教育体验多投影拼接技术

投影融合的应用来源于模拟仿真/立体影院系统。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室的进行，对大画面，多色彩，高亮度，高分辨率显示效果的需求越来越强烈。更近迅速崛起的数字化投影边缘融合大屏幕拼接

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投影融合的应用来源于模拟仿真/立体影院系统。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室的进行，对大画面，多色彩，高亮度，高分辨率显示效果的需求越来越强烈。更近迅速崛起的数字化投影边缘融合大屏幕拼接投影显示技术，正在逐步适应这一需求。随着投影显示技术的不断发展与创新，以及人们对欣赏水平的提高，超大画面，高亮度，以及更高分辨率显示便成为市场的迫切需求投影融合是一种多媒体技术，是一种针对如今投影技术发展应运而生的新技术，通常应用于多媒体展览展示、展馆多媒体设备、新产品或者新闻发布会等场合。

一、什么是大屏拼接？

大屏幕拼接是一个笼统的概念，目前大屏幕拼接主要有两种

一种是传统的显示墙硬拼接技术

另一种是采用边缘融合技术的无缝拼接技术。

显示墙硬拼接技术主要采用多个背投拼接墙方式，如CRT背投显示墙、LCD背投显示墙、DLP背投拼接墙以及等离子显示墙等，这种拼接技术目前拼接缝隙更小可以做到0.5mm，因为缝隙非常小了，所以大家也都叫“伪无缝”拼接，顾名思义，实际是有缝隙的，真正没有缝隙的是采用图像无缝融合显示的无缝拼接技术。

近几年来，随着软硬件技术的发展，无缝拼接技术进入了很成熟的阶段，并已广泛应用于指挥控制、虚拟仿真培训、工业制造设计、科学研究和复杂决策过程，在展示展览、视觉娱乐、广告等领域的应用也越来越普遍。

随着显示技术与控制技术的不断融合和发展，在高端的工程领域，通过拼接而成的大屏幕图像显示得到了广泛的应用，它所带来的超大画面、多屏显示以及清晰、逼真的显示效果使得监控、安防、会议、模拟仿真等领域的工作效率得到大幅改善，同时促进了这些行业技术水平的快速进步。

无缝拼接技术是一种特殊的、要求比较高的投影显示应用，可以实现多屏图像融合在一起，并将拼接缝隙缩至更小以至于完全重合的拼接技术。无缝拼接技术不仅需要完整的超大幅屏幕，对投射出超大尺寸画面所用的投影也有特殊要求。

无缝拼接技术的发展共经历了纯硬件融合技术、纯软件融合技术和软硬件融合技术三个阶段。

纯硬件融合技术是通过光学的遮光处理来融合图像

纯软件融合技术是通过电子线路处理来完成图像的融合

软硬件融合技术是指既有光学遮光融合处理，又有电子融合处理。由于硬件融合能较好地处理融合图像的黑平衡，而软件融合能较好处理图像的白平衡，这两者相结合的软硬件融合技术就能够比较完美地实现融合部分色彩图像的真实再现。

从拼接效果上来说，无缝拼接技术也经历了三个发展阶段：硬边拼接、重叠拼接和软边融合拼接。

硬边拼接有明显分割线（即物理拼缝)，无法实现全景的一体化显示

重叠拼接是指将两台投影机投出的图像在拼合处以叠加的方式重叠，但这种拼接显然存在着拼合处由于亮度叠加而出现过亮区域的弊病，影响到无缝效果的实现。

软边融合拼接通过边缘融合技术的处理，既实现了两边的完全融合，又消除了重叠拼接引起的过亮区域，并且软边融合拼接可以适应平面、柱面、球面等各种曲面形状的拼接，具有更加广泛的适用性。软边融合拼接技术是否目前主流技术，也是未来的发展方向。

