擴(kuò)展視野傳遞無(wú)限精彩 邊緣融合技術(shù)簡(jiǎn)介

　　追求亮麗的超大畫(huà)面、純真的色彩、高分辨率的顯示效果，歷來(lái)是人們對(duì)視覺(jué)感受的一種潛在要求。大到指揮監(jiān)控中心、網(wǎng)管中心的建立，小到視頻會(huì)議、學(xué)術(shù)報(bào)告、技術(shù)講座和多功能會(huì)議的進(jìn)行，對(duì)大畫(huà)面、多色彩、高亮度、高分辨率顯示效果的渴望越來(lái)越強(qiáng)烈，而傳統(tǒng)的電視墻、投影硬拼接屏和箱體拼接墻等很難滿(mǎn)足人們?cè)谶@方面的要求。而最近迅速崛起的邊緣融合技術(shù)是近年來(lái)興起的一個(gè)新的無(wú)縫拼接技術(shù)，它更好的改善了拼接圖像的視覺(jué)效果，而正在逐步成為適應(yīng)這一需求的有效途徑。

一、什么是邊緣融合技術(shù)

　　邊緣融合技術(shù)就是將一組投影機(jī)投射出的畫(huà)面進(jìn)行邊緣重疊，并通過(guò)融合技術(shù)顯示出一個(gè)沒(méi)有縫隙　更加明亮、超大、高分辨率的整幅畫(huà)面，畫(huà)面的效果就是一臺(tái)投影機(jī)投射的畫(huà)質(zhì)。

    當(dāng)兩臺(tái)或多臺(tái)投影機(jī)組合投射一幅兩面時(shí)，會(huì)有一部分影像燈光重疊，邊緣融合的最主要功能就是把兩臺(tái)投影機(jī)重疊部分的燈光亮度逐漸調(diào)低，使整幅畫(huà)面的亮度一致。

二、邊緣融合的優(yōu)勢(shì)

　　1． 增加圖像尺寸；畫(huà)面的完整性

　　多臺(tái)投影機(jī)拼接投射出來(lái)的畫(huà)面一定比單臺(tái)投影機(jī)投射出來(lái)的畫(huà)面尺寸更大；鮮艷靚麗的畫(huà)面，能帶給人們不同凡響的視覺(jué)沖擊，采用無(wú)縫邊緣融合技術(shù)拼接而成的畫(huà)面，要很大程度上保證了畫(huà)面的完美性和色彩的一致性(如下圖所示)。

簡(jiǎn)單拼接　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　簡(jiǎn)單重疊

邊緣融合

　　2、增加分辨率

　　每臺(tái)投影機(jī)投射整幅圖像的一部分，這樣展現(xiàn)出的圖像分辨率被提高了。比如，一臺(tái)投影機(jī)的物理分辨率是800 x600，三臺(tái)投影機(jī)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(jì)算機(jī)，可以產(chǎn)生每通道為1600x1200像素的三個(gè)或更多通道的合成圖像�！∪绻�融合25%的像素，可以通過(guò)減去多余的交疊像素產(chǎn)生的4000x1200分辨率圖像。目前市場(chǎng)上還沒(méi)有可在如此高的分辨率下操作的獨(dú)立顯示器。其解決辦法為使用投影機(jī)矩陣，每個(gè)投影機(jī)都以其最大分辨率運(yùn)行，合成后的分辨率是減去交疊區(qū)域像素后的總和。

　　4.縮短投影距離

　　隨著無(wú)縫拼接的出現(xiàn)，投影距離的縮短變成必然。比如，原來(lái)200英寸（4000x3000mm）的屏幕，如果要求沒(méi)有物理和光學(xué)拼縫，我們將只能采用一臺(tái)投影機(jī)，投影距離=鏡頭焦距x屏幕寬度，采用光角鏡頭1.2:1，我們的投影距離也要4.8米，現(xiàn)在，我們采用了融邊技術(shù)，同樣畫(huà)面沒(méi)有各種縫痕，我們的距離只需要2.4。

　　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(huà)面，單臺(tái)投影機(jī)就需要較遠(yuǎn)投影距離才可以覆蓋整個(gè)屏幕，而多臺(tái)投影機(jī)的組合不僅可以使投射畫(huà)面變大投影距離縮短，而且可使弧弦距縮短到盡量小，對(duì)圖像分辨率、明亮度和聚集效果來(lái)說(shuō)是一個(gè)更好的選擇。

　　6、增加畫(huà)面層次感

　　由于采用了邊緣融合技術(shù)，畫(huà)面的分辨率、亮度得到增強(qiáng)，同時(shí)配合高質(zhì)量的投影屏幕，就可使得整個(gè)顯示系統(tǒng)的畫(huà)面層次感和表現(xiàn)力明顯增強(qiáng)。

