㈠ LED屏箱体制作方法
LED显示屏箱体组成计算方法
一、LED显示屏组成材料
1、 LED与LED显示屏
LED 的发光颜色和发光效率与制作 LED 的材料和工艺有关 , 目前广泛使用的有红、绿、蓝(R、G、B)三种。由于 LED 工作电压低(仅 1.5-3V ),能主动发光且有一定亮度 , 亮度又能用电压(或电流)调节,本身又耐冲击、抗振动、寿命长( 10 万小时), 所以在大型的显示设备中,目前尚无其他的显示方式与 LED 显示方式匹敌。把红色和绿色的 LED 放在一起作为一个象素制作的显示屏叫双色屏或彩色屏 ; 把红、绿、蓝三种 LED 管放在一起作为一个象素的显示屏叫三色屏或全彩屏。 制作室内 LED显示屏的象素尺寸一般是 2-10 毫米, 常常采用把几种能产生不同基色的 LED 管芯封装成一体, 室外 LED显示屏的象素尺寸多为 12-26 毫米,每个象素由若干个各种单色 LED 组成 , 常见的成品称象素筒,双色象素筒一般由 3 红 2 绿组成,三色象素筒用 2 红 1 绿 1 兰组成。无论用 LED 制作单色、双色或三色屏, 欲显示图象需要构成象素的每个 LED 的发光亮度都必须能调节,其调节的精细程度就是显示屏的灰度等级。灰度等级越高, 显示的图像就越细腻,色彩也越丰富,相应的显示控制系统也越复杂。一般 256 级灰度的图像,颜色过渡已十分柔和,而 16 级灰度的彩色图像,颜色过渡界线十分明显。所以,彩色 LED显示屏当前都要求做成 256 级灰度的。
2、 应用于显示屏的 LED 发光材料有以下几种形式:
① LED 发光灯(或称单灯) 一般由单个 LED 晶片,反光碗,金属阳极,金属阴极构成,外包具有透光聚光能力的环氧树脂外壳。可用一个或多个(不同颜色的)单灯构成一个基本像素,由于亮度高, 多用于户外显示屏。
② LED 点阵模块 由若干晶片构成发光矩阵 , 用环氧树脂封装于塑料壳内。适合行列扫描驱动,容易构成高密度的显示屏,多用于户内显示屏。
③ 贴片式 LED 发光灯( 或称 SMD LED) 就是 LED 发光灯的贴焊形式的封装,可用于户内全彩色显示屏,可实现单点维护,有效克服马赛克现象。
二、LED显示屏分类
1 LED 显示屏分类多种多样,大体按照如下几种方式分类:
(1)按使用环境分为户内 , 户外及半户外
户内屏面积一般从不到 1 平米到十几平米 , 点密度较高, 在非阳光直射或灯光照明环境使用,观看距离在几米以外,屏体不具备密封防水能力。户外屏面积一般从几平米到几十甚至上百平米,点密度较稀 ( 多为 1000-4000 点每平米 ), 发光亮度在 3000-6000cd/ 平米 ( 朝向不同,亮度要求不同 ) , 可在阳光直射条件下使用,观看距离在几 十米 以外,屏体具有良好的防风抗雨及防雷能力。半户外屏介于户外及户内两者之间 , 具有较高的发光亮度 , 可在非阳光直射户外下使用,屏体有一定的密封,一般在屋檐下或橱窗内。
(2) 按颜色分为单色,双基色,三基色( 全彩 )
单色是指显示屏只有一种颜色的发光材料,多为单红色, 在某些特殊场合也可用黄绿色 ( 例如殡仪馆 ) 。双基色屏一般由红色和黄绿色发光材料构成。三基色屏分为全彩色 (full color), 由红色,黄绿色 ( 波长 570nm) , 蓝色构成及真彩色 (nature color), 由红色,纯绿色 ( 波长 525nm), 蓝色构成。
(3) 按控制或使用方式分同步和异步
同步方式是指 LED 显示屏的工作方式基本等同于电脑的监视器, 它以至少 30 场 / 秒的更新速率点点对应地实监视器上的图时映射电脑像 , 通常具有多灰度的颜色显示能力,可达到多媒体的宣传广告效果。异步方式是指 LED显示屏具有存储及自动播放的能力,在 PC 机上编辑好的文字及无灰度图片通过串口或其他网络接口传入 LED显示屏 , 然后由 LED显示屏脱机自动播放,一般没有多灰度显示能力,主要用于显示文字信息,可以多屏联网。
(4) 按像素密度或像素直径划分
由于户内屏采用的LED点阵模块规格比较统一所以通常按照模块的像素直径划分主要有: ∮ 3.0mm 60000 像素 / 平米 ∮ 3.75mm 44000 像素 / 平米 ∮ 5.0mm 17000 像素 / 平米 户外屏的像素直径及像素间距目前没有十分统一的标准,按每平米像素数量大约有 1024 点, 1600 点 ,2000 点 ,2500 点 ,4096 点等多种规格。
(5)按显示性能可分为
视频显示屏:一般为全彩色显示屏
文本显示屏:一般为单基色显示屏
图文显示屏:一般为双基色显示屏
行情显示屏:一般为数码管或单基色显示屏;
三、LED显示屏特点
全面了解LED显示屏特点,是为了选择高性价比LED显示屏,与其它大屏幕终端显示器相比,LED显示屏主要有以下特点。
亮度高:色彩丰富鲜艳,户外显示屏的亮度大于8000mcd/m2,是目前唯一能够在户外全天候使用的大型;
寿命长:LED寿命长达100,000小时(十年)以上;
视角大:室内视角可大于160度,户外视角可大于120度;
结构模块化:屏幕面积可大可小,小至不到一平米,大则可达几百、上千平米;易与计算机接口,支持软件丰富,操作方便灵活,画面清晰稳定。
显示屏联网:利用一台微机可以同时控制多个显示屏显示不同的内容,显示屏也可脱机工作。既可以显示文字又可以显示图形图像,字体字型变化丰富。
注:常见大型显示终端对比
屏幕类型
优点
缺点
电视墙
全彩色、面积大
画面有分隔感、亮度低不能在户外用、色差大、造价高
PDP
全彩色、画面细腻
面积不大、亮度低、寿命短
投影机
全彩色、画面细腻
亮度低不能在户外用、画面受光不均。
四、基本概念
LED:Light Emitting Diode(发光二极管)的缩写。
单点直径(Single dot diameter)指一个像素点的直径,单位通常为mm。象素(PIXEL):指每单个或多个发光管组成的发光点。是画面上可以被独立控制的最小单元 PIXEL是picture element的缩写,在三基色显示屏上,象素由三部分组成:红,绿,篮,每 一部分由一个或几个LED组成,理论上,分别调节红,绿,蓝的亮度,可以表现出任意颜色。
间距(PITCH)相邻象素的中心距离。间距越小,可视距离越短。
分辨率(Resolution)
通常用于数字显示设备,表示总的象素数量,一般写成宽X高的形式,如800X600。可视角度(Viewing Angle)
当观察者面对LED时可以看到LED的最大亮度,当观察者向左或右移动时,看到的亮度会减少,当亮度减到最大亮度的一半时,此时所处的角度加上向反方向移动得到的角度之和,称水平可视角度,垂直可视角度用同样方式测量。LED的视角厂家会给出参数。
亮度(Brightness)
亮度在任何显示设备中都是最重要的参数。亮度的主单位叫烛光(candela),用CD表示,单个LED的亮度通常用millicandelas,MCD,即千分之一CD,把一个平方米的LED亮度加在一起,就得到单位面积亮度,用尼特(NITS)表示,1 NITS=1 CD/m2。
红绿蓝三色的亮度必须平衡才能准确的还原真实色彩,换句话说,LED的白色必须是白色,而不是粉红色。如果红绿蓝都处于最高亮度,混合出的色彩通常不是白色,为了得到白色(通常称为6500K色温),红绿蓝中须有一个或两个的亮度调低,为了获取正确的白色,必须反复测量调整亮度,这个过程称白平衡。
可视距离(Viewing Distance)
