华师大DLP数字67英寸拼接设计方案.docx
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华师大DLP数字67英寸拼接设计方案
华师大DLP数字67英寸拼接设计方案
华师大DLP数字67英寸拼接设计方案
技
术
设
计
方
案
介
绍
华师大DLP数字67英寸拼接设计方案
第一章、 系统要求及系统方案设计思想
一、用户对大屏幕系统的应用需求分析配置规模需求
随着技术发展进步，各行业的工作状况、调度指示、系统运行、指挥调度等工作方式均实现了中央集中管理控制功能――中央监控中心，该中心集中了大量的信息――网络、远程视频等信息，所有信息的显示就显得越来越重要，尤其对于中心来说，它关系到人们的日常正常生活和工作，具有极其重大的作用和功效。
随着形势的发展，对突发事件的及时掌握和监控必须迅速准确，因而所有实时信息的掌握和显示就提到重要的地位，并且随着技术的发展，信息获得的方式也是日新月异，互联网路的应用，远程视频的实时监控手段等,已成为及时获得信息的主要途径，同时这些信息的显示方式也随着技术的发展，具有突飞猛进的发展，传统的显示技术逐渐为新的技术所取代，并且对于中心来说，其信息显示系统不仅要满足现在的需要，也要能满足将来技术发展的要求，同时能保证24小时连续运行，并且保证显示效果。
DLP拼接显示系统的发展和实际使用的效果已经证明其为中心显示手段的首选设备，它的应用完全是基于网络化、模块化的结构方式，它可以直接与用户的局域网络系统连接，通过网络显示大量的信息，一般很多的系统信息的更新是在计算机网络系统上完成，其更新的网络系统，对于DLP拼接大屏幕系统来说，不用进行任何的更新改造即可显示监控管理系统的更新信息。
DLP大屏幕投影拼接显示墙一般由DLP技术显示单元和网络图像拼接控制系统组成，信号与之连接方式有：
网络连接方式、RGB连接方式和视频信号连接方式三种。
DLP大屏幕投影系统不仅能确保24小时的连续运行，而且系统操作简单，维护方便，使用寿命长。
同时也能实时显示所有分布在不同场地的视频监控信号、本地网络工作站的RGB信号、网络传输的信息，完全能满足中心的应用需求。
二、系统方案设计原则
针对用户的要求及我们在大屏幕系统工程建设近十年的经验，在本设计方案中我们一方面考虑设计方案的可行性，要完全满足或超过用户的需求，重要的是我们要考虑所选设备及系统的技术是最先进、最成熟、最可靠的，并且具有良好的操作性和扩充能力，可以充分满足指挥中心现在及将来发展的信息显示的需求，同时也重点考虑了系统的安全可靠性。
通过对指挥中心大屏幕投影显示系统的显示要求进行仔细的分析和研究，本公司提出了以网络信号、RGB信号及视频信号显示为主体的设计方案。
本设计方案自始至终贯穿以下的设计思路：
2.1技术的先进性
纵观世界投影显示领域，全数字式显示系统已成为全球的潮流，为此，我们所推荐的系统，从富视的DLP投影机芯到富视系列网络控制器等系统都是全数字式系统，标志着当今世界的最新的显示技术和处理技术。
我们公司方案中建议使用的拼接投影显示单元，具有XGA高分辨率（1024×768），900ANSI流明高亮度的DLP专用拼接投影单元，具有世界先进水平。
富视系列多屏控制器则是具有强大图形处理功能的网络控制器，具备多路网络接入，通过网络在大屏幕上实时显示局域网图像综合应用系统；该控制器也能处理显示RGB信号，该控制器支持2路RGB信号输入，可将连网和非连网的工作站（笔记本电脑）或PC画面直接接入显示于大屏幕上，该控制器8路视频信号输入；整套系统可同时显示windows网络画面，显示的网络工作站数量不受限制，可完全满足用户当前及将来的信息显示要求。
2.2系统的合理性和兼容性
