大屏幕显示系统的设计
主要功能和要求
大屏幕显示系统广泛应用于通信、电力和军事指挥机构，在提供信息共享、决策支持和态势显示方面发挥着重要作用。以下是大屏幕显示系统设计和设备选型的主要原则和注意事项，供读者参考。
大屏幕显示系统是集各种信息接收、处理和显示以及各种人员操作和控制于一体的多媒体交互系统。涉及声、光、电诸多技术问题，以及相关部门的管理和协调。也与展示馆的整体结构密切相关。只有关注需求，统筹规划，应用综合集成技术，才能达到预期的效果。
一、主要功能和要求
大屏幕显示系统的设计首先要提出要求。以下是一般的主要功能和要求。
1.信息接收
系统不仅要能接收VGA、RGB、网络计算机信息，还要能接收宽带语音和视频信号，并根据需要进行适当的信息转换。
2.信息显示
该系统能以多媒体的形式发布共享信息，并能以不同的方式和按划分的区域显示态势、文本、表格和视频图像信息。要求态势显示清晰，分辨率高，文字和图像显示清晰稳定。
3.预览、相机和开关
为了保证投影显示信息的准确性和质量，系统必须具有预览功能，对图像进行预检。应在展示大厅安装摄像机，以提取管理和控制组织的视频图像。系统应具有切换显示功能，以满足多路信息显示的需要。
4.视频和电话会议
该系统可利用监控、预览、交换、通信和终端控制设备与相关方保持联系，并可随时召开视频会议。
5.控制方式
允许系统领导、业务人员和支持人员打开和关闭大屏幕、打开窗口、选择信息源、投影和显示、调节声音和灯光等。通过集中控制、移动控制和授权控制。
6.根据标准优化设计。
系统设备配置复杂，电缆信号众多，安装工艺和环境条件要求高。工程布线和设备安装应按照机线标准化、电磁兼容标准和大屏幕安装要求进行，确保系统长期稳定运行。
系统布置
1.基本布局
图1
大屏幕显示系统可用的布局方案有：影院式、圆桌式、阶梯教室式和线条式。
影院布局大屏幕在展示大厅前方，领导座位在中央，业务员座位在领导前方或两侧，技术支持人员在领导后方专门设置控制室，便于观察和控制大屏幕显示。观看后排或外面的座位，他们的参观或观察不会影响正常工作。这种布局使每个座位尽可能处于大屏幕的最佳观看位置，有利于扩大座位，容纳更多人，适合分散决策管理系统。所以屏幕尺寸可以更大，不止一块，而且是居中布置在前面。但这种布局不利于领导与其他成员的交谈。
圆桌布局可以有三个屏幕，主屏幕位于圆桌的一端，辅助屏幕位于主屏幕的两侧。屏幕之间的角度取决于人数。领导位于圆桌的另一端，处于最佳观看位置，业务员或辅助决策领导位于圆桌两侧，主要是观看自己座位的正面屏幕。这种结构有利于领导观看大屏幕和其他成员讨论，但不利于辅助决策领导观看其他屏幕。需要通过合理划分展示区域和内容来解决。
教室布局中的大屏幕位于前方，各类人员按照对正常工作的重要程度排列成阶梯形。主要决策领导在大屏幕上处于最佳观看位置，其他人次之。在座位和屏幕之间，为演讲者放置了一个讲台。这种布局适合领导和观察者众多，完全依靠大屏幕提供的信息进行决策的管理组织。大屏幕的线性布局为直线或弧形，根据部门、方向或任务将大屏幕分成若干区域。相关领导位于相应区域的最佳观看位置，独立行使管理职能。在这种布局中，每个决策者或一组决策者正面的大屏幕是专门为其设置的，用来显示最关心的信息，适用于以扁平化分散决策为主的管控组织。
2.投影显示设备的布局
投影设备包括投影仪、控制器、源机、信息接收和格式转换设备。这些设备在数量和体积上都很大，并且在物理上紧密相连。布局的基本要求是隐蔽、可靠、易操作和维护。
投影分为正投影和背投。正光穿过展示大厅，将信息投射到屏幕上。正投影通过增加光线的范围，可以获得更大的正投影格式，适用于单个屏幕需要更大屏幕尺寸的场合，从而降低设备和成本。而正投影对展示大厅内物体的高度有限制，光线的强度会随着投影距离的延长而衰减，从而降低屏幕的亮度。通常采用两台投影仪叠加或者降低大厅照明亮度来提高投影显示的相对亮度。
背投一般用于射程较短的环境。为了改善投影显示格式，可以使用广角镜头或多台投影仪。镜头的性能通常用射程与屏幕宽度的比值来表示，其选择范围可以从0.88:1到7:1。广角镜头只能以更短的范围获得更大的显示格式。但相比拼接多台投影仪，为了达到同样的亮度，广角镜头的投影仪要求光源功率更高，屏幕越大，日光效应越明显。所以对于单幅画面较大的屏幕，倾向于采用拼接结构。拼接投影机固定在幕后专用框架上，控制器、源机、信息接收和格式转换设备位于幕后两端或一楼投影机框架下，在不影响正常投影显示的情况下进行维护操作。