对于各种显示器件来说,最佳的观察距离应该是人眼无法分辨出象素的最小距离,,这个距离大约是点间距的3400倍。电视和电脑的观测距离通常要小于这个要求,但可接受的距离不能小于点间距的1700倍。
灰度等级(Grey Levels)
也称色彩深度,指不同亮度的数量,红绿蓝有各自的灰度,在全彩色系统中一般是256级灰度,可以产生256X256X256=16,777,216种颜色,在PC中称为24位色,在LED显示系统中称为8位系统。LED显示屏能表现的色彩数量取决于RGB三色的灰度等级,在标准的全彩显示屏中为256级灰度,对于体育场馆的LED全彩系统,256灰度是不够的,无法准确的恢复还原色彩。
刷新率(Refresh Rate)
显示屏画面更新的速率,通常用赫兹表示(Hz)。与帧频是不同的。
帧频(Frame Rate)
显示屏每秒显示的图像帧的数量,通常取决于输入的信号(25 fps for PAL, 30 fps for NTSC)
场频(Field)
PAL和NTSC的一半帧,因为PAL和NTSC是隔行扫描,每次刷新只显示半帧图像。
高级概念
纯绿(Pure green)和真绿(true green)过去30年,各种颜色LED被相继开发出来,首先是红色,黄色,黄绿色,蓝色LED和纯绿LED在90年代相继被日亚工程师发明。至此,制造LED全彩色显示屏成为可能。播放视频的LED显示屏必须用纯绿,如果用黄绿来做,颜色肯定不真实,如果一个象素里绿管的数量很多,比红管和蓝管的数量多,那肯定是黄绿管,因为黄绿的亮度不够,必须用多个,但黄绿LED价格低廉。该种显示屏俗称伪彩屏。
GAMMA矫正(gamma correction)
这是一种通过变换函数来减少灰度数量,从而产生一个更接近真实环境的色彩和对比度,全彩屏实际表现的颜色受到很多限制,当夜晚时,必须降低屏体亮度,此时能够显示的色彩就会减少,因此,数字RGB显示的色彩肯定少于16M色,为了解决这个问题,需要更高层次的灰度,1Bill色的系统(红绿蓝各1024级色)可以表现更真实的色彩,因为从256级灰度扩大到1024级,极大的丰富了可表现的色彩数目。
虚拟象素技术(Virtual Resolution)
也称共享象素或动态象素,将4倍于物理象素的象素快速的按奇偶列和奇偶行分4次送到物理象素上显示,其效果相当于将间距缩小一半,其成本与传统做法基本相比,基本没增加,但可以做到原来4倍的分辨率。
一致性(Uniformity)
整个画面的质量很大程度上取决于LED的一致性。一致性的问题是LED固有的问题,当LED生产时。他们的亮度,视角,还有其它的特性实际上都不统一,这些参数分布在某一范围,制造商工艺控制的越好,这个范围越小,选用优质厂商提供的LED可以减少调试的工作量,人眼对颜色和亮度的敏感度相当高,对于LED之间的差别很容易察觉,特别在高亮的显示系统中,这种差别更大,设计者必须采用各种技术来消除这种差别,增加一致性。
色差(Colour Shift)
LED显示屏由红绿蓝三色组合来产生各种颜色,但这三种颜色由不同材料做成,视角是有差异的,不同LED的光谱分布都是变化的,这些能被观测的差异称为色差。当偏过一定角度观察LED时,其颜色发生改变,人眼判断真实画面的色彩的能力(比如电影画面)比观测计算机产生的画面要好。
单元板规格(Cell board size)
指单元板的尺寸,通常用单元板长乘以宽的表达式表示,以毫米为单位。(48×244)
单元板的分辨率(Cell board pixels):
指一块单元板有多少个像素,通常用单元板像素的行数乘以列数的表达式表示。(如:64×32)
像素密度(Lattice density)
也称点阵密度,通常指每平方米显示屏上的像素个数。
每平方米最大的功耗(Consumption per sqm)
每平方米每小时的最大耗电量,通常是指显示屏全白色工作情况下的耗电量。因为在电源设计上我们采用了增容设计,所以在显示屏满负荷情况下,也不会达到电源的最大功率,对显示屏起到了很好的保护作用。
重量(Kg)
通常指每平方米屏体的重量(含电源、边框等),但不包括框架的重量。
通讯距离(Communication distance)
操作平台(电脑)与屏幕之间的距离。通常8芯网线传输不大于130米,光纤传输在500米—1300米。
支持模式(Support mode)
VGA的英文全称是Video Graphic Array,即显示绘图阵列,通常说的显卡接口。VGA支持在640X480的较高分辨率下同时显示16种色彩或256种灰度,同时在320X240分辨率下可以同时显示256种颜色. 肉眼对颜色的敏感远大于分辨率,所以即使分辨率较低图像依然生动鲜明。VGA由于良好的性能迅速开始流行,厂商们纷纷在VGA基础上加以扩充,如将显存提高至1M并使其支持更高分辨率如800X600或1024X768,这些扩充的模式就称之为VESA(Video Electronics Standards Association,视频电子标准协会)的Super VGA模式,简称SVGA,现在的显卡和显示器都支持SVGA模式。不管是VGA还是SVGA,使用的连线都是15针的梯形插头,传输模拟信号。
五、显示屏大小的计算方式。
1.室内显示屏的计算方式。
(1)给出屏的具体数据(长、宽,面积)。
a.例子:所做屏的规格是Φ5(指像素的直径)屏,屏长5.8米,宽2.6米。
b.首先,清楚Φ5屏的技术参数单元板规格为488×244mm,单元板分辨率64×32
c.计算所用单元板的块数。 屏长或宽用的板数=预做屏长或宽÷单元板的长或宽
屏长用的板数:5.8米×1000÷488=11.89≈12
屏宽用的板数:2.6米×1000÷244=10.65≈11
d.计算实际的屏的大小。
实际屏长或宽用=单元板的长或宽×屏长或宽用的块数
实际屏长:488×12=5856mm 即5.856米
实际屏宽:244×11=2684mm 即2.684米
e.屏的面积:5.856×2.684=15.72(平方米)
注:通常清况屏体外边框尺寸在屏体尺寸基础上每边各加5-10cm。
f.屏的分辨率=屏用的板数×单元板的解板度
屏的分辨率=(12×64)×(11×32)
(2)只给出屏的面积,没有长宽。
a. 例子:做一个面积为9㎡的屏,屏的规格是Φ5(指像素的直径)。
b. 如果只给出了面积,长宽我们要自己算。可以按长、宽4:3或16:9的比例去算。这样画面效果好。(这里以4:3为例)
c. 理论屏屏长为:长=(面积÷12)的平方根×4
宽=(面积÷12)的平方根×3
即:长=3.46m
宽=2.60m
d. 长宽已经求出来了,下边的计算见(1)中的例子。
2.室外显示屏的计算方式。
(1)给出屏的具体数据(长、宽,面积)。
a.例子:要做P20的户外全彩屏长约10米,宽约6米
b.首先清楚,单元箱体的规格 (箱体长宽) 为1280×960mm,分辨率为64×48
c.计算箱体的个数。
屏长或宽用的箱数=预做屏长或宽÷单元箱的长或宽
屏长用的箱体数:10米×1000÷1280=7.8123≈8
屏宽用的箱体数:6米×1000÷960=6.25≈6
d. 计算实际的屏的大小。
实际屏长或宽用=箱体的(规格)长或宽×屏长或宽用的箱体个数
实际屏长:1280×8=10240mm 即10.24米
实际屏宽:960×6=5760mm 即5.76米
e. 屏的面积:10.24×5.76=158.9824≈158.98(平方米)
f. 屏的分辨率=箱体的分辨率长宽×箱体的长宽个箱=(64×10)×(48×6)
(2)只给出屏的面积,没有长宽。
a.例子:如果做一个P20的户外全彩屏面积大约为50平方米。