在整个方案的设计过程中，在保证系统强大性能的前提下，必须考虑这个系统配置的合理性及系统的性价比，因此，本公司始终把配置的合理性和提供最佳的解决方案作为重要依据，我们在设计的每一个环节都充分考虑到配置的合理性、设备的利用率以及产品的性价比，确保用户的每一分投资都用在实处。
显示单元的模块化设计、网络拼接控制器的模块化设计等，无处不体现本公司处处为用户着想的思想。
它不但可以使大屏幕投影系统将来的扩展变得易如反掌，同时，在将来系统扩充时可以保留原系统的所有设备，充分的保护了用户的每一分投资。
在系统方案设计中，采用的所有设备使用的模块均是标准的模块，操作系统、硬件模块、总线技术等均采用当今规范标准，具有很强的兼容性。
可以这么说，本次设计所选用的设备是在实现相同显示功能的前提下最为合理的配置，每一个产品都能充分发挥自己的性能，决无资源的浪费，体现了高性价比的原则。
2.3系统的可靠性及易维护性
对于指挥中心，其显示设备必须具有高可靠性和高安全性的特殊要求，因此必须保证大屏幕投影系统可以24小时不间断运行，为此，我们在方案中推荐的DP515E系列DLP投影机，核心部件采用基于TI公司专利DLP（数字光处理技术）的12oDDRDMD芯片，由于DLP技术采用全数字投影原理，并使用UHP100W/120W冷光源灯泡，支持24小时不间断运行，其核心部件DMD寿命达10万小时，平均无故障时间（MTBF）可达20000小时，平均维修时间（MTTR）为2小时，灯泡寿命长达12000小时，本系列的显示单元已经经过中国很多指挥中心使用的检验，具备高可靠性和高安全性的特点，应为指挥中心显示设备之首选。
同时，我们推荐的网络图形控制器采用的是专业的拼接控制器，按照24小时连续工作状态设计，完全具备24小时连续工作的能力，并且配备双热备份（1＋1）电源和可热插拔模块，同时配备双网络接口，提高控制系统的运行可靠性，本控制器同样也经过中国很多指挥中心使用的检验，其可靠性得到中国广大用户的一致赞同。
方案设计中所使用的设备生产厂商均通过ISO9000系列标准质量保证体系的认证，并且均具有7年以上的成功运行经验。
方案设计中使用的显示单元为封闭箱体，设备组件内置于箱体中，可以有效地排除环境的干扰、影响，保证显示系统在安全的状态下工作运行，同时显示核心采用了免维护的DMD技术，使得用户在使用过程中无需繁重的维护的工作。
2.4系统的可扩展性
同时，为适应用户将来的发展，在设计方案中采用国际上流行的模块化设计方式，以保证系统的良好的可扩展性。
富视DLP显示单元设计为一体化封闭箱体，其组合方式如同搭积木一样简单容易，模块之间的组合采用简单的“即插即用”模式，使得投影墙体的显示模块数量可以任意的增加或减少，而不影响系统的显示功能。
富视系列网络控制器采用模块化、总线可扩展的设计方式，通过系统总线的扩展，可以任意增加显示模块，扩大显示规模，而不用更换全部的硬件。
网络拼接控制器可最大扩充到控制64个显示单元。
采用可扩展性的设备组件，避免了以往一个控制器只能控制几块屏的限制，使得系统配置和使用具有相当的弹性。
同时，模块化的设计也使得系统的可靠性有了进一步的保障，任一模块的故障将不会影响整个系统的正常运行，并使得对系统故障的诊断和维护更为容易。
2.5系统的易操作性
高科技的产品，“傻瓜”式的操作是本公司设计系统的宗旨。
针对现在社会上存在的系统越先进操作越复杂的情况，本公司专门对系统的操作进行了全面的优化，并采用了“所见即所得”的直观式操作方式。
在操作控制方面，采用友好的图形用户界面和简洁直观的操作方式，只需简单地点击和拖动计算机的键盘和鼠标，就可完成大屏幕系统的显示操作，使得用户只需接受几小时的培训，便可对此先进的系统进行熟练的操作，真正方便了用户的使用。
2.6系统设计标准
我公司为整套系统进行总体设计及选用的设备均符合ISO（国际标准化组织）、IEC（国际电工委员会）、ITU-T（国际电信联盟）、IEEE（电气和电子工程师协会）、GB（国家标准委员会）等行业标准，包括：