软边融合拼接系统是一套复杂的系统工程，通常组建一套完整的软边融合拼接系统需要以下设备。

屏幕（废话）：屏幕的给观众更直观的视觉冲击，屏幕选择至关重要。首先确保屏幕整张无缝，才可以确保画面的完美显示。

投影机（废话X2）：投影机的画面质量直接影响到大屏幕的显示效果，同样非常重要，来不得半点马虎。尽可能采用3-DMD技术的投影机，确保良好的色彩还原性。高端3-LCD的投影机也可以使用，但是在色彩一致性的调整上面，比较花费很多时间。

软边融合拼接处理器：软边融合拼接处理器主要决定大屏幕画面显示的内容和速度，处理器的好坏，对于信号源的处理速度、画面的清晰度、软边融合的质量，都有着不可低估的作用。

信号处理设备：信号处理设备包括信号源类型的转换，信号的切换，信号的放大与传输等，对于大屏幕画面的显示非常重要。

集中控制设备：大屏幕拼接系统中设备种类繁多，投影机的数量、矩阵的数量、信号源的数量都比较多，中央集中控制设备可以更好的帮助你快速处理信号选择与切换，方便快捷的控制设备操作过程，快速提高工作效率和准确度。

周边设备：周边设备包括信号源桌面接入系统，线缆、接插件、机柜、电源部分等等

二、无缝拼接和边缘融合的区别

拼接是两台投影仪的边沿对齐，无重叠部分，融合是把两台投影机重叠。

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，画面的效果就好象是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两面时，会有一部分影像灯光重叠，边缘融合的更主要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。

边沿融合投影技术经历了三个发展阶段：硬边拼接、重叠拼接和边沿融合拼接

硬边拼接（又称简单拼接)：即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。

简单重叠：即两台投影仪的画面有部分重叠，但没有作淡进淡出处理，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亮条。

边沿融合：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。

三、什么是大屏拼接系统？

大屏/多屏拼接，除了硬件上要满足要求，拼接系统也是必不可少的。大屏幕拼接系统，主要有三个系统，即LCD显示单元拼接、PDP显示单元拼接和DLP背投显示单元拼接。其中前二者属于平板显示单元拼接系统，后者属于投影单元拼接系统。

PDP大屏拼接系统

PDP是一种利用气体放电的显示技术，其工作原理与日光灯很相似。它采用了等离子管作为发光元件，屏幕上每一个等离子管对应一个像素，屏幕以玻璃作为基板，基板间隔一定距离，形成一个个放电空间。放电空间内充入氖、氙等混合惰性气体作为工作媒质，在两块玻璃基板的内侧面上涂有金属氧化物导电薄膜作激励电极。当向电极上加入电压，放电空间内的混合气体便发生等离子体放电现象，也称电浆效应。等离子体放电产生紫外线，紫外线激发涂有红绿蓝荧光粉的荧光屏，荧光屏发射出可见光，显现出图像。

PDP单元拼接具有颜色鲜亮、高对比度以及高亮度的优点，同时也具有其自身无法克服的缺点。等离子由于耗电量与发热量很大，会产生严重灼伤现象，并不适用于长期静态画面显示监控。并且PDP单元用于拼接之后，整机升温更高，致使设备容易烧毁。此外，目前市面上等离子拼接幕墙价格较高，一般一平方米的价格高达十几万。今天，在低碳、节能已经成为主流趋势，对于大多数普通用户来说，等离子拼接显然不是其更优选择。

LCD拼接

LCD大屏拼接，是采用LCD显示单元拼接的方式，通过拼接控制软件系统，来实现大屏幕显示效果的一种拼接屏体。DID以其优良的性价比在LCD平板拼接技术中一枝独秀。

LCD拼接具有厚度薄、重量轻、低能耗、长寿命、无辐射等优点，而且其画面细腻、分辨率高，各项关键性能指标的优秀表现，已使它成为发展主流，前景看好。作为拼接显示终端，LCD尽管有上述优点，但是作为拼接显示单元，其缺点也是致命的：那就是目前其拼缝教大，且在三种拼接显示单元中更大，令许多用户不得不忍痛舍弃。