b. 如果只给出了面积,长宽我们要自己算。可以按长、宽4:3或16:9的比例去算。这样画面效果好。(这里以4:3为例)
c. 理论屏屏长为:长=(面积÷12)的平方根×4
宽=(面积÷12)的平方根×3
即:长=8.16m
宽=6.12m
d.大概长宽以求出,接下来的计算参考例(1)。
六、显示屏的亮度计算方法
以全彩屏为例,通常红、绿、蓝白平衡配比为3:4:1
红色LED 灯亮度:亮度(CD)/M2÷点数/M2×0.3(白平衡配比占30%)÷2
绿色LED 灯亮度:亮度(CD)/M2÷点数/M2×0.6(白平衡配比占60%)
蓝色LED 灯亮度:亮度(CD)/M2÷点数/M2×0.1(白平衡配比占10%)
(1) 已知整屏亮度求单管亮度。
例如:每平米2500 点密度,2R1G1B,每平米亮度要求为5000 cd/m2,则:
红色LED 灯亮度为:5000÷2500×0.3÷2=0.3cd=300mcd
绿色LED 灯亮度为:5000÷2500×0.6=1.2cd=1200mcd
蓝色LED 灯亮度为:5000÷2500×0.1=0.2cd=200mcd
每像素点的亮度为:0.3×2+1.2+0.2=2.0 cd=2000mcd
(2) 已知单管亮度求整屏亮度。
例如:以P31.25,日亚管为例。
HSM显示屏主要管芯规格
红
绿
HSM-PH-A+(日亚)
180-440mcd
1020-2400 mcd
因为白平衡配亮度配比 红:绿:蓝=3:6:1 ;又白平衡的配比以绿管亮度去配其它管。所以如下:
由红:绿=3:6 可知,绿管亮度是红管的2倍,即红管亮度为:2400(蓝)÷2=1200mcd又因为红、绿、蓝四个管中,红管有2个,所以,单个红管的亮度为:1200÷2=600mcd。由绿:蓝=6:1可知,绿管亮度是蓝管的6倍,即蓝管亮度为:2400(蓝)÷6=400mcd因,1个发光像素=2红管+1绿管+1蓝管;。即一个像素的亮度=600(红)×2+2400(绿)+400(蓝)=3400mcd=3.4cd每平方米亮度=1个发光像素的亮度×每平方米的像素密度(个数)=3.4cd×1024(像素个数)=3482cd。以光损20%计算,实际发光亮度应为:2785.28cd。
补充知识:
控制 LED 亮度的方法:
有两种控制 LED 亮度的方法。一种是改变流过 LED 的电流,一般 LED 管允许连续工作电流在 20 毫安左右,除了红色 LED 有饱和现象外, 其他 LED 亮度基本上与流过的电流成比例;另一种方法是利用人眼的视觉惰性,用脉宽调制方法来实现灰度控制, 也就是周期性改变光脉冲宽度(即占空比),只要这个重复点亮的周期足够短(即刷新频率足够高), 人眼是感觉不到发光象素在抖动。由于脉宽调制更适合于数字控制, 所以在普遍采用微机来提供 LED 显示内容的今天,几乎所有的 LED显示屏都是采用脉宽调制来控制灰度等级的。 LED 的控制系统通是扫描板上集中控制各象素点灰度, 扫描板将来自控制箱的各行象素的亮度值进行分解(即脉宽调制),然后将各行LED的开通信号以脉冲形式(点亮为 1 ,不亮为 0 )按行用串行方式传输到相应的 LED 上,控制其是否点亮。这种方式使用器件较少,但串行传输的数据量较大,因为在一个重复点亮的周期内,每个象素在 16 级灰度下需要 16 个脉冲,在 256 级灰度下需要 256 个脉冲,由于器件工作频率限制, 一般只能使 LED显示屏做到 16 级灰度。另一种方法是扫描板串行传输的内容不是每个 LED 的开关信号而是一个 8位二进制的亮度值。每个 LED 都有一个自己的脉宽调制器来控制点亮时间。这样,在一个重复点亮的周期内,每个象素点在 16 级灰度下只需要 4个脉冲, 256 级灰度下只需 8 个脉冲,大大降低了串行传输频率。用这种分散控制 LED 灰度的方法可以很方便地实现 256 级灰度控制。常由主控箱、扫描板和显控装置三大部分组成。 主控箱从计算机的显示卡中获取一屏象素的各色亮度数据,然后重新分配给若干块扫描板, 每块扫描板负责控制 LED显示屏上的若干行(列),而每一行(列)上 LED 的显控信号则用串行的方式传送。目前有两种串行传送显示控制信号的方式:一种
七、LED显示屏常用安装方式
(1)安装方式 (显示屏安装结构简图)
a落地式
b镶嵌式
c悬挂式
d支撑式
e支柱式
f壁挂式
以上为目前显示屏安装中最常用的七种安装方式,对于室内显示屏一般采用 a 、 b 、 c 、 d 四种安装方式,户外显示屏以上方式均可采用。
(2)外框结构及外装饰
外框结构在设计上是由显示屏的安装要求和显示面积大小以及周围环境颜色而定, 在保证有足够的安装强度的前提下,尽量减少显示屏的安装重量。
对于室内显示屏外框通常有三种做法:黑色铝合金、铝合金外包不锈钢(亚光、亮光)和扳金一体化。
◇ 黑色铝合金外框结构简单,外框颜色接近显示屏底色。
◇ 铝合金外包不锈钢框架,采用拉丝不锈钢,美观、大方。
◇ 扳金一体化结构,其颜色为索尼灰,容易被视觉接收。另外在整体结构方面比较紧凑,没有缝隙。其缺点是对显示屏的面积大小有要求。
对于户外显示屏为保证有足够的安装强度,其外框均为钢结构, 外装饰通常根据现场情况以及客户要求选用,通常采用外包铝塑板。其优点如下:
◇ 铝塑板颜色多样、品种丰富,可以根据不同要求选购;
◇ 铝塑板表面质量高,粗糙度小;
◇ 铝塑板可以实现胶缝拼接,表面可以等距离布置线条,合乎美观要求;
八、LED显示屏的控制系统
LED控制系统分类与LED显示屏分类相对应,主要是以显示性能和显示色彩来分。根据屏的大小及客户要求可采用异步控制或者同步控制。
(a )异步RS232 通讯方式控制(计算机串口)说明: 异步控制是接收并存储由 PC 机上编辑好的文字和没有灰度的图形(PC 机通过串口发送数据给异步控制卡)再通过异步控制卡控制显示屏的显示,而且屏关电后,所要显示的内容存储在控制卡上存储器里面,屏开电后,异步控制卡上的 CPU 从卡上的内存读取内容再控制 LED显示屏的显示 。
异步控制优点
实现的是脱机和存贮信息的功能, PC 机只起到修改 LED 显示屏内容的功能,显示的功能由异步控制实现,这样的好处是一台 PC 机可以控制多个显示屏,所以可以实现多屏联网使用。
异步控制的缺点
异步控制卡无法实现播放动画,图象的功能,而且控制卡存储的内容受控制卡内存的限制,只能存储几十幅内容,另外异步控制卡控制的屏面积有限Φ 5--- 控制在 7 平米以内, Φ 3.75---- 控制在 2.8 平米以内,超过控制范围的只能上同步控制。注:单个显示屏通讯距离超过 100 米 或 2 个以上显示屏联网使用需要加转换器( 232 转 422 转换器 200 元)
(b)同步256 级灰度控制说明:同步控制是将 PC 机显示卡的信号实时传送到 LED 显示屏上 ,LED 显示屏和电脑显示器是同步显示的(所见即所得), 同步控制包括一块 DVI 显示卡,一块数据采集发送卡,一块数据接收卡(注:超过 512 点要用 2 块接收卡)
同步控制优点
能够实现播放动画,图象的功能,灰度等级输出可达到 256 级(对于单色屏就是 256 种颜色,对于双色屏就是可显示红256 色× 绿 256= 65536 种颜色)( DVI 显示卡 + 256 级灰度控制卡,控制点数 1280 × 512 点,控制范围 Φ 5-- 长 9.76 米 , 高 3.9 米 ,Φ 3.7 5-- 长 6.1 米 , 高 2.448 米 )
注:如何知道在可控范围之内LED显示屏可以做多大面积?