Ø 《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92）
Ø 《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》（GB/T50311-2000）
Ø 《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》（GB/T50312-2000）
Ø 《工业企业通讯设计规范》GBJ42-81
Ø 《工业企业通信接地设计规范》GBJ115-87
Ø BS7430-接地
Ø YD/T926.1-1997大楼通信综合布线系统标准（邮电部部颁行业标准）
Ø 国际标准化组织标准（ISO）
Ø 国际电气电子工程师协会标准（IEEE）
Ø 国际电工委员会标准（IEC）
Ø 中国国家标准（GB）
Ø 中华人民共和国产品质量法
Ø 供电电源标准（GB2887-82）
Ø 计算机场地技术要求（GBJ45—82）
Ø 计算机场地技术条件（GB2887—89）
Ø 以太网通讯标准（IEEE802.3）
Ø 建筑设计防火规范（GBJ16-37）
Ø 电气设备用图形符号（GB／T5465－1996）
Ø 电气装置安装工程施工及验收规范（GBF232-92）
Ø 视听、视频和电视系统中设备互连的优选配接值（GB/T15859-1995）
Ø EC国际电工委员会标准
Ø CE欧洲统一标准
Ø UL美国安全材料实验室标准
Ø TUR德国莱茵组织认证标准
Ø IEEE美国电气电子工程师协会
Ø ISO国际标准化组织
Ø FCC美国通信委员会标准
Ø ANSI美国国家标准委员会
Ø EIA电子工业协会标准
第二章、拼接大屏幕系统方案及系统设计
一、系统配置结构
本系统由台由上海富视推出的投影拼接单元、富视的FS8000系列网络控制器组成。
富视FS系列是专业的网络拼接控制器，具有强大的网络图形显示功能，可在大屏幕系统上显示WindowsNT/2000/XP网络Windows兼容图形，以及Unix/Linux、X-Windows网络图形。
该控制器支持4路的视频信号输入，提供4路视频处理通道，并支持2路RGB信号同时输入显示。
同时，由于投影单元内置的拼接处理模块，显示单元输入信号具有漫游功能，通过对信号的处理，RGB信号和视频信号在大屏幕上可以直通单屏以画中画显示或以任意的方式在大屏幕上拼接显示，因此我们设计采用的是并行备份显示设计理念，采用网络拼接控制器和拼接显示单元内置图形拼接处理器相结合的方法，保证系统能同时显示拼接控制器和拼接显示单元内置图形拼接处理器各自处理的信号，就算当拼接控制器出现故障时，内置图形拼接处理器仍能提供视频信号和RGB信号的直通和以任意方式的拼接显示方式（非M×N方式），从而保证系统7×24小时的不间断运行，本设计方案完全满足整个系统的显示需求。
由以上配置组合而成的大屏幕投影图形显示拼接墙，具有亮度高、画面清晰、色彩艳丽逼真、宽视角、工作寿命长、易于维护、性能优、响应速度快等优点，整体系统采用中央计算机控制，优化简单，具有极优的性能价格比。
二、系统实现的功能及特点
2.1系统功能及特点描述
本设计方案中所推荐的大屏幕投影系统是针对指挥中心的信息显示需求而设计，系统采用了强大的网络图形控制器来显示不同的网络信息、视频信号和RGB信号，本设计系统具有如下的功能特点：
系统功能
Ø 拼接控制系统的软件平台基于Windows2000/NT/XP中文操作系统，支采用独立设计的64位具有16M显存的图形处理卡，具有超强的图形处理拼接能力，标准的双网络接口RJ45（10/100M自适应），可直接与用户网络系统连接，具有良好的网络通信能力。
