大屏幕投影融合系统解决方案.docx

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大屏幕投影融合系统解决方案

10Mx3M大屏幕投影融合系统解决方案

上海交大慧谷信息产业股份有限公司

一、

系统概述

追求亮丽的超大画面、纯真的色彩、高分辨率的显示效果，历来是人们对视觉感受的一种潜在要求。

大到指挥监控中心、网管中心的建立，小到视频会议、学术报告、技术讲座和多功能会议的进行，对大画面、多色彩、高亮度、高分辨率显示效果的渴望越来越强烈。

随着投影显示技术的不断发展与创新，以及人们欣赏水平的严格要求,超大画面、超高亮度、以及更高分辨率显示便成为显示系统的迫切需求。

没有任何割裂感觉的整幅画面总是带给人们完美的视觉享受，靓丽的画面更是带来美妙的视觉冲击，更高的分辨率在提高清晰度的同时，使人们感受到细微显示的魅力，投影距离的减少，大大提高了空间利用率，减少了使用成本。

然而传统的电视墙、投影硬拼接屏和箱体拼接墙等很难满足人们在这方面的要求。

最近迅速崛起的大屏幕数字化边缘融合投影显示技术，正在逐步成为适应这一需求的有效途径。

通过边缘融合大屏幕投影显示技术，可以实现完美的大画面、高亮度、高分辨率的显示效果。

本系统设计方案的可行性和良好的效果，能完全满足或超过用户的需求，重要的是所选设备及系统的技术是目前最先进、最成熟、最可靠的，并且使用方便易操作，可以充分满足用户现在及将来发展的信息显示的需求。

二、边缘融合显示系统介绍

1、边缘融合技术简介

边缘融合技术就是将一组投影机投射出的画面进行边缘重叠，并通过融合消影技术显示出一个没有缝隙更加明亮、超大、高分辨率的整幅画面，画面的效果如同一台投影机投射的画质。