可控制长度=控制卡点数(长)×点间距
可控制宽度=控制卡点数(宽)×点间距
可控制范围=可控制长度×可控制宽度
㈡ 白平衡怎么测啊
调整白平衡的方法大体分粗调、精细调整和自动跟踪(ATW)三种:粗调指在预置情况下改变色温滤光片,使色温接近到3200K的出厂设置;精细调整是指在色温滤光片的配合下通过摄像机白平衡调整功能,针对特定环境色温得到一个更为精确的调整结果;自动跟踪是指依靠摄像机的自动跟踪功能(ATW),摄像机自身根据画面的色温变化随时调整。
一般精细调白的方法
在拍摄环境中以顺着拍摄方向的调白板(卡)来调整白平衡。这是一种普遍的情况,还有几种非常灵活的精细调白方法。利用一块透过性良好的标准白板,把它置于紧贴镜头的前面,在拍摄环境中对着光源照明方向或对着主拍摄方向来调整白平衡,专业的摄像机会给出一个色温读数,比如是5000K,如果希望拍摄还原正常的画面就以这个白平衡结果来拍摄。在摄像创作中,有时希望得到色彩偏差的画面来达到创作目的,这时可以利用任何景物来调整白平衡,被调白景物的色温同画面的色彩偏差呈补色关系,既以红色调白画面偏向青色,以绿色调白画面偏向品色,以兰色调白画面偏向黄色。白平衡自动跟踪功能(ATW)是随着镜头摄取景物的色温变化而时实调整,如果一个推镜头或摇镜头由于被摄景物的色温(镜头摄入景物的色温同环境照明色温是不同的)变化,会使画面在一个镜头内发生色彩变化。如镜头由人物全景推近脸部特写,因为景别的变化摄入镜头的色温会不同,画面中人物的肤色也就会发生变化,所以非特殊情况不建议使用该模式。
白平衡,字面上的理解是白色的平衡。白平衡是描述中红、绿、蓝三基色混合生成后白色精确度的一项指标。白平衡是电视摄像领域一个非常重要的概念,通过它可以解决和色调处理的一系列问题。
白平衡是电视摄像领域一个非常重要的概念,通过它可以解决色彩还原和白平衡色调处理的一系列问题。白平衡是随着电子影像再现色彩真实而产生的,在专业摄像领域白平衡应用的较早,现在家用电子产品(家用摄像机、数码照相机)中也广泛地使用,然而技术的发展使得白平衡调整变得越来越简单容易,但许多使用者还不甚了解白平衡的工作原理,理解上存在诸多误区。它是实现摄像机图像能精确反映被摄物的色彩状况,有手动白平衡和自动白平衡等方式。
白平衡,字面上的理解是白色的平衡。那什么是白色?这就涉及到一些色彩学的知识,白色是指反射到人眼中的光线由于蓝、绿、红三种色光比例相同且具有一定的亮度所形成的视觉反应。我们都知道白色光是由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光组成的,而这七种色光又是由红、绿、蓝三原色按不同比例混合形成,当一种光线中的三原色成分比例相同的时候,习惯上人们称之为消色,黑、白、灰、金和银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。人眼所见到的白色或其他颜色同物体本身的固有色、光源的色温、物体的反射或透射特性、人眼的视觉感应等诸多因素有关(请参阅《色彩学原理》),举个简单的例子,当有色光照射到消色物体时,物体反射光颜色与入射光颜色相同,既红光照射下白色物体呈红色,两种以上有色光同时照射到消色物体上时,物体颜色呈加色法效应,如红光和绿光同时照射白色物体,该物体就呈黄色。当有色光照射到有色物体上时,物体的颜色呈减色法效应。如黄色物体在品红光照射下呈现红色,在青色光照射下呈现绿色,在蓝色光照射下呈现灰色或黑色。
白平衡是一个很抽象的概念,最通俗的理解就是让白色所成的像依然为白色,如果白是白,那其他景物的影像就会接近人眼的色彩视觉习惯。调整白平衡的过程叫做白平衡调整,白平衡调整在前期设备上一般有三种方式:预置白平衡、手动白平衡调整和自动跟踪白平衡调整。通常按照白平衡调整的程序,推动白平衡的调整开关,白平衡调整电路开始工作,自动完成调校工作,并记录调校结果。如果掌握了白平衡的工作原理,那么使用起来会更加有的放矢,得心应手。
白平衡是这样工作的白平衡选择
摄像机内部有三个CCD电子耦合元件,他们分别感受蓝色、绿色、红色的光线,在预置情况下这三个感光电路电子放大比例是相同的,为1:1:1的关系,白平衡的调整就是根据被调校的景物改变了这种比例关系。比如被调校景物的蓝、绿、红色光的比例关系是2:1:1(蓝光比例多,色温偏高),那么白平衡调整后的比例关系为1:2:2,调整后的电路放大比例中明显蓝的比例减少,增加了绿和红的比例,这样被调校景物通过白平衡调整电路到所拍摄的影像,蓝、绿、红的比例才会相同。也就是说如果被调校的白色偏一点蓝,那么白平衡调整就改变正常的比例关系减弱蓝电路的放大,同时增加绿和红的比例,使所成影像依然为白色。
换一个思路来考虑白平衡调整的问题,摄像机在白平衡调整容度之内不会“拒绝”放在镜头前面的被调校景物,就是说镜头可以对着任何景物来调整白平衡。大多情况下使用白色的调白板(卡)来调整白平衡,是因为白色调白板(卡)可最有效地反映环境的色温,其实很多时候某种环境下白板(卡)并不是白色,多多少少会偏一点蓝或其它的颜色,经验丰富的摄像也会利用蓝天来调白平衡,从而得到偏红黄色调的画面。搞清楚白平衡的工作原理之后,再使用的时候就会大胆地尝试不同的效果,丰富了摄像创作。
㈢ 白平衡是怎样测的
朋友:光 源 色温(K开尔文) 蜡 烛 2000 钨 丝 灯 2500-3200 碳 棒 灯 4000-5500 荧 光 灯 4500-6500 日光(平均) 5400 有云天气下的日光 6500-7000 阴天日光 12000-18000
可以进行白平衡调节!!
由于人眼对白色是否纯正最为敏感,不同的色温条件下:不论阴晴、晨昏、室内外、还是荧光灯或白炽灯下,人脑视觉中枢都可以进行自我调整,使所看到的白色物体颜色依旧。
数码相机 CCD感光元件没有人眼的适应性,不具有人脑自我调整的功能,由于CCD输出的不平衡性,对同一物体在不同色温光线下,彩色还原是不同的,造成摄像机彩色还原失真。于是在相机内设置了电子校正线路,以人脑视觉中枢感觉的纯正白色为基准,以光源的色温为尺度,通过自动或手动调整白平衡,对偏离真实的景物色彩进行补偿和改正,消除偏色,以贴近人的视觉标准,这就是数码相机白平衡的原理。为了使白平衡调整的操作更简单,数码相机都设置了自动、晴天、阴天、室内、室外、荧光灯模式和手动调整模式。
一句话,白平衡就是无论环境光线如何影响白色,数码相机仍然能还原“白色”一种功能。
影楼的许多用一张白纸进行测的!
㈣ LED电子显示屏的R'G'B亮度比例在多少可以达到正常白平衡
LED电子显示屏白平衡的R'G'B亮度比例就是3:6:1 只 是你通过光枪去测的时候,各颜色的 光通量摄取不同,才会有偏色的情况。
㈤ LED显示屏每平米IC的用量是多少求计算方法
LED电子显示屏的亮度计算方法电子显示屏的亮度计算方法电子显示屏的亮度计算方法电子显示屏的亮度计算方法 LED电子显示屏的亮度计算方法: 以全彩屏为例,通常红、绿、蓝白平衡配比为3:4:1 以P16(2R1GB)5000 CD/平方为例: 红色LED 灯亮度:亮度5000(CD)/M2÷点数/M2×0.3(白平衡配比占30%)÷2÷0.8(系统损耗度)=240CD 绿色LED 灯亮度:亮度5000(CD)/M2÷点数/M2×0.6(白平衡配比占60%)÷0.8=960 蓝色LED 灯亮度:亮度5000(CD)/M2÷点数/M2×0.1(白平衡配比占10%)÷0.8=160 (240*2+960+160)*0.8*3906/点数=5000CD/平方米 (1) 已知整屏亮度求单管亮度。 例如:每平米2500 点密度,2R1G1B,每平米亮度要求为5000 cd/m2,则: 红色LED 灯亮度为:5000÷2500×0.3÷2=0.3cd=300mcd 绿色LED 灯亮度为:5000÷2500×0.6=1.2cd=1200mcd 蓝色LED 灯亮度为:5000÷2500×0.1=0.2cd=200mcd 每像素点的亮度为:0.3×2+1.2+0.2=2.0 cd=2000mcd (2) 已知单管亮度求整屏亮度。 例如:以P31.25,日亚管为例。 HSM显示屏主要管芯规格 红 绿 HSM-PH-A+(日亚) 180-440mcd 1020-2400 mcd 因为白平衡配亮度配比 红:绿:蓝=3:6:1 ;又白平衡的配比以绿管亮度去配其它管。所以如下: 由红:绿=3:6 可知,绿管亮度是红管的2倍,即红管亮度为:2400(蓝)÷2=1200mcd又因为红、绿、蓝四个管中,红管有2个,所以,单个红管的亮度为:1200÷2=600mcd。 由绿:蓝=6:1可知,绿管亮度是蓝管的6倍,即蓝管亮度为:2400(蓝)÷6=400mcd 因1个发光像素=2红管+1绿管+1蓝管; 即一个像素的亮度=600(红)×2+2400(绿)+400(蓝)=3400mcd=3.4cd 每平方米亮度=1个发光像素的亮度×每平方米的像素密度(个数)=3.4cd×1024(像素个数)=3482cd。以光损20%计算,实际发光亮度应为:2785.28cd。
㈥ 请问LED显示屏的白平衡怎么计算谢谢~!
