LED大屏幕在電視臺(tái)演播廳的應(yīng)用

孫志萍

（作者單位：河南廣播電視臺(tái)）

相較于傳統(tǒng)的背投式電視墻，采用LED全彩顯示屏組成的大屏幕電視墻具有亮度大﹑拼接簡(jiǎn)單且無(wú)縫﹑重量輕且節(jié)能等諸多優(yōu)勢(shì)。隨著近年來(lái)LED顯示屏技術(shù)的不斷成熟以及其價(jià)格的降低，現(xiàn)如今電視臺(tái)演播廳舞臺(tái)中LED大屏幕的應(yīng)用越來(lái)越普遍。利用LED大屏幕不斷切換符合節(jié)目風(fēng)格的背景，已成為目前舞美設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容，并且近年來(lái)呈現(xiàn)出全景使用的態(tài)勢(shì)。LED大屏幕在電視臺(tái)演播廳中的應(yīng)用能夠以清晰逼真的背景畫(huà)面強(qiáng)化節(jié)目的渲染力，所以在具體的應(yīng)用過(guò)程中，使用者需要對(duì)LED大屏幕的基本情況及技術(shù)相關(guān)有所了解，同時(shí)做好對(duì)LED大屏幕的日常維護(hù)工作。

1 LED大屏幕應(yīng)用概述

LED大屏幕在電視臺(tái)演播廳的應(yīng)用中有著豐富的表現(xiàn)力，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)真實(shí)情境在線，也能夠播放效果圖像與視頻資料，而且還憑借其靈活豐富的特點(diǎn)，能分割為二分屏﹑四分屏等，既有傳統(tǒng)舞美布景不具備的靈活性，也能夠充當(dāng)燈光系統(tǒng)中的光源補(bǔ)充。比如電視臺(tái)在演播廳錄制大型綜藝節(jié)目時(shí)，為了能夠烘托節(jié)目效果常會(huì)利用各類(lèi)LED大屏幕替代傳統(tǒng)布景去呈現(xiàn)節(jié)目?jī)?nèi)容，包括彩幕屏﹑中央地臺(tái)屏﹑天幕屏等；又如中小型演播廳，以新聞?lì)惻c訪談?lì)惞?jié)目居多，這些節(jié)目制作在近來(lái)年也大量應(yīng)用了LED大屏幕。可見(jiàn)，LED大屏幕在電視臺(tái)演播廳中的應(yīng)用已經(jīng)成為新的發(fā)展趨勢(shì)。

2 LED大屏幕在電視臺(tái)演播廳應(yīng)用中的硬件指標(biāo)

2.1 灰度等級(jí)

所謂灰度，也即是指色階或是灰階，代表亮度明暗程度，也是決定現(xiàn)實(shí)色彩數(shù)的主要指標(biāo)[1]?；叶鹊燃?jí)具體指LED顯示屏亮度從最亮到最暗間能夠區(qū)分的亮度級(jí)數(shù)，灰度越高則代表顯示的色彩越豐富，呈現(xiàn)的畫(huà)面也更細(xì)膩，能夠在細(xì)節(jié)方面表達(dá)更多內(nèi)容?；叶鹊燃?jí)與控制系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換位數(shù)相關(guān)，而且需要系統(tǒng)的視頻處理芯片﹑存儲(chǔ)器與傳輸系統(tǒng)都應(yīng)提供相應(yīng)位數(shù)支持才能夠確?；叶鹊燃?jí)，通常來(lái)講有無(wú)灰度﹑8級(jí)﹑16級(jí)﹑32級(jí)﹑64級(jí)﹑128級(jí)和256級(jí)等=等，LED大屏幕顯示屏的灰度等級(jí)越高則說(shuō)明色彩更艷麗。比如LED顯示屏為8位處理系統(tǒng)，也即表明灰度等級(jí)為256級(jí)，說(shuō)明從黑到白一共有256種亮度變化[2]。而在電視臺(tái)演播廳的應(yīng)用當(dāng)中，LED大屏幕的灰度等級(jí)要確保高于256級(jí)，盡量采用1024灰度等級(jí)的產(chǎn)品。