当两台或多台投影机组合投射一幅画面时，会有一部分影像灯光重叠，边缘融合技术最主要的功能就是把两台投影机重叠部分的灯光亮度逐渐调低，使整幅画面的亮度一致。

多通道大屏幕投影技术经历了三个发展阶段：

硬边拼接、重叠拼接和边缘融合拼接，下面以两台投影机组成的大屏幕投影系统为例予以说明。

✧硬边拼接（又称简单拼接）：

两台投影仪的边沿对齐，无重叠部分。

显示效果上表现为：

整幅画面被一道缝隙分割开。

如果投影仪边缘未做亮度增强处理，该接缝显示为黑色；如果投影仪边缘做了亮度增强处理，该接缝显示为白色。

硬边拼接

✧简单重叠：

两台投影仪的画面有部分重叠，但没有作羽化处理，因此重叠部分的亮度为整幅其余部分的2倍，在显示效果上表现为重叠部分为一高亮条带。

简单重叠

✧边缘融合：

与简单重叠方法相比，左投影仪的右边重叠部分的亮度线性衰减，右投影仪的左边重叠部分的亮度线性增加。

在显示效果上表现为整幅画面亮度完全一致，整幅画面完整如一。

边缘融合

2、采用边缘融合技术的大屏幕显示系统的优点

边缘融合的应用来源于模拟仿真/立体影院系统。

是适应人们追求亮丽的超大画面、纯真的色彩、高分辨率的显示效果的这一需求而产生的，它在增大画面、提高亮度、分辨率等方面有着十分明显的优势。

（1）增加图像尺寸以及画面的完整性

多台投影机拼接投射出来的画面一定比单台投影机投射出来的画面尺寸更大，鲜艳靓丽的画面，能带给人们不同凡响的视觉冲击。

另外，采用无缝边缘融合技术的大屏幕画面，保证了整幅画面的完美性和色彩的一致性。

（2）增加分辨率

每台投影机投射整幅图像的一部分，这样展现出的图像分辨率就被提高了。

比如：

一台投影机的物理分辨率是1024x768，三台投影机进行25%融合后，图像的分辨率就变成了2560x768。

分辨率的增加带来的是画面细腻度的增加，用户可以观看到更多的细节，不仅可以增强观看效果，在特殊的应用场合更可以提高用户的工作效率。

（3）组成具有超高分辨率的显示系统

利用带有多通道高分辨率输出的图像处理器和计算机，可以产生每通道为1600×1200像素的三个或更多通道的合成图像。

如果融合25%的像素，可以通过减去多余的交叠像素产生4000×1200分辨率的图像。

目前市场上还没有可在如此高的分辨率下操作的独立显示器。

其解决办法为使用投影机矩阵，每个投影机都以其最大分辨率运行，使用边缘融合技术组成具有超高分辨率的大屏幕显示系统。

（4）缩短投影距离

随着无缝融合技术的出现，投影距离的缩短变成必然。

比如，原来200英寸（4000x3000mm）的屏幕，如果要求没有物理和光学拼缝，我们将只能采用一台投影机，投影距离=镜头焦距x屏幕宽度，采用光角镜头1.2:

1，我们的投影距离也要4.8米，现在，我们采用了边缘融合技术，同样画面没有各种缝痕，我们的距离只需要2.4米。

这样就降低了对于大屏幕使用环境的条件限制，增加了大屏幕显示系统的适用性。

（5）特殊形状的屏幕上投射成像

在圆柱或球形的屏幕上投射画面，单台投影机就需要较远投影距离才可以覆盖整个屏幕，而且多数投影机无法做到画面的几何变形，造成画面在异形投影幕上的显示变形。

而多台投影机的组合不仅可以使投射画面变大投影距离缩短，而且可使弧弦距缩短到尽量小，对图像分辨率、明亮度和聚集效果来说是一个更好的选择。

另外边缘融合处理器具备对画面进行几何变形的能力，可以构建任意需要形状的画面并且使得画面无变形失真。

（6）增加画面层次感

采用边缘融合技术，画面的分辨率、亮度得到增强，同时配合高质量的投影屏幕，就可使得整个显示系统的画面层次感和表现力明显增强。

三、融合系统设计

1.设计原则

a）本方案按照客户需求，通过边缘融合技术，整体投射画面约达到11.0×3.0米（宽×高），每条融合带约为0.3米，相当于3块200英寸屏幕横向排列。

b）在融合后形成的单一逻辑屏可同时显示本地视频和采集信号。

c）根据本项目的应用，我们推荐用户选用低增益0.8-1.0、宽视角≥60°（半增益视角）的正投硬幕。

d）边缘融合处理：

由于使用多个投影画面拼接组合而成，要实现完整的无缝的画面，融合区域必须经过精确的边缘融合处理，处理精度必须以像素为单位。

处理的结果必须使融合区域的过渡自然，浑然一体。

e）多通道同步技术：

由于采用多个投影通道，如何确保各通道之间同步显示内容是一个非常关键的问题。

很多用户宁愿投巨资购买高级投影机，但是在多通道同步处理方面不够注意，出现画面撕裂、延迟和失真现象、造成项目失败，无法不到预期效果。

以虚拟仿真应用为例，在显示高速运动的画面时，需要达到微秒级的同步技术才能保证画面始终保持一个整体，没有撕裂、延迟和失真现象。

f）多通道色彩及亮度一致性：

每个通道所采用的投影仪虽然是同一品牌、同一规格，但是使用一段时间以后投影仪会出现不同程度的衰减现象，往往会出现各通道亮度或色彩不一致，但是不是每一位用户都有足够预算购买自带调节功能的专业高端投影仪，因此多通道融合处理器的色彩片匹配的性能显得尤其重要。

