65536 種顏色)( DVI 顯示卡 + 256 級灰度控制卡,控制點數 1280 × 512 點,控制范圍 Φ 5-- 長 9.76 米 , 高 3.9 米 ,Φ 3.7 5-- 長 6.1 米 , 高 2.448 米 )
註:如何知道在可控范圍之內LED顯示屏可以做多大面積?
可控制長度=控制卡點數(長)×點間距
可控制寬度=控制卡點數(寬)×點間距
可控制范圍=可控制長度×可控制寬度