就目前的发展态势来看，作为新生技术，尽管LCD拼接存在严重的缺陷，但是大屏拼接业内大多数人士还是对其寄予厚望。如今大屏拼接系统的发展需求已经日益明朗——那就是在拼接墙上可以不受限制地显示多路高清晰动态画面。其中显示单元要想进一步发展，高清晰，细拼缝，轻薄低功耗是发展方向;而在三种显示单元中，只有LCD能承担这一重任。随着三星推出了综合拼缝7.3mm的拼接屏。这一重大突破不仅给MPDP和DLP拼接带来巨大的冲击，而且为LCD拼接的进一步普及应用也是意义非凡。

着眼于LCD拼接的低能耗、长寿命，高清晰的特质，安防监控领域对其青睐有加。从目前中国市场的应用趋势来看，在国家重点交通、运输枢纽、大型的场馆等重要部位，越来越多地采用LCD大屏幕建立监控指挥系统已经成为一种趋势。特别在安防监控领域，LCD大屏幕系统拼接墙正在渐渐的取代传统的CRT、DLP拼接墙，成为专业安防监控拼接大屏的首选继任者。另外，作为数字告示的显示终端，业界对液晶拼接也是青睐有加。

DLP拼接系统

DLP投影技术是应用了数字微镜晶片(DMD)来做主要关键元件以实现数字光学处理过程。其原理是将光源藉由一个积分器(Integrator)，将光均匀化，通过一个有色彩三原色的色环(ColorWheel)，将光分成R、G、B三色，再将色彩由透镜成像在DMD上。以同步讯号的方法，把数字旋转镜片的电讯号，将连续光转为灰阶，配合R、G、B三种颜色而将色彩表现出来，更后在经过镜头投影成像。

DLP大屏幕拼接系统以DLP投影机为主并配以图像处理器组成的高亮度，高分辨率色彩逼真的电视墙，能够显示各种计算机、网络信号以及视频信号，画面能任意漫游、开窗、放大缩小和叠加。此外，相较于其他拼接技术，DLP拼接的突出优势是“零缝隙”，其物理缝隙画面整体显示效果良好。而且，DLP拼接系统对于环境的要求较低，从而使得运行成本降低。

DLP拼接作为发展多年的主流技术，其一直存在的技术缺点就是色彩的饱和度提不上去。而对此，近年来发展起来的等离子及液晶就能很好的克服。因此，面对两种新兴技术的夹击，近年来DIP拼接的市场占有率也出现了大幅下降。然而，对此大多数的业内人士并不持悲观态度。接缝时等离子与液晶无法逾越的鸿沟，对于拼缝要求较高的领域，如模拟仿真、气象、轨道交通调度等应用市场，DIP仍是其首选。另外，数字告示产业的迅速展开，对于大屏拼接市场是一股很强的推动力。作为数字告示显示终端的大屏系统，从目前市场易用来看，主要是液晶拼接和DLP拼接。虽然液晶拼接的应用较为广泛，但是对于在显示地图、流程图和工程设计图纸等需要精细显示，不允许丢失显示细节的数字告示系统中，无缝感的DLP背投拼接技术仍是首选。

针对DLP背投的光源瓶颈，近来推出的LED光源成为了很好的突破，这对于DLP拼接的应用推广助力强大。基于技术的成熟以及市场占有率的优势，业内专家认为DLP拼接的未来发展之路还是光明大道。

四、大屏融合的屏幕要求

在大屏融合投影系统整体资金比例中，大屏融合的屏幕可能只占有较少的一部分，但是对于整个系统的效果而言，却是至关重要的，如果大屏融合屏幕选择不合适，也就是屏幕的材质、增益以及半增益、视角均匀度、平整度、分辨率、对比度和尺寸大小，其中任何一类不达标，就相当于整个系统设置了一个瓶颈，无论系统其他设备性能多么优良，整体视觉效果都会受到抑制，无法把系统的完美性能充分表现出来。在以前的大屏融合投影系统中，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。在这种应用里选择增益是1.0（＋/－0.5）的屏幕可以获得更好的成像效果。原因是当屏幕的增益越大屏幕的视角就会越小，如果观众不在屏幕的正中间时很容易就看见屏幕的融合部分，这样整体看来就显得图像的均匀度很差。

