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              LED球形屏介紹

              2017年02月04日

                   LED球形顯示屏面世進入市場也是近幾年才出現的,較為有名的是2010年世博會的臺灣館的LED球形屏,發展到目前市場上已經出現了三種LED球形屏。這幾種LED球形屏的制作技術都已申請了專利,有的甚至申請了PCT國際專利。

              一、球屏的種類

              1、西瓜皮LED球形屏市場上最早出現的球屏,俗稱西瓜皮球形屏,它由西瓜皮狀的PCB組成,它的優點是結構直觀,PCB的種類較少,其致命的缺點是南北二極(即北緯45°以北,南緯45°以南)不能正常播放圖像,因此畫面利用率太低或圖像變形嚴重。原因是目前所有的圖像源的像素點排布都是成行成列的,而西瓜皮LED球形屏的南北二極的像素點排布不是成行成列排布的,而是圈狀排列的,因此難以顯示。參見圖1與圖2。

              2、三角形LED球形屏:平面三角形PCB組成的球屏,俗稱足球屏,它克服了西瓜皮球屏的南北極不能播放圖像的缺點,因此畫面利用率大大提高。缺點是PCB種類較多,受像素點為蜂巢形排布限制而點間距不能太小,軟件編寫也較麻煩。見下圖3

              3

              3、六面全景LED球形屏:是最近才出現的四邊形PCB組成的LED球形屏,被人稱為六面全景LED球屏。參見圖4與圖5所示。它的制作方法也很簡單,現以1.5米直徑的球屏的制作為例:將整個球面分成6個形狀大小完全相同的面,再將每個面分成4個形狀大小完全相同的單元箱,6個面共24個。每個單元箱由16片表面焊有LED燈的PCB組成,最后將它們安裝成一個六面全景LED球形屏。

                                           4                                                            圖5

                   六面全景LED球形屏的PCB板的種類也較足球屏要少。像素布點更接近正常的平面LED顯示屏,最小點間距也與平面LED顯示屏相似,因此,能用于在普通平面LED顯示屏播放的圖像源都可以直接在六面全景LED球形屏上播放,效果較西瓜皮狀PCB組成的球屏與三角形PCB組成的球屏要好得多。在物理尺寸上由于整個球屏由6個形狀尺寸完全相同的面組成,每個面由4個形狀尺寸完全相同的單元箱組成,見圖5與圖7所示。它們可以放進航空箱,拆裝十分方便,便于租賃商使用。它在軟件播放功能方面當然也可以像西瓜皮LED球形屏一樣用1個視頻源在整個球面上進行播放,比如地球儀等。它還可以將6個不同視頻源或相同的視頻源在6個尺寸相同的面上播放(即上、下、左、右、前、后6個面)。當然也可以通過軟件,單獨或聯合起來播放不同視頻源。這對直徑大于2米的球屏尤為重要。因為人的身高是在2米以下的,其有效關注視角也只在球表面1/6左右。見下圖6所示:


               6

              復制鏈接可訪問2.4米球屏視頻

              http://v.youku.com/v_show/id_XOTU4NjQzNzI0.html?firsttime=0&from=y1.4-2

               

               7

               4. 戶外LED球形屏

                    戶外LED球形屏的原理與戶內球形屏基本相同,所不同的是戶外LED球形屏不但需要作防水處理,還可能需要安裝空調,以作降溫處理。見8圖所示。

              左邊是直徑3米戶外六面全景LED球形屏的單元箱


               戶外直徑3米球屏安裝調試中

               

               10 戶外直徑3米球屏現場效果

               

               復制鏈接可訪問3米球屏視頻

              http://v.youku.com/v_show/id_XMTI2NDMwMjM0OA==.html?from=y1.4-2

              二、  LED球屏的幾個特點

              1、LED球形屏的出現是應人們的需求之一即對新奇異樣的追求而出現的產品。早些年,如廣場上出現一個大平面LED顯示屏,那人們一定會驚訝:這么大一個電視機!現在這些“大電視”已不能滿足人們的獵奇心理了。如果某一天,在廣場上出現一個直徑5米的戶外LED球形屏,那將是一個非常聚人氣的一個產品。因此它是一個標新立異的聚集人氣的產品。所有使用平面視頻源在三維球面上播放帶來的缺陷都將會被容忍,就像使用廣角鏡或魚眼照相機所拍攝的變形的照片被人們接受一樣。

              2、LED顯示屏的播放原理是:LED顯示屏的控制系統(控制器+電腦)將在電腦的屏幕上播放的圖像源傳送到平面LED顯示屏上顯示。

                  世界上所有的圖像源幾乎都是平面的,如果要將平面的圖像源送到三維的LED球形屏上去顯示,且不經過處理,那幾乎是不可能的事情。好在球是圓的,任何一個觀眾個體不可能同時看LED球屏的每個角落,他只能看到球表面的一小部分而已。這也與球屏的直徑有關,如果球屏的直徑充分大,其有效關注的大概也只有球表面積的六分之一左右(由于視角的關系),其中還有六分之五是看不到的或不是其關注的,因為這六分之五分別在球的正背面、正左側、正右側、正上方、正下方。這樣,可以采用的播放方法有:1.將六個不同的圖像源在球面的六個不同區域播放。2. 3個不同的圖像源在球面的三個區域(如左后、上右、前下)播放。3. 2個圖像源在二個區域(后右前、上左下)播放。當然還可以像西瓜皮LED球形屏那樣將一個平面圖像源在整個球面上播放。

              3、LED球形屏的分辨率設計與平面LED顯示屏一樣,即與LED顯示屏的觀看距離密切相關,一般的經驗是P2.5的,2.5m以外觀看,P66m以外觀看,如是P20戶外屏,那么在20m以外觀看,在現實使用中也是如此的,這是一個比較模糊的選擇,是定性的而不是定量的,它的依據如下所述:

              LED顯示屏與電腦的顯示屏一樣,它們所顯示的圖像都是由像數點組成,每個像素點由紅、綠、蘭顏色元組成。像素與像素之間有一定的距離,這個距離我們稱為點間距PH。設電腦顯示屏的分辨率為1024×768,電腦顯示屏的水平方向有1024顆像素,垂直方向有768顆像素。它足夠表達一幅足夠細膩的圖像。

              如果電腦顯示屏的物理尺寸垂直方向的尺寸為300mm,那么電腦顯示屏上的像素點間距PH=300/768=0.39mm(如圖11)。

              Ph是任何數字式顯示屏的一個重要參數。

              我們測到:人眼到電腦顯示屏的距離為D=450mm,那么二個相鄰二顆像素與人眼的夾角為θ,

              那么有等式θ=Arctg0.39/450   1

               11

                   如果我們將電腦顯示屏放到離操作者30,000mm處,并且將由電腦顯示屏換成LED顯示屏或LED球形屏,那么人眼到LED顯示屏或LED球形屏的距離為30,000mm。由此可見,為保證圖像像素點的感知量不變(或分辯率不變),那么θ的夾角也應該是不變的。唯一需要變化的即Ph變化了。

              據等式(1)有等式:θ=Arctg0.39/450=ArctgPh/30,000+450,由此求得Ph=26mm左右,即我們會將LED球形屏的像素間距設計為15~20mm,此時該球屏的清晰度已足夠了,且是合理的。這時我們從30米以外看到的LED球屏圖像清晰度與我們在電腦前看到效果是相同的。如果人與LED球形屏的距離為其它數值,其Ph值可以參照上述方法計算得出。


               

               

              公司關于球形屏專利證書



               

               

              來源:上海大晨顯示技術有限公司
              上海大晨顯示技術有限公司
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