LED顯示屏和DLP拼接屏在電視節(jié)目制作中的應(yīng)用

電視節(jié)目越來越豐富多彩，交互性越來越強(qiáng)，給觀眾的視覺沖擊力也越來越大，其中節(jié)目背景起到了重要的作用。近幾年來，LED顯示屏和DLP拼接屏逐漸成為節(jié)目背景的主流，江蘇教育臺(tái)于2008年和2009年先后安裝了LED顯示屏和DLP拼接屏，本文擬就這兩種顯示屏的技術(shù)特點(diǎn)、使用效果、優(yōu)缺點(diǎn)及注意事項(xiàng)等做一些分析和探討。

一、LED顯示屏

LED是Light Emitting Diode的縮寫，中文意思為發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電能轉(zhuǎn)化為光能。LED顯示屏是先進(jìn)的數(shù)字化信息產(chǎn)品，它成功融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、圖像處理技術(shù)、嵌入式控制技術(shù)等，具有靈活多變的顯示面積及分辨率(模塊化可任意拼裝)、高亮度、低功耗、長(zhǎng)壽命、低熱量、環(huán)保耐用等優(yōu)點(diǎn)，綜合運(yùn)用了聲、光、電、圖、文，是全方位、完美地展示信息的終端產(chǎn)品。

LED顯示屏在電視演播室和電視轉(zhuǎn)播的大型活動(dòng)中越來越多地被使用，作為舞臺(tái)背景，它提供了各種生動(dòng)、炫麗的背景畫面和更多的互動(dòng)功能，使背景畫面亦動(dòng)亦靜，使表演和背景融為一體，讓人有身臨其境的感覺。它帶給舞美更大的遐想空間，設(shè)計(jì)出現(xiàn)代而有視覺沖擊力的舞臺(tái)，完美地將現(xiàn)場(chǎng)和節(jié)目的氣氛融合在一起，實(shí)現(xiàn)了其他舞臺(tái)美術(shù)設(shè)備難以實(shí)現(xiàn)的功能和效果。

現(xiàn)場(chǎng)觀眾對(duì)LED顯示屏的觀看效果和感受是十分直觀的，只要屏幕尺寸和像素間距與觀看距離適當(dāng)，這種直視式顯示屏就可以獲得極佳的效果。但是，電視機(jī)前觀眾的數(shù)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于現(xiàn)場(chǎng)觀眾的數(shù)量，所以，電視機(jī)前觀眾的觀看效果則是電視技術(shù)工作者研究和討論的重點(diǎn)。很多臺(tái)都使用了LED顯示屏，但出來的電視畫面效果卻差異很大，有的自始至終畫面色彩鮮艷、清晰穩(wěn)定;有的是遠(yuǎn)景時(shí)畫面小看不清，近景時(shí)要么是一些活動(dòng)的亮點(diǎn)，要么是飄忽的條紋干擾，在一些人物特寫鏡頭中，常常會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)紋干擾，擾亂了觀眾的視線。

在LED顯示屏的選型和使用過程中要注意以下幾個(gè)方面：

1.點(diǎn)間距要盡可能小

點(diǎn)間距是LED顯示屏相鄰像素中心點(diǎn)之間的距離。點(diǎn)間距越小，單位面積的像素就越多，分辨率就越高，拍攝距離就可以越近，當(dāng)然其價(jià)格也就越貴。目前國(guó)內(nèi)電視臺(tái)演播室里使用的LED顯示屏的點(diǎn)間距多為6—8毫米，江蘇教育臺(tái)根據(jù)演播室的具體情況，為了達(dá)到出色的效果，使用了點(diǎn)間距為4.25毫米、高4.6米、長(zhǎng)8.2米的LED顯示屏，其分辨率為1920×1080(即標(biāo)準(zhǔn)的高清分辨率)。要認(rèn)真研究信號(hào)源的分辨率和點(diǎn)間距之間的關(guān)系，爭(zhēng)取做到分辨率一致，達(dá)到點(diǎn)對(duì)點(diǎn)顯示，從而實(shí)現(xiàn)最佳的效果。