三、邊緣融合系統(tǒng)與傳統(tǒng)拼接的差異

　　邊緣融合拼接系統(tǒng)和傳統(tǒng)拼接相比較，主要有以下差異：

　　1、在傳統(tǒng)拼接系統(tǒng)中，由于采用多塊單獨(dú)屏幕組成一個(gè)屏幕顯示體，各個(gè)屏幕之間雖然采用同一材料，但是由于制作時(shí)間、制作環(huán)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(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)在使用一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)一些小的物理變化， 進(jìn)而影響整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定和效果。而融合拼接由于采用了一整塊屏幕，制作時(shí)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(tǒng)拼接存在的屏幕間的物理縫隙，從而使得屏幕顯示圖象整幅保持完整，無(wú)人為分割。而采用融合處理技術(shù)后，更消除了光學(xué)縫隙，這樣和普通硬拼接系統(tǒng)相比，在技術(shù)水平和顯示效果上，就有了質(zhì)的差異和提高，從而使顯示的圖像完全一致，無(wú)任何物理或光學(xué)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(shí)，更為重要， 因?yàn)樵趫D紙、地圖上存在大量的線條或路線等，而屏幕縫隙和光學(xué)縫隙就會(huì)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(tǒng)本身的線條誤為一體，從而導(dǎo)致決策和研究失誤。而通過(guò)融合處理，就可以避免出現(xiàn)這種情況。

　　3、在融合拼接系統(tǒng)中，所有圖像都經(jīng)過(guò)融合處理器進(jìn)行了校正和統(tǒng)一，這樣在大屏幕上進(jìn)行圖像顯示和切換時(shí)，無(wú)論切換什么格式的圖像，整個(gè)屏幕的亮度、色彩、鮮艷度、均勻度都比較一致，不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)拼接系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)的由于信號(hào)更換而導(dǎo)致系統(tǒng)顯示質(zhì)量的變化。

　　4、在融合拼接系統(tǒng)中，由于在處理器中對(duì)投影顯示圖象進(jìn)行了處理，可以對(duì)不同投影信號(hào)間的色差、亮差、均勻度進(jìn)行調(diào)整，這也使得該系統(tǒng)顯示的圖象質(zhì)量?jī)?yōu)于傳統(tǒng)拼接系統(tǒng)。

　　5、邊緣融合圖像處理器除了具有邊緣融合和圖像多畫(huà)面處理功能外，還具有圖像存儲(chǔ)和調(diào)用功能，可以把本身存儲(chǔ)的高分辨率圖像直接作為大屏幕系統(tǒng)的背景進(jìn)行顯示，這在實(shí)際使用中非常有實(shí)用價(jià)值。

四、邊緣融合的方式

　　在實(shí)際應(yīng)用中通常會(huì)有以下三種方式：

　　1 寬視角的排列

　　2 多臺(tái)投影機(jī)垂直堆積產(chǎn)生縱向的顯示畫(huà)面；    3 多臺(tái)投影機(jī)堆積出更高更寬幅的超大畫(huà)面

五、 融合系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)備分析

　　1、投影機(jī)

　　考慮到高亮度、高可靠性和高均勻性的要求，投影機(jī)我們推薦使用繼CRT、a- LCD 、單片DLP、三片多晶硅LCD 投影顯示技術(shù)以后的最新一代三片式高對(duì)比度D L P 投影顯示系統(tǒng)。它以紅、綠、藍(lán)三片DMD(Digital Micormirror Device)數(shù)字微鏡作為成像器件。每片DMD由很多微鏡組成，每個(gè)微鏡對(duì)應(yīng)一個(gè)像素點(diǎn)，DLP 投影機(jī)的物理分辨率就是由微鏡的數(shù)目決定的。DLP 投影機(jī)的技術(shù)是一種全數(shù)字反射式投影技術(shù)。其主要特點(diǎn)如下：

　　A.數(shù)字優(yōu)勢(shì)
　　數(shù)字技術(shù)的采用，使圖像灰度等級(jí)提高，圖像噪聲消失，畫(huà)面質(zhì)量穩(wěn)定，數(shù)字圖像非常精確。

　　B.無(wú)縫優(yōu)勢(shì)
　　可顯示高品質(zhì)的無(wú)縫圖像。同樣的像素點(diǎn)，DLP投影機(jī)能產(chǎn)生畫(huà)面均勻，色彩銳利更高品質(zhì)的無(wú)縫圖像。

　　C.顯示效果
　　DLP 投影單元的亮度均勻性、色彩均勻性、灰度等級(jí)等技術(shù)指標(biāo)和實(shí)際顯示效果均比傳統(tǒng)CRT、LCD技高一籌，特別適用于大畫(huà)面的投影顯示。

　　光學(xué)核心壽命

　　根據(jù)美國(guó)德州儀器發(fā)表的技術(shù)白皮書(shū)，DLP的核心壽命長(zhǎng)達(dá)100, 000 小時(shí)，不存在LCD投影機(jī)由于工作環(huán)境溫度高而出現(xiàn)液晶板老化等問(wèn)題，特別適用于高亮度顯示環(huán)境。