其工作原理就是利用液晶的物理特性:通电时排列变得有序,使光线容易通过;不通电时排列混乱,阻止光线通过,说简单点就是让液晶如闸门般地阻隔或让光线穿透。 LCD的好处有: 与CRT显示器相比,LCD的优点主要包括零辐射、低功耗、散热小、体积小、图像还原精确、字符显示锐利等。 选购LCD,有几个基本指针: 高亮度:亮度值愈高,画面自然更亮丽,不会朦胧雾雾。亮度的单位为cd/m2,也就是每平方公尺分之烛光。低阶的LCD亮度值,有低到150 cd/m2,而高阶的显示器,则可高达250cd/m2。 高对比:对比愈高,色彩更鲜艳饱和,且会显的立体。相反的,对比低,颜色显的贫瘠,影像也会变得平板。对比值的差别颇大,有低到100:1,也有高到600:1,甚至更高。 宽广的可视范围:可视范围简单的说,指的是在屏幕前画面可以看的清楚的范围。可视范围愈大,自然可以看的更轻松;愈小,只要观看者稍一变动观看位置,画面可能就会看不清楚了。可视范围的算法是从画面中间,至上、下、左、右四个方向画面清楚的角度范围。数值愈大,范围自然愈广,但四个方向的范围不一定对称。当上下、左右对称时,某些厂商会将两边的角度值相加,标示为水平:160°;垂直:160°;也可能分开标示为左/右:± 80°;上/下:± 80°。某些LCD机种的单一角度,甚至只有40°~50°. 快速讯号反应时间:讯号反应是指系统接收键盘或鼠标的指示后,经CPU计算处理,反应至显示器的时间。讯号反应对动画和鼠标移动非常重要,此现象一般而言,只发生在LCD液晶显示器上,CRT传统显像管显示器则无此问题。讯号反应时间愈快,作业处理自是愈方便。观察的方法是之一是将鼠标快速移动(亦即鼠标不断下指示给系统,系统则不断将讯号反应给显示器),在一般低阶的LCD显示器上,光标在快速移动时,过程中会消失不见,直到鼠标定位,不再移动后一小段时间,才会再度出现;而在一般速度动作时,移动过程亦会清楚的看到鼠标移动痕迹。而VE500的超快讯号反应时间快达16ms(毫秒),则让光标移动无时差,移动过程清楚易见,不带来作业困扰。
LED 发光二极管特征.
LED须采用超高亮发光材料,亮高度(UHB)是指发光强度达到或超过100mcd的LED,又称坎德拉(cd)级LED。高亮度A1GaInP和InGaN LED的研制进展十分迅速,现已达到常规材料GaA1As、GaAsP、GaP不可能达到的性能水平。1991年日本东芝公司和美国HP公司研制成 InGaA1P 620nm橙色超高亮度LED,1992年InGaA1p590nm黄色超高亮度LED实用化。同年,东芝公司研制InGaA1P 573nm黄绿色超高亮度LED,法向光强达2cd。1994年日本日亚公司研制成InGaN 450nm蓝(绿)色超高亮度LED。至此,彩色显示所需的三基色红、绿、蓝以及橙、黄多种颜色的LED都达到了坎德拉级的发光强度,实现了超高亮度化、全色化,使发光管的户外全色显示成为现实。发光亮度已高于1000mcd,可满足室外全天候、全色显示的需要,用LED彩色大屏幕可以表现天空和海洋,实现三维动画。新一代红绿、蓝超高亮度LED 达到了前所未有的性能。
室外屏象素目前均由红/绿/兰三种基色的若干个单管LED构成,常用成品有象素筒和象素模组两种结构。象素尺寸多为12-26毫米,象素组成:单色以2R/3R/4R、伪彩以1R2YG/1R3YG/1R4YG、真彩以2R1G1B等组成形式居多。
室外屏系统方案设计原则(内容不做叙述)
△结构设计原则
△亮度与配色依据
△可靠性设计原则
△安全性设计原则
△易管理及可操作性设计原则
屏体安装方式
△墙挂式:即显示屏背靠墙面,并固定在墙面上。此方式为常见方式,而且校易实现。
△坐立式:即显示屏坐立在平台上。此方式最易实现,在条件许可的场合应优先采用这种安装方式。
△镶嵌式:即显示屏镶嵌在一个墙框内。此方式不多见,如果墙面凹陷深度不够,须考虑其维护性。
△侧挂式:即显示屏两侧受力,侧挂在两建筑物或立柱之间。此方式常用于空旷场地的屏体悬挂,两立柱依据屏体的悬挂要求搭建。
显示控制系统
大成显示控制系统由采集/发送子系统和接收/灰度处理子系统两部份组成,其前端为计算机的VGA特征输出接口或带有数字化分量输出的多媒体卡,传输由超五类双绞线实现,后端为电子显示屏显示单元。采集/发送子系统以每秒不少于60幅的帧频采集24 Bits真彩色信号,并以双存贮器交替工作的方式平稳地写入到自带的显示缓存中,在中心处理单元的控制下完成灰度的权值变换,通过LVDS差分至超五类双绞线通道上。超五类双绞线实现采集/发送子系统与接收/灰度处理子系统之间的连接,完成信号的传输。在不带中继的情况下,最长传输距离可达300米。
灰度实现描述
大成接收/灰度处理子系统自超五类双绞线上接收24 Bits真彩色信号,权值分别为20、21、22、存23、24、25、26、27,每个基色有八个权值分量,通过CPLD控制从而实现256级灰度控制信号。在视频接收电路、储电路、高速度写电路、显示屏控制扫描电路中都进行了抗干扰处理,且有150Hz的显示屏刷新频率,因而具有极强的稳定性与实时性,保证真正24位真彩效果。
红绿兰三种基色各256级灰度的不同组合能产生的颜色数为:256×256×256 = 16777216种颜色(即16M色)
非线性γ校正
视频信号是为满足电视机的发光特性和电特性而设计的,它可以在电视上或显示器上播放。如果对电视信号不作校正,就会产生严重的色彩失真。因此我们对输入的视频信号前端须进行非线性γ校正,校正后的色度空间会有了明显改善。对应于LED大屏幕,物理亮度与灰度值成正比,如不作校正,明显不能满足色彩还原的要求,具体在显示效果上就是:低级灰度跳变很大,而高级灰度又分不清楚。众所周知,人眼对光强的感受是非线性的,弱光时,光强增加一倍,人眼感觉到的增强多于一倍;强光时,光强增加一倍,人眼感觉到的增强不足一倍,因此需要把灰度做非线性变换,使低灰度时时间距小,高灰度时时间距大。所以为保证LED大屏幕色彩完整还原,必须进行反伽玛校正,经过校正以后,使它的特性与CRT相近。我们可以明显看出,经灰度校正后的显示画面会显得纹理清晰,层次感强,亮度柔和,明暗过渡平缓。
真彩屏白平衡、色偏差及色彩丰富性的技术保证
白平衡是指当每种基色都达到最高一级的亮度时,在一定的距离以外视觉上呈现出色温为6500K的白色色偏差是指LED发光管尤其是红色发光管的亮度随温度变化而改变的一种现象。色偏差的存在,说明了一个在特定温度下生产调试达到白平衡的显示屏,随着工作温度的变化会失去平衡,或者由于屏内的温度分布不均匀使得整个显示屏播放一段时间后会呈现"花脸"现象。本公司针对真彩显示屏的色偏差而引起的问题,有一套全面的解决方案它能有效地保证真彩显示屏的色彩丰富性和一致性。
智能监控与保护系统
智能监控系统由各类传感器、监测系统和控制计算机构成,用于监测显示屏工作环境参数,适时控制相关保护系统,确保显示屏正常工作,性能参数不发生校大的偏移。保护系统包括:散热系统、防水系统、配电系统避雷系统等。
控制软件
显示屏系统的正常运行,须有相关软件的支持。我公司软件设计师通过精心编制、组合,创建了一套功能强大、操作简便的软件配置系统。在该套软件系统中,根据软件作用的不同,我们把它们划归为两类:一类为显示控制软件,主要完成文字、动画和视频图像的播放与切换控制,它们是显示屏工作的基本软件;另一类为内容编辑软件主要用于创意制作和图文编辑,它们可使显示屏的显示内容得到不断更新和变换。
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一、LED显示屏组成材料