3.显示控制室的设备和布局。
显示控制室通常位于显示大厅的后部，与大厅之间由带传声孔的单向玻璃隔开，便于技术支持人员直接观察和听到显示大厅内的人员和设备情况，以便及时发现和响应用户的申报，及时进行技术支持和故障排除。
显示控制室应包括：预览监控设备、大屏幕操作控制设备、信息源选择设备、音频控制设备、多媒体播放设备、录音设备、灯光控制设备等。通过监控墙，技术人员可以掌握投影显示情况，对要投影的图像进行预检，在显控台上用有线、无线、红外、遥控、触摸屏、键盘、鼠标等各种工具对大屏幕显示系统进行操作和控制，完成计算机信息和要投影的各种视频信息的显示、切换和预览控制。同时可以用集中控制器统一展示大厅的灯光、音响、窗帘、摄像。
4.监控席位布局
监控台通常位于展示大厅的前排，配备大部分控制设备和简化的监控预览设备，具有展示控制室的大部分控制手段和功能，便于现场操作和控制，及时处理用户的申报和故障排除。
三。装备
大屏幕显示系统的设备选型应根据实际环境和使用需求确定产品的性能要求和关键技术指标，然后根据项目预算选择广泛的产品，比较主要技术参数和功能，参考相关文献和其他用户体验，注重品牌和售后服务，重点选择少数产品，通过实际测试，必要时进行投标，最终选定所需产品。大屏幕显示设备有几十种。这里只选择最重要的投影仪、屏幕和控制器。
1.放映机
投影仪的指标有很多，可以从显示性能、可靠性、可维护性三个方面进行比较和选择。显示性能主要包括亮度、分辨率和对比度。投影仪的亮度从数百到数万ANSI流明不等。屏幕前的实际亮度与投影距离、屏幕亮度、环境有关，要根据情况综合选择。在大屏幕显示系统中，倾向于使用4000ANSI流明左右的DLP投影仪进行拼接。对比度是投影机最亮和最暗输出的比值，800:1就能满足要求。
可靠性通常用MTTF(平均无故障时间)来表示，当然越长越好。但是几乎所有的产品都有薄弱环节，投影仪最薄弱的环节就是提供光源的灯，因为在集中管理或重要任务的应用过程中，即使是很短的屏幕也无法显示，这是不可接受的。根据木桶理论，灯的寿命是影响投影仪MTTF的重要因素，一般在几千小时的量级。可维护性通常用MTTR(故障修复时间)来表示。为了缩短故障修复时间，高档投影仪采用独立灯单元组件或双灯备份。更换时，无需移动投影仪或进行几何校正，提高更换速度。
2.屏幕的选择：
投影屏在功能上可分为透射式和反射式，透射式用于背投，反射式用于正投。材料可分为珠光窗帘、玻璃窗帘、金属窗帘、近白窗帘、压花塑料窗帘等。投影幕的正确选择和与投影机的恰当搭配可以获得高质量的投影效果，一般根据类型、材质、尺寸等步骤进行选择。
和增益角是投影屏的两个主要指标。增益反映了屏幕反射入射光的能力。当入射光的角度不变，入射光通量不变时，屏幕某一方向的亮度与理想状态下的亮度之比称为该方向的亮度系数，最大值称为屏幕的增益。通常暗光白墙的增益值设置为1，压花塑料帘反光焦点处增益高达3.5。一般来说，增益越高，视角越小，视角会影响座位的位置和数量。屏幕在不同方向的反射是不一样的。离屏幕中心越远，亮度越低，也就是所谓的太阳效应。当亮度下降到50%时，视角定义为视角。菲涅尔光学广角背投屏幕可以使水平视角达到170度。
屏幕的大小要与展示大厅的空间格局、座位安排、人体物理学需求相协调。大厅内展示的空间高度一般为5 ~ 7m，应设有领导席、业务员席、操作控制席、同声传译席、技术监控席、为协调工作而设置的相关部门管理席，并预留观察或访客的位置。每个座位的面积根据设备配置不同而不同，6~8平米可以满足大部分需求。与管理人员直接对话的最大距离应无延迟，且不应超过30m。屏幕底边距地面应在0.8 ~ 1.2m，单个屏幕通常应满足6: 4或16: 9的高宽比。屏幕高度约为最后一排观众到屏幕距离的1/6，第一排座位到屏幕的距离应大于屏幕高度的两倍。上述数据可以
