投影机融合文字方案.docx
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投影机融合文字方案
大屏融合方案
成都飞扬时代科技有限公司
2013年04月9日
一、前言
随着科技的不断发展，可视化技术的日新月异，大屏幕显示系统应用越来越广泛，成功应用到政府、军队、企事业单位等等各行各业。
人们对大屏幕显示的精度、清晰度、色彩还原度等技术指标的要求，也是越来越高，单个的大屏幕显示系统，有时候很难满足复杂环境的应用要求，因此，更高技术的显示系统，大屏幕拼接系统应运而生。
大屏幕拼接技术在提升整幅画面分辨率、整幅画面亮度，放大部分画面显示方面，都有着无可比拟的优越性。
传统大屏幕拼接系统是由多台投影机投射单独画面，物理拼接而成整体大画面，每个投影画面之间没有内容的重叠部分，即使采用整张无缝的屏幕，在视觉上也会感觉到拼接缝的存在。
（见下图1）
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，靓丽的画面更带来美妙的视觉冲击，因此，边缘融合大屏幕拼接系统也就应运而生。
边缘融合大屏幕拼接系统是指整幅投影画面由不同的投影机投射画面拼接组成，每个单独的投影画面拼接中有着投影光线和画面内容的重叠部分，通过软硬件的结合处理，消除光线重合部分的多余亮度，从而确保整幅画面上面没有任何接缝，亮度均匀一致，给观众完美的视觉冲击。
（见下图2）
图1
图2
从上图可以看到，边缘融合大屏幕拼接系统的显示效果显然有优势。
本方案中我们推荐的正是边缘融合大屏幕拼接。
1.1、与单屏大屏幕相比，边缘融合大屏幕的优势
1.1.1、增加图像尺寸；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，采用无缝边缘融合技术拼接而成的画面，要很大程度上保证了画面的完美性和色彩的一致性。
1.1.2、超高分辨率
同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1280x800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的3200x800分辨率图像。
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，合成后的分辨率是减去交叠区域像素后的总和。
1.1.3、缩短投影距离
随着无缝拼接的出现，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，采用广角镜头1.2:
1，我们的投影距离也要4.8米，现在，我们采用了融边技术，同样画面没有各种缝痕，我们的距离只需要2.4。
1.1.4增加画面层次感
由于采用了边缘融合技术，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。
1.2、与传统拼接大屏幕相比，边缘融合大屏幕拼接的优势
在融合拼接中，由于采用融合处理技术，消除了光学缝隙，这样和普通硬拼接系统相比，在技术水平和显示效果上，就有了质的差异和提高，从而使显示的图像完全一致，无光学分割，保证了显示图像的完整性和美观性。
这在显示地图、图纸等图像信息时，更为重要，因为在图纸、地图上存在大量的线条或路线等，而屏幕缝隙和光学缝隙就会造成图像显示污染，容易使观察人员把显示的图像线条和拼接系统本身的线条误为一体，从而导致决策和研究失误。
而通过融合处理，就可以避免出现这种情况。
在融合拼接系统中，所有图像都经过融合处理器进行了校正和统一，这样在大屏幕上进行图像显示和切换时，无论切换什么格式的图像，整个屏幕的亮度、色彩、鲜艳度、均匀度都比较一致，不会出现传统拼接系统中经常出现的由于信号更换而导致系统显示质量的变化。