Ø 拼接控制系统位开放式系统，支持目前所有的标准网络协议（TCP/IP协议等），可以同时连接Windows网络系统和Unix/Linux网络系统，支持Windows的各种应用，通过专用的Unix/Linux仿真软件也可以同时显示Unix/Linux网络的各种信息。
Ø 通过专用的大屏幕拼接控制器的拼接显示处理机制，使整个大屏形成一个单一的、具有超高分辨率的单一逻辑屏，整个大屏幕可作为一个整体的显示屏，其操作如同标准的计算机一样。
Ø 显示单元具有内置图像处理器，单屏的所有输入接口的信号（RGB信号和视频信号以及DVI信号）通过投影机的内置拼接处理模块均可直接拼接显示，可无需额外的图像处理系统。
并且具有多级灰度调节能力。
Ø 投影显示单元具有画中画显示功能，单屏可显示两个画中画；投影单元能实现亮度智能调整，具有先进的数字亮度补偿系统，完全消除“太阳效应”的影响，以及灯泡参数存储功能。
Ø 投影显示单元的视频图像倍线功能，可以把视频画面扫描线数成倍提高，倍线扫描技术使播放视频图像时更精细、清晰。
同时，内置的三维空间梳型过滤器，能有效消除在播放动态视频图像时的边缘锯齿现象，令播放的画面更加清晰，图像边缘更顺滑。
Ø 投影单元采用先进的6色域调整电路（R、G、B、C、M、Y），较传统3色域调整电路，图像画面拥有更丰富的色彩表现，整屏的色彩均匀度达到完美境界。
同时，采用了12比特Gamma电路，可进行亮暗图像区域的高分辨率梯度渲染，实现极富真实感与空间感的图像效果。
Ø 多屏图像拼接处理技术，使画面可整屏显示也可分屏显示，全屏范围内无非线性失真效果，无亮角和暗角现象，画面稳定无闪烁。
Ø 组合屏图像的物理拼接缝隙小于0.5mm，画面能够以任意方式自由缩放、移动、漫游，不受物理拼缝的限制，屏与屏之间的拼缝不影响汉字和图像的正确显示，不会产生画面错位现象，有良好的均匀度和背景光抑制能力。
Ø 网络环境下计算机各种应用程序的窗口可以在投影屏上任意开窗口显示、自由地跨屏移动、打开、改变大小，可显示各种数据信息，实现对网络信息的监控。
Ø 整个系统信号处理能力：
a） 网络拼接控制器支持2路RGB信号在大屏幕上显示，直接通过硬件处理方式在大屏幕上以任意方式拼接显示。
网络拼接控制器支持4路标准VIDEO信号输入（PAL、NTSC、SECAM），视频信号通过的专用视频处理模块，使用独立的视频处理通道，以窗口形式在大屏幕上显示，视频的处理使用了独立的硬件处理通道，不占用网络控制器的CPU资源，4路视频信号可同时在大屏幕上实时显示，没有任何的丢帧现象。
b） 系统通过网络控制的网络接口可直接与用户的局域网网络系统连接（2路10/100M网络连接配置，可接入不同的网络段，也可以作为主备网络使用，网络接口根据要求可以扩展），网络控制器遵循TCP/IP标准网络协议，通过网络控制器，可以在大屏幕上无限制地显示用户的网络信号。
并且通过专用的UNIX/Linux仿真软件，在大屏幕上可以显示UNIX/linux、X-Windows网路系统的网络信息。
c） 系统使用标准的控制信号输入输出，具有2路RS485控制口，所有32个显示单元通过RS485串接，由控制系统通过RS232统一控制。
Ø 屏幕上的各种信号窗口（RGB信号窗口、视频信号窗口、Windows、Unix/Linux网络应用窗口）可任意叠加显示。
Ø 支持各种制式的视频图像和不同分辨率（640X480-1600X1200）的非网络计算机信号在大屏幕上任意开窗显示。
Ø 拼接系统图形卡具有输出RGB,S信号和VGA、SVGA、XGA、SXGA、UXGA等功能，具有显示1600x1200x32位分辨率的能力。
Ø 通过计算机集群控制，调节大屏幕系统参数、功能调用，并可通过控制计算机或与控制计算机联网的工作站进行本地或远程遥控操作大屏幕。
Ø 各类调试与控制均采用菜单形式，界面友好，灵活方便。
Ø 可执行实现编辑的效果，对显示信号的窗口大小、位置进行安排和设置，并且可将结果存储为一个模板，可随时调用。