g）本方案系统拓扑图如下：

2.设计尺寸

幕的整体尺寸约为11.0×3.0米（宽×高），投影机镜头到幕的距离约为8.0米，投影示意图如下：

边缘融合带为0.3米，整体长10.4米，宽3米。

投影距离为8米

3.场地要求

此系统至少需配备4000W容量电源，配置良好接地。

投影机与地面水平，镜头位置尽量在投影幕水平位置中心，不可偏移太多距离。

投影机为吊顶安装，顶部承重100KG以上，并配置走线槽，设备保持良好通风。

四、设备选型

1、投影机选型

本项目用户已选定了科视DS+6556000流明单片DLP投影机。

分辨率为1400X1050了保证本项目的融合效果，我们希望本项目中使用的3台同一型号的投影机在亮度、色彩等显示效果上一致性要好，必须没有明显的差异。

CHRISTIE（科视） DS+655

投影技术

单片DLP

标称亮度（ANSI流明）

6500

标准分辨率（dpi）

原始的SXGA+1400x1050分辨率

对比度

可变，从1000:

1到7500:

1（最大开/关）

投影镜头

变焦镜头：

1.3-1.7:

1、1.7-2.5:

1、2.5-4.0:

1、4.0-7.0:

1

标称光亮度均匀值

90%

有效扫描频段

水平：

10-150kHz，垂直：

50-110Hz

灯泡寿命（小时）

1500小时（最大亮度）；2000小时<低功率模式>

重量（kg）

27.8lb（12.6kg）不包括镜头

长x宽x高（mm）

14.8Lx20.0Wx8.8H“（376x510x223mm）

2、图像融合处理器选型

由于本项目需采集2路VGA信号和4路VIDEO信号显示在大屏幕上，结合我司以往的工程案例，在此我们推荐MediaMasterE-Blengding和E-contronlling大屏幕图像融合处理器。

（1）MediaMasterE-Blending融合处理器

MediaMasterE-Blending融合处理器是为高端虚拟仿真显示系统开发的，提供连续的无延迟、无变形的超大画面。

MediaMaster融合处理器可广泛应用于各类平幕、环幕、球幕、折幕等多通道投影系统集成项目，利用多台LCD或DLP投影机，组成一个无缝、连续、亮度和色度均匀的投影图像。

无论多通道柱状环幕、CAVE系统还是球形屏幕；无论是虚拟现实仿真程序，还是数字电影、Office文档等windows程序，MediaMasterE-Blending融合处理器都能予以完美呈现。

MediaMasterE-Blending融合处理器采用了先进的边缘融合技术，普通的Windows应用程序无需处理即可直接使用多通道无缝投影系统。

MediaMasterE-Blending融合处理器的强大处理性能，信号处理达到几乎“零”延迟的性能，达到虚拟仿真的微秒级的同步控制，可以达到完美的显示效果。

MediaMasterE-Blending融合处理器主要功能如下：

1）边缘融合功能：

MediaMasterE-Blending融合处理器采用先进的数字滤波技术，通过精确的控制，消除了由将像素点映射到不同位置所引起的图像锯齿现象。

MediaMasterE-Blending融合处理器采用全方向数字式融合消影技术，允许用户对投影重合区的图像进行RGB独立的亮度控制以及伽玛校正，彻底消除亮带，获得最佳的图像融合效果。

2）曲面几何校正功能：

投影机在复杂曲面屏幕上投影的图像在曲面屏幕上拉伸之后会产生变形。

因此，为了使站在屏幕前任何位置的观察者能够看到不失真的图形，有必要对投影前的图像进行适当处理，使得投影机能够将图像的各像素投到其适当的位置。

MediaMasterE-Blending融合处理器具备强大的曲面几何校正（非线性变形）功能，可以在不增加图像更新延迟的基础上保证投影图像的质量，实现图像实时显示和控制，避免造成图像质量的损伤。

MediaMasterE-Blending融合处理器的曲面几何校正（非线性变形）功能，采用全数字采样图像重组技术，支持用户自定义投射曲面的实际形状，进行精确几何校正，使图像中的每个像素都能被投射到正确的位置，从而精确控制画面在复杂异形投影幕上没有变形的视觉效果。

3）强大的同步处理能力：

MediaMasterE-Blending融合处理器具有强大的同步处理能力，保证不同通道间的“零”延迟，播放同步度达到微秒级的虚拟仿真系统的要求，可以完全保证播放内容的精准同步。