在融合拼接系统中，由于在处理器中对投影显示图像进行了处理，可以对不同投影信号间的色差、亮差、均匀度进行调整，这也使得该系统显示的图像质量优于传统拼接系统。
边缘融合图像处理器除了具有边缘融合和图像多画面处理功能外，还具有图像存储和调用功能，可以把本身存储的高分辨率图像直接作为大屏幕系统的背景进行显示，这在实际使用中非常有实用价值。
二、设计依据
2.1、通用投影显示设计依据
2.1.1、影响图像质量的因素
人对图像质量的感觉是由许多相关因素结合起来决定的，尽管在显示系统中人们最重视的是亮度，但其它因素也严重影响着人们对图像的感觉。
这些因素有对比度和分辨率，对比度决定了系统的动态范围，分辨率决定了系统显示细节的能力。
●对比度
对比度是经常被强调的，因为它对图像质量影响很大。
低的对比度意味着系统低的黑电平水平，这意味着没有能力显示“暗”及“黑”，你看到的是像洗过一样的图像或者在图像上比较暗的部位看不清细节。
●分辨率
分辨率是指数字系统中水平和垂直的像素，像素越多，意味着图像有更多的细节，这也可称之为图像的空间频率，细节部位具有更高的空间频率。
●亮度
亮度、对比度、分辨率交互影响图像的质量。
人看清细节的能力主要受亮度和对比度影响。
2.1.2、设计大屏幕显示系统的几个重要依据
人眼最小的分辨率是1弧分。
人眼的水平视角为160度，垂直视角为135度。
当两只眼睛同时看时水平视角可增加到200度，但实际上不超过180度。
人眼对灰度是最敏感的，当亮度较低时，人眼更敏感，可以分辨更多的灰度信息。
最短的视像距离不应该小于2倍图像的高度，最远的视像距离不应该超过8倍图像的高度，建议视像距离为图像高度的4~6倍。
大部分人在站立时，眼睛的高度约为160cm，坐着时约为120cm。
会议室中会议桌的高度一般为75cm，控制室控制台的高度一般为110-125cm。
会议室的照明要求为500Lux以上，控制室的照明要求为350Lux以上。
2.1.3、边缘融合特殊设计要求
融合区的宽窄直接影响整幅画面的亮度和色彩均匀性，因此，融合区重合尺寸一般在10%~20%。
屏幕要保证其视觉上的“无缝”感，平整度高，均匀性好。
应选择宽视角、低增益的屏幕，以使获得较宽的整体水平和垂直观看视角，大大降低融合区的重合感。
投影机的选择应考虑其亮度和色彩均匀性、边缘几何特性。
融合控制器的融合区范围可调整，具有对重合带的亮度和色彩羽化处理功能。
融合控制器能接收多路输入信号，信号可以窗口的方式显示，在整屏上任意漫游。
2.1.4、系统设备选型依据
对于方案的构思、系统的设计、器材的选型，我们经过了严谨的筛选，确保系统能达到以下的优点：
先进性：
我们从高起点高标准设计，确保系统在未来一定时期内保持先进；同时也要考虑到技术适用性，即实用程度。
科学性：
我们确保系统的设计从用户的使用功能出发，在满足各项使用功能的前提下，系统做到简洁、不夸张；在系统设备选型上充分考虑其扩展能力。
可靠性：
系统运行安全可靠。
追求先进性的同时考虑新技术的风险以及技术的成熟性。
三、设计方案
根据上述设计依据，我们采用水平方向三通边缘融合方案，屏幕选用整张6.5×1.66的画框金属硬幕。
投影方式采用正投。
示意如下：
3.1、系统组成
本系统的设备组成及各部分作用如下：
投影机——接收信号，投射图像
屏幕——成像
融合控制设备——接收原始信号源，产生图像重合区，输出融合信号。
预监显示器——在信号在大屏上显示之前，对图像画面进行预览。
结构件——固定投影机、屏幕
3.2、系统功能
■水平方向三通道融合显示，融合后显示区尺寸为：
3200*800
■显示的内容：
计算机RGB信号
■支持输入信号格式和数量：