Ø 控制软件能设置大屏的所有参数，一旦图形显示设置完毕，操作员可像使用LAN上的标准计算机显示器一样使用大屏。
Ø 网络上的工作站信号经过以太网以数据方式进入控制器，无论计算机运行软件是何种分辨率，大屏可以做到自动适应并以等分辨率显示，与显示墙的分辨率无关。
系统特点
Ø 采用当今流行的DLP技术投影显示系统，能保证系统24x7小时连续运行。
Ø 整个投影屏幕具有高分辨率、高亮度、高对比度，色彩还原真实，图像失真小，亮度均匀，显示清晰，整屏图像均匀性好的特点。
Ø 单屏亮度的均匀性可达95％，多屏拼接显示时，各个显示单元的亮度、对比度、色彩具有良好的一致性。
Ø 大屏幕组合拼接投影墙采用无缝拼接技术，光学拼缝小于1mm，物理缝隙小于0.5mm，并且屏与屏之间的拼缝横平竖直，以确保大屏幕图像的精确显示和完美效果。
Ø 支持多屏图像拼接，画面可整屏显示，也可分屏显示，用户可灵活开启窗口，定义尺寸，画面能够自由缩放、移动、漫游，不受物理拼缝的限制，采用软件控制窗口的各项参数，屏与屏间的拼缝不影响汉字和图像的正确显示。
Ø 大屏幕投影系统能确保长时间稳定运行，整套系统具有先进性、稳定性，采用模块结构组建系统，具有很强的可扩展性。
整套系统平均无故障时间MTBF为20000小时。
Ø 通过控制软件实现组合屏整体/单屏的对比度、亮度、灰度、色彩等参数的统一调节。
Ø 整套系统具有先进性、可靠性和可扩充性，操作简单，维护方便，使用寿命长。
Ø 采用UHP120/132W冷光源投影灯泡，并且其寿命高达8000小时。
Ø 投影系统的投影单元及控制系统均采用模块化、标准化、一体化设计，安装、调试简单，易于维护保养。
模块的更换也非常方便快捷。
Ø 组合屏体采用箱体式结构，一体化设计，内藏式布线，布局合理、整洁美观。
2.2系统物理参数
单屏尺寸：
67"（对角线），1.361m（宽）×1.021m（高）
组合排列：
2（行）×3（列），6个屏
整屏尺寸：
4.083米（宽）×2.046米（高）
单屏分辨率：
1024×768
整屏显示分辨率：
3072×1536
单屏亮度：
900ANSI流明
总体亮度：
5400ANSI流明
物理拼接缝：
小于0.5mm
显示色彩：
32位
从幕至后墙安装距离：
采用一次反射技术，投影箱体的厚度730mm，安装空间小于1.2米（包括维修空间）
工作温度：
0～40℃
建议的最佳工作温度：
10～28℃
工作湿度：
相对湿度10～90%
建议的最佳工作湿度：
30～70%
外壳接地：
＜2欧姆
总耗电量：
约6000VA
工作电压：
220V±5%50/60Hz
单元重量：
100Kg
总重量：
600Kg
2.3系统各种信号的显示模式
2.3.1视频信号的显示
Ø 经图像处理器的视频信号
8路全制式视频信号可以直接输入到图像处理器，分别以窗口的形式在投影显示墙上任意位置放大、缩小、平铺、静止、跨屏移动等，其中任一路视频信号窗口均可放大直至全屏显示。
多种简单快捷地显示操作方式的结合，可以让工作人员释放更多的时间关注重要的信息。
Ø 经内置图像处理器的视频信号
6路视频信号还可以直接输入投影显示单元直接与视频设备连接（投影显示单元的内置图像处理模块有复合视频输入端口），可以在不依赖外部图像处理器的情况下，实现在全屏范围内以单屏方式或窗口方式（不以屏为边界）放大显示。
另外视频信号还可以在内置处理器的驱动下实现PIP（画中画）功能，在同一个投影单元内实现视频、RGB混合显示等，在不依赖外置图像处理器情况下实现在投影显示墙上任意位置放大、缩小、平铺、静止、跨屏移动等显示功能。
多种操作方式实现多种显示方式，为用户提供更多的显示选择。
视频信号的两种显示方式都能为实时显示，即可同时应用，也可分开单独使用，通过处理器操作软件，将内外置处理器功能完美结合，最大地增强了系统的功能和灵活性.
