2014-04-22 10:36:37
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追求亮麗的超大畫面、純真的色彩、高分辨率的顯示效果，歷來是人們對視覺感受的一種潛在要求。大到指揮監控中心、網管中心的建立，小到視頻會議、學術報告、技術講座和多功能會議的進行，對大畫面、多色彩、高亮度、高分辨率顯示效果的渴望越來越強烈，而傳統的電視墻、投影硬拼接屏和箱體拼接墻等很難滿足人們在這方面的要求。迅速崛起的數字化邊緣融合大屏幕拼接投影顯示技術，正在逐步成為適應這一需求的有效途徑。
一、邊緣融合技術的發展
邊緣融合的應用來源于模擬仿真/立體影院系統。它經歷了三個發展階段：硬邊拼接、重疊拼接和邊沿融合拼接：
◇ 硬邊拼接(又稱簡單拼接)：即兩臺投影儀的邊沿對齊，無重疊部分。顯示效果上表現為整幅畫面被一道縫分割開。如果投影儀邊緣未做亮度增強處理，該接縫顯示為黑色；如果投影儀邊緣做了亮度增強處理，該接縫顯示為白色。
◇ 簡單重疊：即兩臺投影儀的畫面有部分重疊，但沒有作淡進淡出處理，因此重疊部分的亮度為整幅其余部分的2倍，在顯示效果上表現為重疊部分為一亮條。
◇ 邊沿融合：與簡單重疊方法相比，左投影儀的右邊重疊部分的亮度線性衰減，右投影儀的左邊重疊部分的亮度線性增加。在顯示效果上表現為整幅畫面亮度完全一致。
二、邊緣融合技術的實現方式
進行邊緣融合無縫拼接的目的，一是增加投影屏幕尺寸使其達到數倍于單屏投影的最大尺寸；二是在這個尺寸上面顯示更多、更精細的內容，并在這兩個目的實現的基礎上，將因拼接而產生的接縫（黑縫或重疊亮線）消去。那么怎么樣實現邊緣融合，目前市場上有三種方法，即用純軟件實現、純硬件實現和軟硬件結合實現的三種；純硬件融合技術是通過光學的遮光處理來融合圖像，純軟件融合技術是通過電子線路處理來完成圖像的融合，軟硬件融合技術是指既有光學遮光融合處理，又有電子融合處理。 由于硬件融合能較好地處理融合圖像的黑平衡，而軟件融合能較好處理圖像的白平衡，這兩者相結合的軟硬件融合技術就能夠比較完美地實現融合部分色彩圖像的真實再現。但是不論是軟件還是硬件都必須完成以下步驟：
第一步、邊緣疊加（edge overlapping）
第二步、邊緣疊加部分的消隱（edge feathering）
在實際應用中通常會有以下三種組合方式：
1.寬視角的排列
多臺投影機水平排列組合打出更寬幅的畫面。這種方式被廣泛的應用于大型會議中心、演藝中心、展覽館和軍事項目等。
2.多臺投影機垂直堆積產生縱向的顯示畫面；
多臺投影機垂直縱向堆積－這種特殊排列的創意方式逐漸被人們欣賞，現在廣泛應用于廣告行業或一些特殊要求的現場演示會。
3. 多臺投影機堆積出更高更寬幅的超大畫面
多臺投影機堆積可以獲得更高更寬幅的超大畫面，這種方式通常被應用于監控中心和指揮中心。
三、邊緣融合系統與傳統拼接的差異