2路RGB信号
■最底层：
全屏整画面显示高分辨率活动背景信号
■画中画：
普通计算机和视频信号开窗显示，窗口的大小和位置可任意调整，两个窗口可分离显示，也可混合显示，混合时窗口间的叠放次序可以更换。
■布局预设和调用：
可以事先设定好屏幕显示布局，包括窗口位置、大小。
3.3、系统特点
■采用高亮度、高分辨率（1280*800）的LCD投影机，可以获得明亮、细腻的图像。
■采用正投方式
■通过对投影机和融合控制器的调整，获得良好的亮度、色彩、几何特性。
■多通道融合显示，可显示单幅大画面或多路画中画组合画面。
四、设备选择和介绍
4.1、投影机（日立HCP-4060WX）
液晶显示板：
0.59英寸多晶硅有源矩阵式TFT液晶板×3；
像素数：
1,024,000像素（H1,280×V800）
分辨率：
1,280×800彩色像素
亮度：
4000流明※液晶显示板：
0.59英寸多晶硅有源矩阵式TFT液晶板×3；
像素数：
1,024,000像素（H1,280×V800）
分辨率：
1,280×800彩色像素
亮度：
4000流明※
对比度（通断比）：
2000:
1（动态光圈起作用时）※
镜头：
手动变焦1:
1.7
灯泡：
245WUHP
声音输出：
16W
梯形校正：
手动水平/自动垂直梯形校正，完整配合（四角校正,弯曲校正）
电源：
AC100-120V/AC220-240V
功耗：
380W
输入信号：
——RGB输入：
VGA，SVGA，XGA，WXGA，SXGA，UXGA，MAC16"
——视频输入：
NTSC，NTSC4.43，PAL，SECAM，M-PAL，N-PAL
HDTV：
720p@50/60，1080i@50/60，1080p@50/60
SDTV：
480i，480p，576i，576p
输入/输出端子：
——RGB输入：
模拟RGB：
15针微型D-sub端子×1
模拟RGB2：
BNC端子×5（G/Y,B/Cb/Pb,R/Cr/Pr,H,V）
——HDMI输入：
HDMI端子×1
——视频输入：
分量视频：
RCA端子×3（Y,Cb/Pb,Cr/Pr）
S-视频：
微型DIN端子×1
复合视频：
RCA端子×1
——音频输入：
微型立体声端子×2;RCA端子×2（L/R）
——麦克风输入：
微型单声道端子×1
——RGB输出：
模拟RGB：
15针微型D-sub端子×1
——音频输出：
RCA端子x2（L/R）
——USB端口：
USB显示/USB鼠标控制：
USB（B）×1
无PC演示：
USB（A）×1
——控制端口：
RS232C：
9针D-sub端子×1;有线遥控：
微型立体声端子×1
——网络端口：
RJ-45端子×1
外形尺寸：
401×103×318mm（不包含突起部分）
重量：
约4.6kg
4.2、投影机支架和调整机构
主要实现投影机的左右前后方向的精确移动和俯仰调整等，要实现连续细腻的调节，保证投影机光束垂直屏幕且不产生失真（上下、左右梯形失真或混合失真）。
是高质量图像拼接系统中的重要设备。
4.3、正投幕及固定装置
对于大屏幕投影系统而言，我们正确的选择屏幕非常重要。
屏幕会直观的带给我们视觉冲击。
在边缘融合系统中，屏幕担负着视觉中心的重任，至关重要。
4.4、屏幕的选购：
4.4.1结合系统环境的大小确定屏幕的几何尺寸：
■根据最远观看距离来计算屏幕高度
最远观看距离的定义是最后排，最边上观看者距离屏幕的距离。
一般大屏幕显示的高度H=MDV/4-8
■根据最近观看距离来确定屏幕宽度
最近的观看距离指第一排观看者距大屏幕的距离，由于第一排最边源的观看者在看大屏幕另一侧时会出现图形变形和失真，因此第一排距离大屏幕的距离和第一排桌位的安排与大屏幕的宽度相关。