1、 LED与LED显示屏
LED 的发光颜色和发光效率与制作 LED 的材料和工艺有关 , 目前广泛使用的有红、绿、蓝(R、G、B)三种。由于 LED 工作电压低(仅 1.5-3V ),能主动发光且有一定亮度 , 亮度又能用电压(或电流)调节,本身又耐冲击、抗振动、寿命长( 10 万小时), 所以在大型的显示设备中,目前尚无其他的显示方式与 LED 显示方式匹敌。把红色和绿色的 LED 放在一起作为一个象素制作的显示屏叫双色屏或彩色屏 ; 把红、绿、蓝三种 LED 管放在一起作为一个象素的显示屏叫三色屏或全彩屏。 制作室内 LED显示屏的象素尺寸一般是 2-10 毫米, 常常采用把几种能产生不同基色的 LED 管芯封装成一体, 室外 LED显示屏的象素尺寸多为 12-26 毫米,每个象素由若干个各种单色 LED 组成 , 常见的成品称象素筒,双色象素筒一般由 3 红 2 绿组成,三色象素筒用 2 红 1 绿 1 兰组成。无论用 LED 制作单色、双色或三色屏, 欲显示图象需要构成象素的每个 LED 的发光亮度都必须能调节,其调节的精细程度就是显示屏的灰度等级。灰度等级越高, 显示的图像就越细腻,色彩也越丰富,相应的显示控制系统也越复杂。一般 256 级灰度的图像,颜色过渡已十分柔和,而 16 级灰度的彩色图像,颜色过渡界线十分明显。所以,彩色 LED显示屏当前都要求做成 256 级灰度的。
2、 应用于显示屏的 LED 发光材料有以下几种形式:
① LED 发光灯(或称单灯) 一般由单个 LED 晶片,反光碗,金属阳极,金属阴极构成,外包具有透光聚光能力的环氧树脂外壳。可用一个或多个(不同颜色的)单灯构成一个基本像素,由于亮度高, 多用于户外显示屏。
② LED 点阵模块 由若干晶片构成发光矩阵 , 用环氧树脂封装于塑料壳内。适合行列扫描驱动,容易构成高密度的显示屏,多用于户内显示屏。
③ 贴片式 LED 发光灯( 或称 SMD LED) 就是 LED 发光灯的贴焊形式的封装,可用于户内全彩色显示屏,可实现单点维护,有效克服马赛克现象。
二、LED显示屏分类
1 LED 显示屏分类多种多样,大体按照如下几种方式分类:
(1)按使用环境分为户内 , 户外及半户外
户内屏面积一般从不到 1 平米到十几平米 , 点密度较高, 在非阳光直射或灯光照明环境使用,观看距离在几米以外,屏体不具备密封防水能力。户外屏面积一般从几平米到几十甚至上百平米,点密度较稀 ( 多为 1000-4000 点每平米 ), 发光亮度在 3000-6000cd/ 平米 ( 朝向不同,亮度要求不同 ) , 可在阳光直射条件下使用,观看距离在几 十米 以外,屏体具有良好的防风抗雨及防雷能力。半户外屏介于户外及户内两者之间 , 具有较高的发光亮度 , 可在非阳光直射户外下使用,屏体有一定的密封,一般在屋檐下或橱窗内。
(2) 按颜色分为单色,双基色,三基色( 全彩 )
单色是指显示屏只有一种颜色的发光材料,多为单红色, 在某些特殊场合也可用黄绿色 ( 例如殡仪馆 ) 。双基色屏一般由红色和黄绿色发光材料构成。三基色屏分为全彩色 (full color), 由红色,黄绿色 ( 波长 570nm) , 蓝色构成及真彩色 (nature color), 由红色,纯绿色 ( 波长 525nm), 蓝色构成。
(3) 按控制或使用方式分同步和异步
同步方式是指 LED 显示屏的工作方式基本等同于电脑的监视器, 它以至少 30 场 / 秒的更新速率点点对应地实监视器上的图时映射电脑像 , 通常具有多灰度的颜色显示能力,可达到多媒体的宣传广告效果。异步方式是指 LED显示屏具有存储及自动播放的能力,在 PC 机上编辑好的文字及无灰度图片通过串口或其他网络接口传入 LED显示屏 , 然后由 LED显示屏脱机自动播放,一般没有多灰度显示能力,主要用于显示文字信息,可以多屏联网。
(4) 按像素密度或像素直径划分
由于户内屏采用的LED点阵模块规格比较统一所以通常按照模块的像素直径划分主要有: ∮ 3.0mm 60000 像素 / 平米 ∮ 3.75mm 44000 像素 / 平米 ∮ 5.0mm 17000 像素 / 平米 户外屏的像素直径及像素间距目前没有十分统一的标准,按每平米像素数量大约有 1024 点, 1600 点 ,2000 点 ,2500 点 ,4096 点等多种规格。
(5)按显示性能可分为
视频显示屏:一般为全彩色显示屏
文本显示屏:一般为单基色显示屏
图文显示屏:一般为双基色显示屏
行情显示屏:一般为数码管或单基色显示屏;
三、LED显示屏特点
全面了解LED显示屏特点,是为了选择高性价比LED显示屏,与其它大屏幕终端显示器相比,LED显示屏主要有以下特点。
亮度高:色彩丰富鲜艳,户外显示屏的亮度大于8000mcd/m2,是目前唯一能够在户外全天候使用的大型;
寿命长:LED寿命长达100,000小时(十年)以上;
视角大:室内视角可大于160度,户外视角可大于120度;
结构模块化:屏幕面积可大可小,小至不到一平米,大则可达几百、上千平米;易与计算机接口,支持软件丰富,操作方便灵活,画面清晰稳定。
显示屏联网:利用一台微机可以同时控制多个显示屏显示不同的内容,显示屏也可脱机工作。既可以显示文字又可以显示图形图像,字体字型变化丰富。
注:常见大型显示终端对比
屏幕类型
优点
缺点
电视墙
全彩色、面积大
画面有分隔感、亮度低不能在户外用、色差大、造价高
PDP
全彩色、画面细腻
面积不大、亮度低、寿命短
投影机
全彩色、画面细腻
亮度低不能在户外用、画面受光不均。
四、基本概念
LED:Light Emitting Diode(发光二极管)的缩写。
单点直径(Single dot diameter)指一个像素点的直径,单位通常为mm。象素(PIXEL):指每单个或多个发光管组成的发光点。是画面上可以被独立控制的最小单元 PIXEL是picture element的缩写,在三基色显示屏上,象素由三部分组成:红,绿,篮,每 一部分由一个或几个LED组成,理论上,分别调节红,绿,蓝的亮度,可以表现出任意颜色。
间距(PITCH)相邻象素的中心距离。间距越小,可视距离越短。
分辨率(Resolution)
通常用于数字显示设备,表示总的象素数量,一般写成宽X高的形式,如800X600。可视角度(Viewing Angle)
当观察者面对LED时可以看到LED的最大亮度,当观察者向左或右移动时,看到的亮度会减少,当亮度减到最大亮度的一半时,此时所处的角度加上向反方向移动得到的角度之和,称水平可视角度,垂直可视角度用同样方式测量。LED的视角厂家会给出参数。
亮度(Brightness)
亮度在任何显示设备中都是最重要的参数。亮度的主单位叫烛光(candela),用CD表示,单个LED的亮度通常用millicandelas,MCD,即千分之一CD,把一个平方米的LED亮度加在一起,就得到单位面积亮度,用尼特(NITS)表示,1 NITS=1 CD/m2。
红绿蓝三色的亮度必须平衡才能准确的还原真实色彩,换句话说,LED的白色必须是白色,而不是粉红色。如果红绿蓝都处于最高亮度,混合出的色彩通常不是白色,为了得到白色(通常称为6500K色温),红绿蓝中须有一个或两个的亮度调低,为了获取正确的白色,必须反复测量调整亮度,这个过程称白平衡。
可视距离(Viewing Distance)
对于各种显示器件来说,最佳的观察距离应该是人眼无法分辨出象素的最小距离,,这个距离大约是点间距的3400倍。电视和电脑的观测距离通常要小于这个要求,但可接受的距离不能小于点间距的1700倍。