大屏幕拼接是一個籠統的概念，目前大屏幕拼接主要有兩種，一種是傳統的顯示墻硬拼接技術，另一種是采用邊緣融合技術的無縫拼接技術。顯示墻硬拼接技術主要采用多個背投拼接墻方式，如CRT背投顯示墻、LCD背投顯示墻、DLP背投拼接墻以及等離子顯示墻等，這種拼接技術目前拼接縫隙最小可以做到0.5mm，因為縫隙非常小了，所以大家也都叫“無縫”拼接，但實際是有縫隙的，真正沒有縫隙的是采用圖像無縫融合顯示的無縫融合技術。 隨著顯示技術與控制技術的不斷融合和發展，在高端的工程領域，通過拼接而成的大屏幕圖像顯示得到了廣泛的應用，它所帶來的超大畫面、多屏顯示以及清晰、逼真的顯示效果使得監控、安防、會議、模擬仿真等領域的工作效率得到大幅改善，同時促進了這些行業技術水平的快速進步。
近幾年來，隨著軟硬件技術的發展，無縫邊緣融合接技術進入了很成熟的階段，并已廣泛應用于指揮控制、虛擬仿真培訓、工業制造設計、科學研究和復雜決策過程，在展示展覽、視覺娛樂、廣告等領域的應用也越來越普遍。那么邊緣融合系統和傳統拼接相比較，主要有那些差異呢，通過對比我們會總結出如下幾點些區別：
1.在傳統拼接系統中，由于采用多塊單獨投影屏幕組成一個屏幕顯示體，各個投影幕之間雖然采用同一材料，但是由于制作時間、制作環境上的不同，使得不同屏幕的熱脹冷縮存在客觀差異，這就導致整個系統在使用一段時間后會出現一些小的物理變化，進而影響整個系統的穩定和效果。而融合拼接由于采用了一整塊投影幕，制作時間、材料、工藝水平完全一致，從而消除了上述隱患。
2.在融合拼接中，由于采用整幅屏幕，所以消除了傳統拼接存在的屏幕間的物理縫隙，從而使得投影屏幕顯示圖象整幅保持完整，無人為分割。而采用融合處理技術后，更消除了光學縫隙，這樣和普通硬拼接系統相比，在技術水平和顯示效果上，就有了質的差異和提高，從而使顯示的圖像完全一致，無任何物理或光學分割，保證了顯示圖像的完整性和美觀性。這在顯示地圖、圖紙等圖像信息時，更為重要，因為在圖紙、地圖上存在大量的線條或路線等，而屏幕縫隙和光學縫隙就會造成圖像顯示污染，容易使觀察人員把顯示的圖像線條和拼接系統本身的線條誤為一體，從而導致決策和研究失誤。而通過融合處理，就可以避免出現這種情況。
3.在融合拼接系統中，所有圖像都經過融合處理器進行了校正和統一，這樣在大屏幕上進行圖像顯示和切換時，無論切換什么格式的圖像，整個屏幕的亮度、色彩、鮮艷度、均勻度都比較一致，不會出現傳統拼接系統中經常出現的由于信號更換而導致系統顯示質量的變化。
4.在融合拼接系統中，由于在處理器中對投影機所投影顯示圖象進行了處理，可以對不同投影信號間的色差、亮差、均勻度進行調整，這也使得該系統顯示的圖象質量優于傳統拼接系統。
5.邊緣融合圖像處理器除了具有邊緣融合和圖像多畫面處理功能外，還具有圖像存儲和調用功能，可以把本身存儲的高分辨率圖像直接作為大屏幕系統的背景進行顯示，這在實際使用中非常有實用價值。
四、邊緣融合系統的組建
軟邊融合拼接系統是一套復雜的系統工程，通常組建一套完整的軟邊融合拼接系統需要以下設備。
1.屏幕：屏幕的給觀眾最直觀的視覺沖擊，屏幕選擇至關重要。首先確保屏幕整張無縫，才可以確保畫面的完美顯示。
2.投影機：投影機的畫面質量直接影響到大屏幕的顯示效果，同樣非常重要，來不得半點馬虎。盡可能采用3-DMD技術的投影機，確保良好的色彩還原性。高端3-LCD的投影機也可以使用，但是在色彩一致性的調整上面，比較花費很多時間。