4）色彩匹配：

MediaMasterE-Blending融合处理器采用全数字式色彩平衡技术、数字遮蔽技术对各通道间画面进行色彩匹配，各调色板独立的数字遮蔽技术弥补了不同投影机以及同一投影机不同投影区域之间的颜色差异。

采用遮蔽系统还可弥补曲面投影幕不同投影区的颜色变化，并可预处理并消除热点补偿等问题。

以上技术不仅可以保证整幅画面颜色统一，系统运行一段时间以后还可以调整因投影机色彩衰减度不一造成的颜色差异问题。

5）简单快速的安装调试

MediaMasterE-Blending融合处理器控制软件具有功能强大的图形化工作界面，可以对边缘融合的所有功能进行全面的控制。

能够主动生成屏幕定位网格，不需要外部“激光”打点，使得工程人员可以在极短的时间内完成整套显示系统的安装调试，缩短施工时间。

MediaMasterE-Blending融合处理器调试完毕后，在使用过程中无需任何调整，用户只要开机即可使用，方便用户使用。

主要技术参数表

MediaMasterE-Blending

非线性变形校正

100%

各边软边缘融合，曲线边插值计算

是

色彩非均匀性控制（像素着色）

是

XGA格式（1024×768）@60Hz

是

SXGA格式（1280×1024）@60Hz

是

SXGA+格式（1400×1050）@60Hz

是

HD1080p格式（1920×1080）@60Hz

是

基本应用

视频墙－热点校正

是

多个平面幕背投多图像融合

是

多个平面幕正投多图像融合

是

正轴柱幕多图像融合

是

偏轴柱幕多图像融合

是

球幕多图像融合

是

非球幕多图像融合

是

高端虚拟仿真

是

硬件配置

处理器

Intel双核处理器

系统内存

1GB

网络接口

10/100/1000Base-T

通讯接口

RS232

环境（温度／湿度）

-10~40摄氏度/　10-90%无冷凝

认证标准

CCCCE等

电源要求

输入电压／行频

AC　220~240V　50-60Hz

耗电量

最大600W

软件支持

操作系统

MicrosoftWindowsXPPRO

控制管理软件

MediaMaster校正融合控制软件

备注：

产品规格于设计如有变更，以产品说明书为准。

（2）MediaMasterE-Controlling图像处理器

MediaMasterE-Controlling图像处理器是以高可靠性、高性价比、易操作性、易扩展性为产品设计原则。

1）高可靠性

MediaMasterE-Controlling是纯硬件的大屏幕图像处理器，处理器中所有的硬件都是有国家CCC认证的产品，整个处理器经过严格的7天24小时的连续工作测试，并可在处理器中内置设备管理系统软件（选配），以监控整个系统的工作状态。

2）易操作性

MediaMasterE-Controlling图像处理器VGA/VIDEO采集开窗口的主要功能都是由处理器的硬件部件来完成，由于采用了全硬件处理，所以非常容易掌握和操作。

3）强大的二次开发功能

MediaMasterE-Controlling图像处理器具备强大的二次开发功能，并为用户提供开发工具及开发接口和相关函数

4）内置强大的图像处理软件

MediaMasterE-Controlling图像处理器内置视频矩阵数字视讯处理器、影像处理器和网络图像处理器与相关软件；

5）内置多种控制软件

MediaMasterE-Controlling图像处理器配有图形显示与控制软件、屏幕亮度控制软件、屏幕分辨率倍增软件及电源管理软件；

MediaMaster主要功能：

1）强大的信号处理功能

各种VGA、DVI、VIDEO信号和来自网络的计算机桌面和窗口等各种类型的图像信号可在高分辨率单一逻辑屏上以窗口方式任意大小、任意位置显示，并可以自由移动、任意缩放、任意叠加显示，投影机显示区域之间不再有边界阻隔。

支持任意位置、任意大小开窗、任意跨屏开窗、任意共屏、叠加开窗，各显示窗口可任意放大缩小，同时开窗数量取决于采集RGB与VIDEO的数量，支持全制式视频信号输入，兼容PAL\NTSC\SECAM制式。