2.填充系數(shù)要高

LED顯示屏的填充系數(shù)(Fill Factor)又稱為亮區(qū)比例，即每個(gè)像素的發(fā)光面積與該像素所占物理表面積之比。LED顯示屏是由離散的像素排列而成，像素之間存在明顯的不發(fā)光黑區(qū)。當(dāng)近距離觀看時(shí)，畫面不連貫不完整，而且亮度不均產(chǎn)生顆粒感，如果發(fā)光源局限在很小的像素表面積內(nèi)，致使單個(gè)像素亮度是整屏亮度的數(shù)倍乃至十多倍，則會(huì)造成較為嚴(yán)重的刺目感。平板顯示器行業(yè)公認(rèn)的TCO’99標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，填充系數(shù)不應(yīng)低于50%，目前市場(chǎng)上很多LED顯示屏的填充系數(shù)未達(dá)到這一指標(biāo)。電視的低通濾波器的截止特性也直接影響了填充系數(shù)不同的LED顯示屏的合適拍攝距離。相同點(diǎn)間距的LED顯示屏，填充系數(shù)小的比填充系數(shù)大的衰減的要多，所以拍攝距離需要加大。假如系統(tǒng)低通濾波通帶為4MHz，高頻的衰減特性為12db/倍頻程，那么，填充系數(shù)25%的拍攝距離就比填充系數(shù)50%的多衰減1.15db，拍攝距離需要增大約10%。填充系數(shù)的提高，使得顯示屏的視角更加寬泛，混色效果更加理想，克服了像素的刺眼問題，也為適當(dāng)提高整屏的亮度以獲得更好的效果創(chuàng)造了條件。江蘇教育臺(tái)選用了填充系數(shù)為60%的LED顯示屏，它具有適中柔和的亮度、均勻鮮艷的色彩、清晰細(xì)膩的表現(xiàn)力，保證了顯示畫面的高品質(zhì)。

3.色溫能夠調(diào)節(jié)

色溫(Color Temperature)是通過發(fā)射體發(fā)射譜形狀與最佳擬合的黑體發(fā)射譜形狀比較確定的溫度。演播室使用LED顯示屏作為背景時(shí)，其色溫應(yīng)與演播室內(nèi)燈光色溫一致，才能在拍攝中得到準(zhǔn)確的色彩再現(xiàn)。演播室的燈光根據(jù)節(jié)目需求，有時(shí)使用3200K低色溫?zé)艟撸袝r(shí)使用5600K高色溫?zé)艟?，LED顯示屏則需調(diào)節(jié)至相應(yīng)的色溫，從而獲得滿意的拍攝效果。

4.拍攝距離要合適

正如前面談?wù)擖c(diǎn)間距和填充系數(shù)所提到的，不同點(diǎn)間距、不同填充系數(shù)的LED顯示屏，合適的拍攝距離是不一樣的。以江蘇教育臺(tái)點(diǎn)間距為4.25毫米、填充系數(shù)為60%的LED顯示屏為例，被拍人物與屏之間的距離在4—10米比較合適，這樣拍攝人物時(shí)就能得到比較出色的背景畫面。如果人物離屏太近，在拍攝近景時(shí)，背景就會(huì)出現(xiàn)顆粒感，也容易產(chǎn)生網(wǎng)紋干擾。

5.保證良好的使用環(huán)境

產(chǎn)品在使用壽命期內(nèi)只有在合適的工作條件下，故障率才低。LED顯示屏作為集成的電子產(chǎn)品，它主要是由裝有電子元器件的控制板、開關(guān)電源、發(fā)光器件等組成，而所有這些組件的壽命和穩(wěn)定性都與工作溫度有密切的關(guān)系。如果實(shí)際工作溫度超過了產(chǎn)品規(guī)定的使用范圍，不僅其壽命會(huì)縮短，產(chǎn)品本身也會(huì)受到嚴(yán)重的損壞。另外，灰塵的威脅也不容忽視。在灰塵比較大的環(huán)境中工作，由于PCB吸附灰塵，而灰塵的沉積會(huì)影響電子元器件的散熱，將導(dǎo)致元器件溫度上升，進(jìn)而出現(xiàn)熱穩(wěn)定性下降甚至產(chǎn)生漏電，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致燒毀。灰塵還會(huì)吸收水分，從而腐蝕電子線路，造成一些不易排查的短路問題。要注意保持演播室的清潔。演播室改造會(huì)產(chǎn)生大量灰塵，需提前對(duì)LED顯示屏做好防護(hù)工作。

使用LED顯示屏極大豐富了節(jié)目背景的顯示形式，LED顯示屏作為背景，適合大場(chǎng)景、大演播室的大型綜藝節(jié)目。

二、DLP拼接屏

DLP是Digital Light Processing的縮寫，中文意思為數(shù)字光處理，這種技術(shù)是先把影像信號(hào)經(jīng)過數(shù)字處理，然后再把光投影出來。從 DLP 的技術(shù)原理上來說，它具有最少的信號(hào)噪聲、精確的灰度等級(jí)、較高的反射率、無縫圖像顯示、高可靠性等優(yōu)勢(shì)。DLP拼接屏由多個(gè)背投顯示單元拼接而成，其最主要的特點(diǎn)是拼縫小，可以控制到0.5毫米以內(nèi)，大家都叫它“無縫”拼接，這也是其他兩大技術(shù)LCD和PDP所不能及的。由于它的這些優(yōu)勢(shì)，近幾年來電視臺(tái)流行使用DLP拼接屏作為演播室的背景，CNN、BBC、SKY、CCTV等知名大電視臺(tái)在使用后都取得了非常出色的節(jié)目效果。