3.軟邊融合拼接處理器：軟邊融合拼接處理器主要決定大屏幕畫面顯示的內容和速度，處理器的好壞，對于信號源的處理速度、畫面的清晰度、軟邊融合的質量，都有著不可低估的作用。
4.信號處理設備：信號處理設備包括信號源類型的轉換，信號的切換，信號的放大與傳輸等，對于大屏幕畫面的顯示非常重要。
5.集中控制設備：大屏幕拼接系統中設備種類繁多，投影機的數量、矩陣的數量、信號源的數量都比較多，中央集中控制設備可以更好的幫助你快速處理信號選擇與切換，方便快捷的控制設備操作過程，快速提高工作效率和準確度。
6.周邊設備：周邊設備包括信號源桌面接入系統，線纜、接插件、機柜、電源部分等等。
五、邊緣融合技術的特點
沒有任何割裂感覺的整幅畫面總是帶給人們完美的視覺享受，靚麗的畫面更是帶來美妙的視覺沖擊，更高的分辨率在提高清晰度的同時，使人們感受到細微顯示的魅力，投影距離的減少，大大提高了空間利用率，減少了使用成本。那么邊緣融合幾技術到底有什么樣的特點和好處呢？結合以上論述和實際的施工經驗，對邊緣融合技術可以總結出如下的特點：
1、增加圖像尺寸，使畫面的完整性增強
多臺投影機拼接投射出來的畫面一定比單臺投影機投射出來的畫面尺寸更大；鮮艷靚麗的畫面，能帶給人們不同凡響的視覺沖擊，另外，采用無縫邊緣融合技術拼接而成的畫面，要很大程度上保證了畫面的完美性和色彩的一致性。
2、增加分辨率
每臺投影機投射整幅圖像的一部分，這樣展現出的圖像分辨率被提高了。比如，一臺投影機的物理分辨率是800 x600，三臺投影機融合25%后，圖像的分辨率就變成了2000 x600。
3、超高分辨率
同利用帶有多通道高分辨率輸出的圖像處理器和計算機，可以產生每通道為1600x1200像素的三個或更多通道的合成圖像。如果融合25%的像素，可以通過減去多余的交疊像素產生的4000x1200分辨率圖像。目前市場上還沒有可在如此高的分辨率下操作的獨立顯示器。其解決辦法為使用投影機矩陣，每個投影機都以其最大分辨率運行，合成后的分辨率是減去交疊區域像素后的總和。
4、縮短投影距離
隨著無縫拼接的出現，投影距離的縮短變成必然。比如，原來200英寸（4000x3000mm）的屏幕，如果要求沒有物理和光學拼縫，我們將只能采用一臺投影機，投影距離=鏡頭焦距x屏幕寬度，采用光角鏡頭1.2:1，投影距離也要4.8米，現在，采用了融邊技術，同樣畫面沒有各種縫痕，距離只需要2.4米。
5、特殊形狀的屏幕上投射成像
比如，在圓柱或球形的屏幕上投射畫面，單臺投影機就需要較遠投影距離才可以覆蓋整個屏幕，而多臺投影機的組合不僅可以使投射畫面變大投影距離縮短，而且可使弧弦距縮短到盡量小，對圖像分辨率、明亮度和聚集效果來說是一個更好的選擇。
6、增加畫面層次感
由于采用了邊緣融合技術，畫面的分辨率、亮度得到增強，同時配合高質量的投影屏幕，就可使得整個顯示系統的畫面層次感和表現力明顯增強。
邊緣融合技術既實現了兩邊的完全融合，又消除了重疊拼接引起的過亮區域，并且軟邊融合拼接可以適應平面、柱面、球面等各種曲面形狀的拼接，具有更加廣泛的適用性。軟邊融合拼接技術是目前主流技術，也是未來的發展方向。他可以廣泛的應用于電力、通信、交通、公安系統、軍隊系統、水利水務、政府部門、能源部門等各類企業的大屏幕顯示系統中使用。