一般地，最边缘观看者与另一侧观看的图形不超过45度，最多不超过60度。
■根据人体工程学确定屏幕安装高度
大屏幕距地面的高度应保证后排观看者的观看，即应超过前排工作人员的头的高度或应不低于会议桌或控制台的高度。
4.4.2、选择大屏无缝拼接屏幕应考虑的指标
屏幕材质与分辨率
画面的分辨率直接影响到画面的清晰程度，不同的屏幕材料拥有不同的分辨率，各种透镜材料的屏幕不论从视角还是分辨率方面都会影响到画面的显示分辨率和清晰度。
屏幕的增益及视角
在以前的拼接投影系统中，由于受技术限制，投影机的亮度无法做到很高，所以为了增加投影亮度，对屏幕一般都要求比较高的增益率，但是这样会影响对比度和色彩细腻程度。
如今投影技术的发展非常迅速，投影机的亮度已经不是问题，所以对投影幕的要求中，增益率就放在了比较低的位置，而主要考虑屏幕的平整度、视角对比度和均匀度。
投影屏幕的增益与视角是一对矛盾，屏幕的增益越大屏幕的视角就会越小，因此在大屏幕无缝拼接系统中对于屏幕增益的选择一致认为0.8（+/-0.5）可以获得更好的成像效果，这样可以保证即使观众站在边缘区域也很难看屏幕画面的融合部分，这样画面的整体均匀度更好。
屏幕均匀度
好的均匀性能够保证屏幕水平方向、垂直方向从0-180度观看时，画面亮度和色彩的一致性，屏幕的均匀性不但和投影机的投影技术息息相关，还和屏幕本身的材料有关，屏幕表面材料的均匀性对投影机的画面均匀性起到了良好的补充作用。
屏幕的平整度
完美的屏幕应尽量减少折痕和褶皱。
超大无缝
在满足用户对投影屏幕亮度高（增益高）、平整度好、均匀性高的要求的同时，大屏幕无缝拼接系统中对于屏幕还要求足够大并且屏幕本身没有缝隙缺憾。
显然，这个时候用拼接的屏幕将大大降低屏幕的效果，影响屏幕直观的视觉冲击。
所以，整张无接缝的大屏幕更符合大屏拼接系统的需求。
4.4.3其它应考虑的因素
■易于维护，如可清洗性
■抗环境光，减少环境光对投影效果的影响
在本方案中，我们推荐ORPS画框金属正投硬屏。
该屏幕以主动立体所需的漫反射为出发点，较好地过滤了周围环境的光线，有效抑制了太阳效应，色彩还原性好，超大无缝的画面使立体沉浸感更加强烈。
屏幕175度的增益衰减仅为20%，从任何一个角度观看屏幕，肉眼都不会感觉到屏幕亮度的变化。
是边缘融合项目的首选屏幕。
特性：
■超宽可视角
■弧面精度高
■无太阳效应
■出色的均匀性
■屏幕可移动性
■理想应用于LCD、三片DLP投影机、也可用于单片DLP投影机
■适用于演艺娱乐、广告推介、商业影院
4.5、边缘融合和图像处理设备
边缘融合和图像处理设备是实现边缘融合功能和效果的核心设备，在此我们选择ORPS的FusionV4.0图像融合处理器组成的演示系统来完成三通道融合。
4.5.1、FusionV4.0系列边缘融合处理简述
FusionV4.0系列边缘融合处理边缘融合处理器是基于Windows7/XP操作系统的网络多屏拼接带边缘融合的处理边缘融合处理器，采用边缘融合技术使拼接大屏幕系统成为一个具有超高分辩率的单一逻辑屏并且中间没有拼缝，组成大屏幕系统的所有显示单元的分辨率之总和，在大屏幕上能处理显示网络图形信号、视频信号、RGB信号，视频和RGB信号可以在整个大屏上进行窗口漫游，并且信号的显示完全实时，视频信号支持PAL/NTSC/SECAM制式。
FusionV4.0系列边缘融合处理器能处理多路的实时的视频和RGB信号，采用基于最新的IntelPentiumCPU处理器的硬件结构体系，输出信号可以是模拟的RGB信号或DVI的数字信号，所有的网络图形窗口和实时的视频/RGB显示窗口均可以开窗口漫游显示，可以任意放大、缩小、托拽、移动。
4.5.2、外围输入设备