2.3.2RGB信号的显示
Ø 经过网络控制器的RGB信号信号
用户的2路RGB信号可以直接输入到网络拼接控制器的RGB处理模块可以在大屏幕上以窗口形式显示，显示的RGB信号可以任意切换显示。
Ø 经内置图像处理器的RGB信号
用户的RGB信号还可以直接输入到投影显示单元（投影显示单元的内置图像处理模块有RGB输入端口），可以在不依赖外部处理器的情况下，实现在所有直接单元组成的显示范围内以单屏方式直通显示或以窗口方式（不以屏为边界）放大显示。
RGB信号在内置处理器的驱动下实现PIP（画中画）功能，通过内置处理器强大的PIP功能，可实现同时显示多路RGB信号，且可与视频信号进行混合显示，并在任意位置放大、缩小、平铺、静止、跨屏移动等，完全可视为外置图像处理器的冗余备份设备，同时为将来信号数量增加显示留有足够的通道。
这种方式为全硬件处理方式，计算机信号显示的刷新速度、色彩、分辨率只与计算机显示卡和投影显示单元的设置有关，而与具体运行的软件无关，可以实现实时、无延迟的显示。
RGB信号的两种显示方式都能为实时显示，即可同时应用，也可分开单独使用，通过处理器操作软件，将内外置处理器功能完美结合，实现在拼接墙上同时显示RGB信号，最大地增强了系统的功能和灵活性.
2.3.3网络信号的显示
图像处理器是跨平台的处理器，兼容Windows/Unix/Linux系统，可以直接与用户的网络系统连接，通过网络方式显示远程网络信号，也可以通过WindowsNT显示共享软件将网络工作站屏幕信号显示在大屏幕上。
大屏幕系统可以打开不受限制的网络窗口数量，每个窗口可以任意放大、缩小、移动、跨屏显示，不受物理拼接范围的限制，窗口可以任意多层叠加，通过网络拼接控制器的分辨率倍增的功能，使整个大屏幕形成一个具有超高分辨率的单一逻辑屏，其操作如同标准的计算机一样简单容易，不需任何特别的技能。
三、系统组件的技术特性
大屏幕显示系统是由投影单元显示子系统（投影机、屏幕灯泡等）、图像处理及控制子系统（网络图像处理器及其它信源设备）和相应的系统管理软件组成。
下面分别对各个子系统的设备选型依据及相关技术参数作以详述。
3.1显示单元系统
投影拼接单元直接关系到投影墙的亮度、色彩、清晰度，它是大屏幕拼接系统重要的部分之一。
DP515E投影显示单元主要由投影机、背投箱体及投影机专用机架等部分组成，投影单元结构采用模块化设计，安装、调整操作简单、易于更换。
3.1.1DP515E投影单元特性
✧ DP系列采用美国TI公司先进的DLP数字光处理技术，使用单片0.7”DMDDDR120芯片。
✧ 图像显示比例为:
4:
3
✧ 单屏物理分辨率为:
1024×768
✧ 单屏工作分辨率为:
1600×1200
✧ 拼接投影机芯亮度为:
900ANSI流明。
✧ 图像输出一致性高达95%（ANSI）。
✧ 投影单元图像对比度：
2000:
1
✧ 色彩显示能力：
1024×768×32位。
✧ 输入信号：
Ø 2路RG
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