DLP拼接屏也有缺點(diǎn)。由于DLP拼接的光源是來自于燈泡，導(dǎo)致它的功耗大，散熱量高，而且使用一段時(shí)間以后亮度會(huì)降低，用戶必須不斷更換燈泡來保持最初的顯示效果。隨著技術(shù)的發(fā)展，得益于LED光源的加入，目前DLP拼接屏已經(jīng)解決了頻繁更換燈泡、功耗大、散熱量高等一系列問題。采用了LED光源之后的DLP拼接屏，不僅在使用壽命和功耗上得到了較大的突破，在色彩方面也有了革命性的改變，讓DLP拼接屏繼續(xù)保持著市場(chǎng)領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)。

為了達(dá)到滿意的電視效果，我們?cè)贒LP拼接屏的選型和使用過程中要注意以下幾個(gè)方面：

1.拼接縫隙要盡可能小

我們所希望的背景顯示屏在電視上的效果是無縫的，這就需要拼接的縫隙要足夠小，才能從鏡頭中看不到縫隙。目前，使用鈦合金針縫合技術(shù)能使拼接縫隙縮小至0.2毫米以內(nèi)，同時(shí)通過連接板設(shè)計(jì)能夠保證屏幕在熱脹冷縮時(shí)不變形，為整個(gè)屏幕提供了優(yōu)質(zhì)的圖像幾何形狀與銳利度。

2.均勻性要高

DLP拼接屏由多個(gè)顯示屏拼接而成，也就造成了每塊屏的個(gè)體差異，而我們希望它們看起來像是一塊具有匹配顏色和亮度的大顯示屏，這就需要通過技術(shù)手段來提高均勻性。目前這種技術(shù)已比較成熟，技術(shù)先進(jìn)的廠家已能做到后臺(tái)靜默方式運(yùn)行，無須操作員參與，它通過集成專有的亮度與顏色傳感器，持續(xù)測(cè)量屏幕墻的顏色與亮度并在投影模塊間溝通，自動(dòng)匹配全白、全黑及兩者間全部灰級(jí)亮度和全部顯示模塊顏色，并保持整個(gè)顯示屏灰級(jí)相同，從而實(shí)現(xiàn)了多屏拼接下圖像的長(zhǎng)期一致性。

3.色溫需可調(diào)節(jié)

和LED顯示屏一樣，DLP拼接屏的色溫需保持與演播室內(nèi)燈光色溫一致，才能保證圖像色彩的真實(shí)還原。

4.演播室燈光要控制好

DLP拼接屏相對(duì)于其他顯示屏來說，亮度比較低，這就需要控制好演播室的燈光，避免有燈光直射到屏幕上。我們經(jīng)過摸索研究，使用了帶20°格柵的冷光源燈具，有效地將射到屏幕上光的照度控制在100lux以內(nèi)，又保證了主持人面光的照度能達(dá)到800—1000lux，獲得了滿意的效果。

5.光源需有高安全性

電視直播的互動(dòng)性越來越強(qiáng)，對(duì)背景的安全性要求也越來越高，DLP拼接屏的單個(gè)屏體尺寸都較大，如果光源出現(xiàn)問題，導(dǎo)致黑屏，對(duì)這個(gè)節(jié)目乃至一個(gè)臺(tái)的負(fù)面影響都會(huì)很大。所以需要使用雙燈熱備份或帶冗余的LED模塊來作為光源。

6.保證良好的散熱，還要控制好噪聲

UHP燈泡和LED光源在工作時(shí)都會(huì)產(chǎn)生很大的熱量，它的散熱是保證光源壽命和正常工作的重要環(huán)節(jié)，先進(jìn)的液冷技術(shù)能使冷卻效率更高，噪聲更小，還要注意保持良好的環(huán)境溫度，在關(guān)機(jī)時(shí)也不能立即切斷電源，要讓冷卻系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，使光源充分冷卻后再切斷電源，這對(duì)光源起到良好的保護(hù)作用，使之工作時(shí)能有最佳的表現(xiàn)。

DLP拼接屏是演播室背景的一大變革，但是由于它對(duì)燈光的要求較高，不適合在大型綜藝節(jié)目中使用，適合在中小型演播室中做新聞、訪談、現(xiàn)場(chǎng)連線、天氣預(yù)報(bào)等類型的節(jié)目。

隨著技術(shù)的發(fā)展，將有更多的新技術(shù)和新方式應(yīng)用于演播室背景。我們要深入了解它們的特點(diǎn)，針對(duì)不同的演播室條件、節(jié)目形式和要求來選擇技術(shù)產(chǎn)品作為背景，讓這些新技術(shù)最大限度地發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，更好地為節(jié)目服務(wù)，為觀眾服務(wù)。