FusionV4.0系列边缘融合处理器是连接标准的键盘和3键鼠标作为外围控制操作设备，边缘融合处理器操作者可以使用这些外围设备控制操作边缘融合处理器的所有功能。
4.5.3、输入信号
FusionV4.0系列边缘融合处理器可以在大屏幕上处理显示复合视频信号，所有的视频显示均为全实时的，视频信号采用PCI或PCI-E输入处理，并且对输入的视频信号做逐行扫描处理，从而能得到倍频扫描的、高质量的视频图像。
FusionV4.0系列边缘融合处理器可以通过RGB（DVI）处理模块接入标准的计算机RGB（DVI）信号，RGB（DVI）信号是指从计算机输出的标准HD-15（DVI）街头输出的信号，从640x480～1920X1200分辨率的信号都可以通过RGB（DVI）模块处理显示，一个边缘融合处理器可以配置多达4块RGB（DVI）输入的RGB（DVI）输入模块。
FusionV4.0系列边缘融合处理器可以通过标准的网络连接方式（RJ45）与用户局域网络系统连接，可以连接在一个以上的网段，网络连接接口保证与网络工作站具有极快的通信与数据传输，通过网络连接也可以远程控制大屏幕的资源和远程网络遥控操作大屏幕上的视频和RGB信号。
网络连接可以提供10/100/1000M的接口，并遵循TCP/IP网络协议，接口为标准的RJ45J接口。
4.5.4、视频输入
通过视频矩阵也可以处理复合视频信号，输入的视频信号支持PAL/NTSC/SECAM制式，系统支持高达16路的视频输入，16路信号在一个屏幕上可以同时显示或叠加显示.
4.5.5、RGB信号输入
通过RGB（DVI）矩阵,系统可以从大量的输入RGB（DVI）信号中切换需要显示的信号,可以支持最多8路RGB（DVI）输入信号。
4.5.6、FusionV4.0控制单元
FusionV4.0系列边缘融合处理器是基于最新技术的IntelPentiumCPU处理器和标准的PCI－E总线结构的硬件体系，可以根据客户要求量身定制的系统，系统的操作平台、支持的显示单元数量、系统内存、硬盘大小、网络接口等可以根据用户的要求配置。
边缘融合处理器的默认操作系统为Windows7专业版，随机配备了多屏控制处理驱动程序、图形界面的服务器端和客户端控制操作软件（控制操作大屏的视频、RGB网络信号的显示窗口），功能强大的软件包可以用于组织协调远程控制操作者的工作，使不同的操作者可以交互控制操作大屏幕系统。
边缘融合处理器自身带有像素叠加和边缘羽化功能，边缘融合处理器与可以与带有边缘融合功能的投影机一起使用，与投影机配和一起调节边缘羽化部分能会使效果更好。
4.5.7、FusionV4.0边缘融合处理器的特性如下：
■自动产生叠加像素和带边缘羽化功能
■支持曲面几何校正功能
■支持伽马调整功能
■整合的多屏控制以及实时视频的显示
■可以同时自动识别处理显示多个全制式（PAL/NTSC/SECAM）视频信号
■可以显示多种类信号，最多可以显示多个视频多个RGB（DVI）信号
■视频和RGB窗口可以在大屏漫游，可以任意移动、托拽、改变大小
■可以任意切换背景显示
■可以播放高清流媒体视频文件
■具有界面简单、友好的控制操作软件，可以全面管理视频、RGB（DVI）、网络、流媒体等信号窗口
■控制软件提供窗口预制布局功能，可以提供预案功能
■提供远程控制功能，通过网络可以直接控制融合处理器
■可以对每通道的颜色匹配调整
■可以对融合器的所有参数备份，做一键还原
■采用PCI-E的显示卡输出、显存32MDDR以上
■支持高分辩率输出，可以支持1400X1050、1920x1080等分辨率
■支持OPGL,3D渲染功能等分辨率
■采用最新INTELPENTIUMCPU和标准的PCI、PCI-E硬件结构体系
■可以提供双CPU、双电源、双硬盘、多网络接口等更高的选项配置
4.5.8、系统技术指标：