　　2、邊緣融合處理器

　　邊緣融合處理器是一臺(tái)使你很容易從獨(dú)立屏幕的演示過(guò)渡到采用多個(gè)投影機(jī)生成的無(wú)縫寬屏幕演示的核心設(shè)備。

　　邊緣融合、多路輸入源選擇、無(wú)縫切換、圖像處理和操作人員控制等功能全部由一臺(tái)大屏幕處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)和操作，可滿(mǎn)足支持多窗口顯示的，且以無(wú)縫融合寬屏信號(hào)為背景的多畫(huà)面顯示顯示應(yīng)用要求。處理器視頻處理包括數(shù)據(jù)復(fù)制，以生成重迭投影區(qū)域，以及重疊圖像的邊緣羽化。數(shù)據(jù)重疊和邊緣羽化的交叉數(shù)據(jù)幅度可由用戶(hù)編程。

　　經(jīng)過(guò)這臺(tái)處理器進(jìn)行屏幕拼接處理及邊緣融合處理后，整個(gè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)下列功能：

　　(1)、多個(gè)信號(hào)輸入

　　根據(jù)要求，系統(tǒng)可配置為多個(gè)信號(hào)源輸入，每個(gè)輸入均可在高分辨下被處理。對(duì)于多屏安裝，每個(gè)信號(hào)源輸入安裝使用的屏幕的數(shù)量被復(fù)制。

　　(2)、多個(gè)通道輸出

　　(3)、各種的效果控制 如：

　　·視窗控制
　　可以像素精度定義視窗的位置和大小，由此來(lái)顯示窗口的輸入。

　　·數(shù)字放大
　　在每一視窗內(nèi)，均可對(duì)圖像進(jìn)行所需的縮放。

　　·特效控制
　　選擇產(chǎn)生奇特形狀的重疊、鏡像效果、陰影三維立體效果、淡入淡出、飛進(jìn)飛出等。

　　·次序控制
　　所疊加的窗口可以動(dòng)態(tài)方式存在，用戶(hù)可決定任一窗口放置的前后次序。

　　·邊緣融合
　　內(nèi)置的邊緣融合功能和羽化特性可產(chǎn)生光滑的全景重疊。

　　·直觀、簡(jiǎn)潔的控制軟件
　　控制軟件通過(guò)友好的管理界面，數(shù)字化的處理方式，方便用戶(hù)進(jìn)行信號(hào)選擇、顯示布局、畫(huà)面處理的多種管理功能。

　　3、控制端

　　邊緣融合器的控制端可采用電腦、控制臺(tái)式中央集中控制系統(tǒng)。

　　4、信號(hào)源

　　組成邊緣融合系統(tǒng)的信號(hào)源可以是多種多樣。例如現(xiàn)在工程中常用的有：VGA（筆記本、臺(tái)式機(jī)、圖形工作站），Video（攝像機(jī)、DVD）以及DVI、SDI（廣播級(jí)信號(hào)源）HD SDI等等。

　　5、屏幕

　　在大屏幕投影系統(tǒng)整體資金比例中，屏幕可能只占用較少的一部分，但是對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的效果而言，卻是至關(guān)重要的，如果投影屏幕選擇不合適，就相當(dāng)于整個(gè)系統(tǒng)設(shè)置了一個(gè)瓶頸，無(wú)論系統(tǒng)其他設(shè)備性能多么優(yōu)良，整體視覺(jué)效果都會(huì)受到抑制，無(wú)法把系統(tǒng)的完美性能充分表現(xiàn)出來(lái)。

　　在以前的投影系統(tǒng)中，由于受技術(shù)限制，投影機(jī)的亮度無(wú)法做到很高，所以為了增加投影亮度。對(duì)屏幕一般都要求比較高的增益率，但是這樣會(huì)影響對(duì)比度和色彩細(xì)膩程度。如今投影技術(shù)的發(fā)展非常迅速，投影機(jī)的亮度已經(jīng)不是問(wèn)題，所以對(duì)投影幕的要求中，增益率就放在了比較低的位置，而主要考慮屏幕的平整度、視角對(duì)比度和均勻度。

六、設(shè)計(jì)邊緣融合的步驟

　　1、 確定大概尺寸
　　2、 確定投影機(jī)的數(shù)量　
　　3、 選擇投影機(jī)（確定投影機(jī)亮度、分辨率、鏡頭）；
　　4、 選擇屏幕（考慮屏幕增益、均勻度、平整度）；
　　5、 選擇融合處理器；
　　6、 預(yù)設(shè)軟邊融合的區(qū)域值；
　　7、 安裝及校準(zhǔn)屏幕和投影機(jī)
　　8、 調(diào)試系統(tǒng)及測(cè)試。