灰度等级(Grey Levels)
也称色彩深度,指不同亮度的数量,红绿蓝有各自的灰度,在全彩色系统中一般是256级灰度,可以产生256X256X256=16,777,216种颜色,在PC中称为24位色,在LED显示系统中称为8位系统。LED显示屏能表现的色彩数量取决于RGB三色的灰度等级,在标准的全彩显示屏中为256级灰度,对于体育场馆的LED全彩系统,256灰度是不够的,无法准确的恢复还原色彩。
刷新率(Refresh Rate)
显示屏画面更新的速率,通常用赫兹表示(Hz)。与帧频是不同的。
帧频(Frame Rate)
显示屏每秒显示的图像帧的数量,通常取决于输入的信号(25 fps for PAL, 30 fps for NTSC)
场频(Field)
PAL和NTSC的一半帧,因为PAL和NTSC是隔行扫描,每次刷新只显示半帧图像。
高级概念
纯绿(Pure green)和真绿(true green)过去30年,各种颜色LED被相继开发出来,首先是红色,黄色,黄绿色,蓝色LED和纯绿LED在90年代相继被日亚工程师发明。至此,制造LED全彩色显示屏成为可能。播放视频的LED显示屏必须用纯绿,如果用黄绿来做,颜色肯定不真实,如果一个象素里绿管的数量很多,比红管和蓝管的数量多,那肯定是黄绿管,因为黄绿的亮度不够,必须用多个,但黄绿LED价格低廉。该种显示屏俗称伪彩屏。
GAMMA矫正(gamma correction)
这是一种通过变换函数来减少灰度数量,从而产生一个更接近真实环境的色彩和对比度,全彩屏实际表现的颜色受到很多限制,当夜晚时,必须降低屏体亮度,此时能够显示的色彩就会减少,因此,数字RGB显示的色彩肯定少于16M色,为了解决这个问题,需要更高层次的灰度,1Bill色的系统(红绿蓝各1024级色)可以表现更真实的色彩,因为从256级灰度扩大到1024级,极大的丰富了可表现的色彩数目。
虚拟象素技术(Virtual Resolution)
也称共享象素或动态象素,将4倍于物理象素的象素快速的按奇偶列和奇偶行分4次送到物理象素上显示,其效果相当于将间距缩小一半,其成本与传统做法基本相比,基本没增加,但可以做到原来4倍的分辨率。
一致性(Uniformity)
整个画面的质量很大程度上取决于LED的一致性。一致性的问题是LED固有的问题,当LED生产时。他们的亮度,视角,还有其它的特性实际上都不统一,这些参数分布在某一范围,制造商工艺控制的越好,这个范围越小,选用优质厂商提供的LED可以减少调试的工作量,人眼对颜色和亮度的敏感度相当高,对于LED之间的差别很容易察觉,特别在高亮的显示系统中,这种差别更大,设计者必须采用各种技术来消除这种差别,增加一致性。
色差(Colour Shift)
LED显示屏由红绿蓝三色组合来产生各种颜色,但这三种颜色由不同材料做成,视角是有差异的,不同LED的光谱分布都是变化的,这些能被观测的差异称为色差。当偏过一定角度观察LED时,其颜色发生改变,人眼判断真实画面的色彩的能力(比如电影画面)比观测计算机产生的画面要好。
单元板规格(Cell board size)
指单元板的尺寸,通常用单元板长乘以宽的表达式表示,以毫米为单位。(48×244)
单元板的分辨率(Cell board pixels):
指一块单元板有多少个像素,通常用单元板像素的行数乘以列数的表达式表示。(如:64×32)
像素密度(Lattice density)
也称点阵密度,通常指每平方米显示屏上的像素个数。
每平方米最大的功耗(Consumption per sqm)
每平方米每小时的最大耗电量,通常是指显示屏全白色工作情况下的耗电量。因为在电源设计上我们采用了增容设计,所以在显示屏满负荷情况下,也不会达到电源的最大功率,对显示屏起到了很好的保护作用。
重量(Kg)
通常指每平方米屏体的重量(含电源、边框等),但不包括框架的重量。
通讯距离(Communication distance)
操作平台(电脑)与屏幕之间的距离。通常8芯网线传输不大于130米,光纤传输在500米—1300米。
支持模式(Support mode)
VGA的英文全称是Video Graphic Array,即显示绘图阵列,通常说的显卡接口。VGA支持在640X480的较高分辨率下同时显示16种色彩或256种灰度,同时在320X240分辨率下可以同时显示256种颜色. 肉眼对颜色的敏感远大于分辨率,所以即使分辨率较低图像依然生动鲜明。VGA由于良好的性能迅速开始流行,厂商们纷纷在VGA基础上加以扩充,如将显存提高至1M并使其支持更高分辨率如800X600或1024X768,这些扩充的模式就称之为VESA(Video Electronics Standards Association,视频电子标准协会)的Super VGA模式,简称SVGA,现在的显卡和显示器都支持SVGA模式。不管是VGA还是SVGA,使用的连线都是15针的梯形插头,传输模拟信号。
五、显示屏大小的计算方式。
1.室内显示屏的计算方式。
(1)给出屏的具体数据(长、宽,面积)。
a.例子:所做屏的规格是Φ5(指像素的直径)屏,屏长5.8米,宽2.6米。
b.首先,清楚Φ5屏的技术参数单元板规格为488×244mm,单元板分辨率64×32
c.计算所用单元板的块数。 屏长或宽用的板数=预做屏长或宽÷单元板的长或宽
屏长用的板数:5.8米×1000÷488=11.89≈12
屏宽用的板数:2.6米×1000÷244=10.65≈11
d.计算实际的屏的大小。
实际屏长或宽用=单元板的长或宽×屏长或宽用的块数
实际屏长:488×12=5856mm 即5.856米
实际屏宽:244×11=2684mm 即2.684米
e.屏的面积:5.856×2.684=15.72(平方米)
注:通常清况屏体外边框尺寸在屏体尺寸基础上每边各加5-10cm。
f.屏的分辨率=屏用的板数×单元板的解板度
屏的分辨率=(12×64)×(11×32)
(2)只给出屏的面积,没有长宽。
a. 例子:做一个面积为9㎡的屏,屏的规格是Φ5(指像素的直径)。
b. 如果只给出了面积,长宽我们要自己算。可以按长、宽4:3或16:9的比例去算。这样画面效果好。(这里以4:3为例)
c. 理论屏屏长为:长=(面积÷12)的平方根×4
宽=(面积÷12)的平方根×3
即:长=3.46m
宽=2.60m
d. 长宽已经求出来了,下边的计算见(1)中的例子。
2.室外显示屏的计算方式。
(1)给出屏的具体数据(长、宽,面积)。
a.例子:要做P20的户外全彩屏长约10米,宽约6米
b.首先清楚,单元箱体的规格 (箱体长宽) 为1280×960mm,分辨率为64×48
c.计算箱体的个数。
屏长或宽用的箱数=预做屏长或宽÷单元箱的长或宽
屏长用的箱体数:10米×1000÷1280=7.8123≈8
屏宽用的箱体数:6米×1000÷960=6.25≈6
d. 计算实际的屏的大小。
实际屏长或宽用=箱体的(规格)长或宽×屏长或宽用的箱体个数
实际屏长:1280×8=10240mm 即10.24米
实际屏宽:960×6=5760mm 即5.76米
e. 屏的面积:10.24×5.76=158.9824≈158.98(平方米)
f. 屏的分辨率=箱体的分辨率长宽×箱体的长宽个箱=(64×10)×(48×6)
(2)只给出屏的面积,没有长宽。
a.例子:如果做一个P20的户外全彩屏面积大约为50平方米。
b. 如果只给出了面积,长宽我们要自己算。可以按长、宽4:3或16:9的比例去算。这样画面效果好。(这里以4:3为例)