灵活的控制功能

2）支持远程控制：

支持本地控制和远程控制。

提供网络访问和远程控制功能，任何与MediaMasterE-Controlling处理器联网的计算机都可以通过网络传输指令作为远程控制台或控制PC使用，利用它的键盘和鼠标就能够对投影墙进行实时远程控制，大大增强了系统控制的灵活性；

可以拼接显示基于Windows、UNIX、LINUX平台的应用程序。

多个操作者均可通过网络将他们各自的信息显示在大屏上；

3）优先级控制和权限控制：

系统提供完善的优先级和权限控制功能，对于不同级别的操作员，可以定义不同的操作权限；

4）预案功能：

支持强大的预案功能可方便的实现预案编制、保存、修改、删除，快速调用预案。

5）强大的外部设备控制功能：

任何与MediaMasterE-Controlling通过RS232端口连接的开发控制代码的设备都可以通过MediaMasterE-Controlling的串口发码程序进行控制，这种技术主要应用在矩阵的信号功换、投影机的开关机以及投影机的信号源选择上。

6）应用软件：

a、窗口风格设置：

可选择设置不同的窗口风格：

细边框、粗边框、有标题栏。

b、开窗参数设置：

用户操作员在控制计算机的显示器的模拟显示墙上拖动鼠标即可开出一个信号窗口，用户可设置以“任意位置开窗”或“以单元为单位”开窗。

“以单元为单位”开窗方式还可设定开窗的“起始单元”、“窗口大小”。

c、窗口比例设置：

用户操作员可以选择设定在开窗或调整窗口时，按16:

9或4:

3的比例，这样在用鼠标拖动窗口时，无论放大窗口或缩小窗口，窗口始终将按设定的比例进行调整，从而充分保证图像比例不发生变形。

同时，用户操作员可以选择是否使用“栅格”辅助定位工具，使用“栅格”辅助定位工具后，在模拟屏上将显示“栅格”（但这些“栅格”并不会在投影墙上真正显示出来），操作员可以方便、直观、准确的利用这些“栅格”来定位图橡窗口的位置。