五、投影环形融合

投影环形融合系统使用多台投影机组成环形投影屏幕，环形投影屏幕半径为360度弧度；由于其屏幕半径大且360度闭合，观众身处环幕中间，视觉完全被包围，再配合环绕立体声系统，使观众充分体验一种高度身临其境的三维立体视听感觉，获得一具有高度沉浸感的可视环境，是传统屏幕投影不能比拟的。

投影环形融合系统可以理解为，基于环幕投影系统影院系统方案包含环幕系统和环幕投影，环幕影院的屏幕和一般的电影屏幕不同，环幕影院采用柱面投影屏幕，将观赏者围绕在中心。屏幕上超长跨度的广阔画面充满观赏者的视野，全方位立体声音与影片情节相辅相成、完美配合，演绎精彩绝伦的沉浸式视听享受。

环幕投影视觉宽阔，360度空间成像表现，极具立体感：其以高新科技展示投影影像，时尚震撼。环幕具有良好的物理机械性能，热膨胀系数小（负6次方级），热变形温度较高（高于一百摄氏度）抗拉强度高，同时还具有良好的耐侯性，对湿热、潮湿、盐物气不敏感，并且具有较好的化学稳定性，对硫酸、盐酸和洗调剂不产生化学反应。在生产在技术上利用光的漫反射原理，对金属铝箔进行特殊的表面处理，幕面平整光洁而且曲率均匀。同时，能够排除90%的杂光。所以，即使在室内明亮依然能保持鲜艳的色彩和清晰的影像。屏幕牢固耐用，使用寿命可长达10年以上！

环幕系统的弧度有多种选择，环形幕半径通常有100～360弧度不等，可根据场地具体情况进行个性化设计和施工，保证环幕影院效果。

环形幕优势

1、带来超强的沉浸式逼真视听感受，是传统平幕投影显示设备所不能比拟的；

2、极高的图像分辨率、无任何变形失真的三维立体影像；

3、画面超大，色彩纯真，场景宏大、逼真。

环形幕特点

1、支持超大尺寸的平面投幕、柱面（环形）投影幕和球面投影幕及各种异型投影幕显示环境；

2、增加整屏图像的亮度及其分辨率；

3、正、背投可选，缩短投影机投射距离；

4、彻底消除图像边缘的物理拼缝，实现图象的完整一体化、无失真、多通道无缝拼接；

5、增强图像层次感；

6、用户可随意移动窗口和调整尺寸以满足具体需求。

运用领域

（一）、展览展示、工业设计、教育培训、会议中心等专业领域；

（二）、视频会议、学术报告、技术讲座和多功能会议；

（三）、虚拟战场仿真、数字城市规划、三维地理信息系统等大型场景仿真环境；

（四）、交通指挥监控中心、网管中心的建立；

（五）、科技馆、天文台、地震局、宇航局、学校、博物馆、展览馆等场所，通过视频的方式，展示有关宇宙、星球、卫星、地震、海洋、大气等科普教育内容；

（六）、企业展厅、政府展厅、电影院、娱乐场所、高级商务会所、旅游景区等，可以很好的进行品牌的展示，提高宣传效果。

六、多通道立体环幕投影系统

立体投影分为主动式和被动式立体（又称为偏光式和不闪式）。被动式立体投影系统是使用两台投影机，一台投射左眼图像，另外一台投射右眼图像，将左右眼图像同时投射到屏幕上，投影机镜头前安装偏振光片，使投射的光线变成偏振光，而观众配带的立体眼镜的镜片也是偏振光片，并且左眼的偏振片与投射左眼图像的投影机的偏振光片的偏振方向是相同的，右眼的偏振片与投射右眼图像的投影机的偏振光片的偏振方向是相同的，这样左眼图像只能透过左眼镜片，而右眼图像也只能透过右眼镜片，从而使观众看到立体的图像，一般的投影方式都是由一个图形通道驱动一台投影机。在多投影机的系统中就需要都投影通道来支持，这就是多通道立体环幕系统。