c. 理论屏屏长为:长=(面积÷12)的平方根×4
宽=(面积÷12)的平方根×3
即:长=8.16m
宽=6.12m
d.大概长宽以求出,接下来的计算参考例(1)。
六、显示屏的亮度计算方法
以全彩屏为例,通常红、绿、蓝白平衡配比为3:4:1
红色LED 灯亮度:亮度(CD)/M2÷点数/M2×0.3(白平衡配比占30%)÷2
绿色LED 灯亮度:亮度(CD)/M2÷点数/M2×0.6(白平衡配比占60%)
蓝色LED 灯亮度:亮度(CD)/M2÷点数/M2×0.1(白平衡配比占10%)
(1) 已知整屏亮度求单管亮度。
例如:每平米2500 点密度,2R1G1B,每平米亮度要求为5000 cd/m2,则:
红色LED 灯亮度为:5000÷2500×0.3÷2=0.3cd=300mcd
绿色LED 灯亮度为:5000÷2500×0.6=1.2cd=1200mcd
蓝色LED 灯亮度为:5000÷2500×0.1=0.2cd=200mcd
每像素点的亮度为:0.3×2+1.2+0.2=2.0 cd=2000mcd
(2) 已知单管亮度求整屏亮度。
例如:以P31.25,日亚管为例。
HSM显示屏主要管芯规格
红
绿
HSM-PH-A+(日亚)
180-440mcd
1020-2400 mcd
因为白平衡配亮度配比 红:绿:蓝=3:6:1 ;又白平衡的配比以绿管亮度去配其它管。所以如下:
由红:绿=3:6 可知,绿管亮度是红管的2倍,即红管亮度为:2400(蓝)÷2=1200mcd又因为红、绿、蓝四个管中,红管有2个,所以,单个红管的亮度为:1200÷2=600mcd。由绿:蓝=6:1可知,绿管亮度是蓝管的6倍,即蓝管亮度为:2400(蓝)÷6=400mcd因,1个发光像素=2红管+1绿管+1蓝管;。即一个像素的亮度=600(红)×2+2400(绿)+400(蓝)=3400mcd=3.4cd每平方米亮度=1个发光像素的亮度×每平方米的像素密度(个数)=3.4cd×1024(像素个数)=3482cd。以光损20%计算,实际发光亮度应为:2785.28cd。
补充知识:
控制 LED 亮度的方法:
有两种控制 LED 亮度的方法。一种是改变流过 LED 的电流,一般 LED 管允许连续工作电流在 20 毫安左右,除了红色 LED 有饱和现象外, 其他 LED 亮度基本上与流过的电流成比例;另一种方法是利用人眼的视觉惰性,用脉宽调制方法来实现灰度控制, 也就是周期性改变光脉冲宽度(即占空比),只要这个重复点亮的周期足够短(即刷新频率足够高), 人眼是感觉不到发光象素在抖动。由于脉宽调制更适合于数字控制, 所以在普遍采用微机来提供 LED 显示内容的今天,几乎所有的 LED显示屏都是采用脉宽调制来控制灰度等级的。 LED 的控制系统通是扫描板上集中控制各象素点灰度, 扫描板将来自控制箱的各行象素的亮度值进行分解(即脉宽调制),然后将各行LED的开通信号以脉冲形式(点亮为 1 ,不亮为 0 )按行用串行方式传输到相应的 LED 上,控制其是否点亮。这种方式使用器件较少,但串行传输的数据量较大,因为在一个重复点亮的周期内,每个象素在 16 级灰度下需要 16 个脉冲,在 256 级灰度下需要 256 个脉冲,由于器件工作频率限制, 一般只能使 LED显示屏做到 16 级灰度。另一种方法是扫描板串行传输的内容不是每个 LED 的开关信号而是一个 8位二进制的亮度值。每个 LED 都有一个自己的脉宽调制器来控制点亮时间。这样,在一个重复点亮的周期内,每个象素点在 16 级灰度下只需要 4个脉冲, 256 级灰度下只需 8 个脉冲,大大降低了串行传输频率。用这种分散控制 LED 灰度的方法可以很方便地实现 256 级灰度控制。常由主控箱、扫描板和显控装置三大部分组成。 主控箱从计算机的显示卡中获取一屏象素的各色亮度数据,然后重新分配给若干块扫描板, 每块扫描板负责控制 LED显示屏上的若干行(列),而每一行(列)上 LED 的显控信号则用串行的方式传送。目前有两种串行传送显示控制信号的方式:一种
七、LED显示屏常用安装方式
(1)安装方式 (显示屏安装结构简图)
a落地式
b镶嵌式
c悬挂式
d支撑式
e支柱式
f壁挂式
以上为目前显示屏安装中最常用的七种安装方式,对于室内显示屏一般采用 a 、 b 、 c 、 d 四种安装方式,户外显示屏以上方式均可采用。
(2)外框结构及外装饰
外框结构在设计上是由显示屏的安装要求和显示面积大小以及周围环境颜色而定, 在保证有足够的安装强度的前提下,尽量减少显示屏的安装重量。
对于室内显示屏外框通常有三种做法:黑色铝合金、铝合金外包不锈钢(亚光、亮光)和扳金一体化。
◇ 黑色铝合金外框结构简单,外框颜色接近显示屏底色。
◇ 铝合金外包不锈钢框架,采用拉丝不锈钢,美观、大方。
◇ 扳金一体化结构,其颜色为索尼灰,容易被视觉接收。另外在整体结构方面比较紧凑,没有缝隙。其缺点是对显示屏的面积大小有要求。
对于户外显示屏为保证有足够的安装强度,其外框均为钢结构, 外装饰通常根据现场情况以及客户要求选用,通常采用外包铝塑板。其优点如下:
◇ 铝塑板颜色多样、品种丰富,可以根据不同要求选购;
◇ 铝塑板表面质量高,粗糙度小;
◇ 铝塑板可以实现胶缝拼接,表面可以等距离布置线条,合乎美观要求;
八、LED显示屏的控制系统
LED控制系统分类与LED显示屏分类相对应,主要是以显示性能和显示色彩来分。根据屏的大小及客户要求可采用异步控制或者同步控制。
(a )异步RS232 通讯方式控制(计算机串口)说明: 异步控制是接收并存储由 PC 机上编辑好的文字和没有灰度的图形(PC 机通过串口发送数据给异步控制卡)再通过异步控制卡控制显示屏的显示,而且屏关电后,所要显示的内容存储在控制卡上存储器里面,屏开电后,异步控制卡上的 CPU 从卡上的内存读取内容再控制 LED显示屏的显示 。
异步控制优点
实现的是脱机和存贮信息的功能, PC 机只起到修改 LED 显示屏内容的功能,显示的功能由异步控制实现,这样的好处是一台 PC 机可以控制多个显示屏,所以可以实现多屏联网使用。
异步控制的缺点
异步控制卡无法实现播放动画,图象的功能,而且控制卡存储的内容受控制卡内存的限制,只能存储几十幅内容,另外异步控制卡控制的屏面积有限Φ 5--- 控制在 7 平米以内, Φ 3.75---- 控制在 2.8 平米以内,超过控制范围的只能上同步控制。注:单个显示屏通讯距离超过 100 米 或 2 个以上显示屏联网使用需要加转换器( 232 转 422 转换器 200 元)
(b)同步256 级灰度控制说明:同步控制是将 PC 机显示卡的信号实时传送到 LED 显示屏上 ,LED 显示屏和电脑显示器是同步显示的(所见即所得), 同步控制包括一块 DVI 显示卡,一块数据采集发送卡,一块数据接收卡(注:超过 512 点要用 2 块接收卡)
同步控制优点
能够实现播放动画,图象的功能,灰度等级输出可达到 256 级(对于单色屏就是 256 种颜色,对于双色屏就是可显示红256 色× 绿 256= 65536 种颜色)( DVI 显示卡 + 256 级灰度控制卡,控制点数 1280 × 512 点,控制范围 Φ 5-- 长 9.76 米 , 高 3.9 米 ,Φ 3.7 5-- 长 6.1 米 , 高 2.448 米 )
注:如何知道在可控范围之内LED显示屏可以做多大面积?
可控制长度=控制卡点数(长)×点间距
可控制宽度=控制卡点数(宽)×点间距
可控制范围=可控制长度×可控制宽度