同时，“栅格”的行、列数可以由操作员根据需要自行确定。

d、信号参数调整：

操作员能够利用信号参数调整窗体对RGB和视频信号进行亮度、对比度等参数的调节。

f：

预案设置与调用：

生成预案：

操作员将需要显示的图像在模拟屏示、并调整好相应位置后，可以将此种显示方案作为预案保存，下一次使用时只需调用该预案即可。

点击菜单栏中的“保存”即可保存预案。

执行预案：

操作员在“预案列表”中用鼠标双击某一预案名即可执行该预案。

或选择一个预案名后击鼠标右键，打开快捷菜单选择“执行此预案”。

设置预案执行时间：

操作员在预案列表中选择一个预案后击鼠标右键打开快捷菜单后选择“预案执行时间”即可设定该预案的执行时间。

也可以通过菜单中的“设置”项中的“预案运行时间设定”项设定预案执行时间。

g、MediaMaster大屏幕控制软件的部分界面

Video信号和RGB信号

通过Video卡和RGB卡配置后会在这两个区域内显示配置的通道

画面设置

点击通道的名称可以控制图像的参数，调节滑块进行亮度，对比度，饱和度，水平偏移，垂直偏移等操作。

位置

点击通道的名称可以控制图像的大小和窗口位置

辅助

可以指定图象拖动时粘附到网格,让显示区域使用服务器端桌面实际分辨率,预定显示区域的逻辑布局以及新建窗口自动使用逻辑布局

显示区域

服务器中的画面会按照比例缩放显示在这个区域内。

配合Video信号和RGB信号显示栏可以对画面进行添加和删除。

h、设备管理系统（选配）

●定时轮询所有终端,报告生死，并提供自动故障报警；

●定时轮询所有播出终端,回传当前模版、播出内容、播出状态；

●支持故障自动处理和人工处理

●电源监控（在控制中心通过网络遥控控制器、投影机的开关操作以及状态）；

●重要参数监控（在控制中心监看控制器的软件运行情况、版本、处理器温度等状态参数，监控投影机的亮度、对比度、色度、饱和度等信息）；

●显示画面监控：

通过网络将投影机上正在显示的图像回传给控制中心，便于查看目前的显示内容和模版布局。

所有设备和服务器的管理和监控均通过综合网络管理系统来实现。

综合网管通过SNMP、WMI以及日志管理等各种工具从硬件设备、服务器、操作系统及数据库里收集管理信息并进行监控管理。

可供管理的信息包括CPU利用率、内存利用率、端口流量、正常运行时间、磁盘空间信息、进程状态、设备开关机状态等等。

综合网络管理系统的一份副本将会在控制中心里的系统管理服务器上运行，为管理人员提供对下属所有相关设备进行管理的能力。

该管理工作站同时会将本地收集到的所有管理信息发送给更高一级的管理工作站进行统一管理。

主要技术参数表

MediaMasterE-Controlling

图形显示功能

输出通道数

3路

模拟输出分辨率（每通道）

640×480~1600×1200

数字输出分辨率（每通道）

640×480~1920×1200

色彩深度

16位/32位

OpenGL

支持

Direct3D

支持

Overlap边带生成

支持

输出信号

DVI-I/VGA

视频输入

输入

2路

支持制式

NTSC/PAL/SECAM

输入格式

BNC

最大输入速度

25fps（理论值）

最大输入分辨率

720×576

ＲＧＢ输入

输入

4路

输入类别

具有任何同步类型（合成，单独，绿色同步）的ＲＧＢ信号

输入格式

DVI-I/VGA

最大输入速度

30fps（理论值）

最大输入分辨率

1920×1200（数字）1600×1200（模拟）

硬件配置

处理器

Intel　奔腾至强四核服务器CPU

系统内存

2GB

存储驱动器

160GSATA

网络接口

Dual10/100/1000Base-T

通讯接口

RS232

环境（温度／湿度）

-10~40摄氏度/　10-90%无冷凝

认证标准

CCCCE等

电源要求

输入电压／行频

AC　220~240V　50-60Hz

耗电量

最大800W

软件支持

操作系统

MicrosoftWindowsXPPRO

控制管理软件

MediaMaster大屏幕控制软件

备注：

产品规格于设计如有变更，以产品说明书为准。

3．屏幕选型

为保证显示屏具有足够的视角与高水准的画面质量，本方案推荐采用专业正投影屏幕——宝视英·吉尔高清（H）系列工程屏幕，这款屏幕是专门为投影高端用户设计生产的正投硬幕，独有的复合光学涂层，使图像黑色度更高，色彩还原性更好，层次感丰富，画面清新自然、长时间观看无视觉疲劳感。

是一款绿色环保的高档屏幕。

特性：

●阻燃性

●无太阳效应

●超宽可视角

●增强黑色度、层次感和色彩饱和度

●适用于LCD、三片DLP投影机

技术指标

安装方式

增益

半增益角

参数

支持各种安装方式

0.9

≥75°

四、设备服务与保修

1．在保修期内，本公司对所供产品提供免费保修服务；

2．产品保修及售后服务内容如下：

1）MediaMasterE-Blengding和E-contronlling图像融合处理器保修壹年；

2）宝视·英吉尔正投硬幕保修壹年；

3）以下情况不在保修范围内：

a）因不正确操作、灾害（地震/火灾/水灾/雷击等）、电源不正常、撞击、破损（如：

摔落等）造成故障的情况下；

b）不经本公司维修人员检查而自行拆修造成损坏的；

c）对本机私自进行改造的。

五、系统主要设备清单及报价（含增值税）

单位：

RMB

序号

品名规格

数量

单位

单价

小计

3

宝视·英吉尔平面正投幕（11.0米宽×3.0米高）

33.0

M2

4

MediaMaster图像融合处理器

E-Blengding

1

台

70,000.00

70,000.00

E-Controlling