操作平台MicrosoftWindows7/XP专业版
CPU处理器单Intel酷睿4核CPU
或双XEONCPU
内存最小1G,最大8G
硬盘最小160G
网络接口10/100M/1000M,RJ45接口，TCP/IP协议
I/O接口设备CD-ROM、3键鼠标
设备机箱标准19“机箱，高度4U
尺寸450x190x540mm
主电源100～240V，50/60HZ
供电电源19.8KG
工作温度0～45C
工作湿度5％～90%，不结露
图形接口标准MicrosoftWin32GDI
控制显示单元数量2-16个
输出信号分辨率640X480～2048X1536,60~85HZ
显存64MDDR以上
显卡插槽PCI-E
色彩16位、32位
象素频率高达350MHZ
输出信号格式RGBHV模拟信号
TMDS数字信号
输出接口HD15VGA接口
DVI数字接口
4.5.9、视频信号特性
输入的视频数量4、8、12、16路适用PAL/NTSC/SECAM
分辨率PAL768x576
NTSC640x480
视频色彩全彩色
视频窗口缩放最小一个象素，最大没有限制
视频窗口数量每屏1、4、8或更多到16个
视频接口BNC
4.5.10、RGB（DVI）信号特性
RGB（DVI）输入数量2、4、6、8路模拟RGB信号
适用的分辨率640x480~1920x1200,60~85HZ
RGB（DVI）显示窗口色彩全彩色
RGB（DVI）窗口的尺寸和缩放最小320x240,最大没有限制
RGB（DVI）窗口的数量单屏可以1、2、3或4
RGB（DVI）信号连接接口HD15\DVI-I
4.5.11安装软件包：
FusionV4.0系列边缘融合处理器随机提供下列软件包，提供的软件包系统有加密狗保护，不能用于其他同类系统。
MicrosoftWindows7/XP专业版操作系统
FusionV4.0调试软件
5、设备清单及报价
序号
名称
品牌
型号
数量
单位
单价（元）
小计（元）
1
投影机
日立
HCP-4060WX
3
台
16500.00
49500.00
2
投影屏幕
ORPS
定做（6.5*1.66m）含边框
10.8
平方
1500.00
16200.00
3
融合主机
ORPS
R103（2路VGA信号输入）
3
通道
18000.00
54000.00
4
投影机吊架
自已采购
3
副
0.00
5
线材
自已采购
1
批
0.00
设备合计：
人民币:
壹拾壹万玖仟柒佰元整
119700.00
工程安装费（设备总价*10%）：
人民币:
零元整
税费（设备总价*6%）：
人民币:
肆仟柒佰捌拾捌元整
4788.00
总价：
人民币:
壹拾贰万肆仟肆佰捌拾捌元整
124488.00
六、施工组织计划
6.1.施工组织机构
在本工程项目上，我公司根据该项目的要求、特点，为确保工程的顺利实施，在施工的组织管理上采取部门控制的项目部管理方式，成立以项目经理牵头的项目部，由以下人员组成：
●项目经理
●项目技术主管
●项目工程师
●编程工程师
●施工员
●质检员
●材料员
6.2.职责
6.2.1.项目经理职责：
负责整个项目的全面管理。
一要保证按目标优质高效低耗完成，二要各生产要素在职责权限内优化配置。
具体如下：
●确定管理机构人员配置、明确项目规章制度、管理人员职责；
●组织编制施工组织设计，明确进度计划总目标、分项目标；
●协调项目部与公司内部的协作配合与经济技术关系，确保工程质量、工期、目标；
●施工队伍的组织与管理，施工计划进度安排、材料供应计划安排、施工仪器设备计划安排；
●负责工程量变更的洽商签证事宜；
●协调与甲方、监理，协调与各相关施工单位的工作；
●建立完善内部及对外的信息管理系统，定期提交工程报告，信息传达反馈；
●施工
升级会员 