矩阵切换器用于将任意输入的RGB或视频信号切换为任意输出信号，直接送入投影仪显示。硬拼接依靠投影仪自身功能实现拼接，成像速度快，矩阵切换器的信号切换速度也快。因此，硬拼接适用于需要频繁切换显示模式的场合。控制器的输入信号数量应根据信号源的数量确定，输出信号的数量应不少于投影仪的数量。通常矩阵切换器有两种切换方式：自带控制面板和RS-232串口命令。因此，产品能否提供通信协议命令代码非常重要，这涉及到矩阵切换器能否实现计算机控制。模拟带宽应在300m以上，以保证图像传输质量。输入阻抗应与信号源匹配，使图像显示稳定。这些参数有时可以通过调试来确定。广州宏控生产的矩阵切换器是个不错的选择。
*大屏幕拼接处理器
目前国际上流行的拼接控制系统有三种：硬件拼接系统、软件拼接系统、软硬件结合的拼接系统、多路视频和RGB输入/输出接口，可以将各种外部视频和RGB模拟信号数字化，在成像设备中成像，然后转换成模拟信号输出到大屏幕上，并且可以在大屏幕上随意移动、放大、缩小，实现跨多个屏幕、任意大小窗口的无缝拼接，如同在大窗口中操作一样灵活。
壁挂控制器为大屏幕图形显示提供了灵活的拼接和操作选择，是窗口不多(4-6个)，只改变显示内容，拼接方式变化较小的场合的理想选择。当拼接模式发生变化时，控制器需要对每个窗口进行转换计算，投影仪需要重新同步，占用了大量的系统资源和处理时间，使得切换时间变长，有的甚至长达1分钟。在输出分辨率高、窗口多、切换频繁的应用中，切换时间和窗口打开时间会更长，视频显示会有动画效果。在大型管理中心，信号源的数量大大超过可以打开的窗口数量，因此经常需要改变显示方式和切换模式。因此，应该选择功能更强大的控制器。按照一般感觉，窗口数量应该不会超过10个。所以软拼接适用于信号源切换较少的场合。HK-980嵌入式图像拼接控制器采用嵌入式结构设计，以控制芯片为核心，纯硬件控制器；可24小时连续工作；与板卡控制器相比，不存在死机、病毒感染等问题，具有更好的稳定性。可以接受RGB、VGA、复合视频和Svideo等高分辨率模拟视频信号和高分辨率DVI数字信号，在窗口大小、显示位置、图像比例等方面对输入窗口进行调整和变换。根据用户的要求。最后以多窗口的形式显示在马赛克显示单元上，每个RGB通道独立计算，使信号处理更加细致。RGB和视频图像可以相互叠加；视频信号处理有运动补偿，可以消除运动图像的锯齿现象；与板卡控制器相比，图像处理质量更好；
*中央控制系统
大屏幕显示系统是一个集成了各种媒体设备的复杂系统。为了将其操作和控制集中在领导席、显控室和监控席，集中控制器是一个不错的选择。实际上，中央控制系统是一种控制各种媒体设备的中间件。配备计算机硬件和专用操作系统，具有上传标准计算机程序、上传触摸屏工程程序、更新操作系统、编写控制程序等功能。对于集中控制器的选择，首先要定义控制对象和控制属性。在大屏幕显示系统中，一般需要切换RGB、视音频信号，切换灯光、窗帘、摄像头、电源设备，播放DVD、VCD、卡座。相应地，应选择具有RS-232协议程序控制、继电器开关控制和红外输出接口的集中控制器。其次，为了选择控制终端，通常选择有线和无线触摸屏作为控制终端，因此，要求集中控制器具有用于接收RS-232命令和无线电信号的输入接口。广州宏控生产的KT-AV可编程中控系统，不仅要有大量的标准设备控制代码数据库，为设备扩容做准备，还要有一个智能学习装置，可以轻松学习被遥控设备的控制命令，补充数据库的不足。
四。综合集成
在全面收集资料、掌握所选产品配置、安装、测试方法的基础上，结合实际使用背景，绘制系统结构图、设备平面布置图、设备纵向布置图、电缆连接图、加工图、信号名称对照表等技术资料。并与业务主管部门和用户单位充分协商后确定最终设计方案。
大屏幕显示系统的设计需要将不同的产品和设备互联，追求系统整体性能的最佳化，而不是针对特定产品和设备的研发。技术难点是接口，技术难点是系统协调优化。当一个系统按照设计方案搭建时，可能会出现很多意想不到的问题，比如信号匹配、切换速度等。有些问题需要通过参数调整来解决，有些产品需要更换，有些甚至需要通过降低系统指标来解决。
大屏幕显示系统的设计过程实际上是一个系统集成的过程，即根据各行业的需求，对众多的技术和产品进行合理的选择，对各种软硬件产品资源进行优化配置，形成一个完整的集成方案，能够满足管理机构各席位的具体应用需求。