2.2 刷新頻率

LED顯示屏顯示數(shù)據(jù)每秒鐘被重復(fù)顯示的次數(shù)即是刷新頻率，常見(jiàn)的刷新頻率為60 Hz﹑120 Hz﹑240 Hz等，這一數(shù)值越高則代表圖像顯示效果就越穩(wěn)定。在電視臺(tái)演播廳的應(yīng)用中，LED大屏幕的刷新頻率應(yīng)當(dāng)高于120 Hz，才能確保圖像顯示不會(huì)出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，如此一來(lái)在攝像機(jī)的拍攝下，呈現(xiàn)在畫(huà)面中的效果才會(huì)更好。

2.3 視角

當(dāng)水平與垂直方向的亮度為L(zhǎng)ED顯示屏法線方向亮度的50%時(shí)，這一觀察方向與LED顯示屏法線所構(gòu)成的夾角為水平視角與垂直視角[3]。倘若LED顯示屏的水平與垂直視角分別為120°與45°時(shí)，這一范圍內(nèi)進(jìn)行觀看能夠讓觀眾得到最佳觀賞效果，而超過(guò)該范圍，觀眾所看到的畫(huà)面便是低于正常亮度50%的效果。可見(jiàn)LED顯示屏的視角越大就覆蓋的面積也就越廣，能讓更多觀眾觀看到最佳效果，。

2.4 亮度

這里所指的亮度為L(zhǎng)ED顯示屏在法線方向的平均亮度，這一指標(biāo)與LED晶片的選材﹑封裝方式及尺寸有著直接關(guān)系，晶片大則亮度高[4]。在電視臺(tái)演播廳的應(yīng)用中，通常會(huì)要求LED顯示屏最高亮度要高于1000cd/m2，但實(shí)際上演播廳的環(huán)境較為昏暗，LED屏的亮度需要與演播廳的舞臺(tái)燈光照度形成一定比例，因此在應(yīng)用過(guò)程中LED大屏幕的亮度不應(yīng)過(guò)亮，否則會(huì)導(dǎo)致LED屏幕在整個(gè)構(gòu)圖中出現(xiàn)“搶光”，主體照度不夠，因此LED大屏幕在亮度方面都基本能夠滿(mǎn)足條件。

2.5 平整度

LED大屏幕在組裝時(shí)，由于發(fā)光二極管﹑顯示模塊﹑顯示模組會(huì)帶來(lái)屏幕平面出現(xiàn)一定的凹凸偏差，局部的凸起或凹陷會(huì)造成屏幕可視角存在死角，所以在電視臺(tái)演播廳的應(yīng)用中，屏幕表面的平整度需控制在±1 mm之內(nèi)。

3 LED大屏幕在電視臺(tái)演播廳應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)

要想LED大屏幕在電視臺(tái)演播廳應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)最佳效果，不僅要在硬件選擇方面重視各項(xiàng)指標(biāo)的把控，還需做好關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，從而提升LED顯示屏的視覺(jué)效果。具體來(lái)講，有以下幾點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)。

3.1 逐點(diǎn)亮度校正技術(shù)

該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)每個(gè)像素點(diǎn)的亮度校正功能，即便是發(fā)光管的亮度存在差異，這項(xiàng)技術(shù)的調(diào)整能夠使其亮度高度一致，進(jìn)而呈現(xiàn)出完美的畫(huà)面效果。每一塊LED顯示屏在生產(chǎn)中都會(huì)進(jìn)行前后兩次校正，一次為單元模組校正，另一次是整塊顯示屏的校正。由于校正過(guò)程中的所需設(shè)備及操作都較為簡(jiǎn)單，所以能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)校正，也可在LED大屏幕使用一定時(shí)間后對(duì)出現(xiàn)不同衰減度的LED等進(jìn)行校正，進(jìn)而改善大屏幕現(xiàn)實(shí)不均勻的問(wèn)題。

3.2 嘴唇同步技術(shù)

對(duì)于數(shù)字圖像而言，特別是在對(duì)高清數(shù)字圖像的處理過(guò)程中，出現(xiàn)幀率延遲的情況較為常見(jiàn)，但倘若延遲時(shí)間高于30 ms，觀眾則會(huì)察覺(jué)到明顯的畫(huà)音不同步問(wèn)題，即說(shuō)話(huà)人的聲音與嘴型不同步。這類(lèi)幀率延遲的問(wèn)題出現(xiàn)在數(shù)字視頻經(jīng)過(guò)處理與還原等階段，要想在圖像處理過(guò)程中將其壓縮至人們?nèi)庋蹮o(wú)法感知的閥值，需要用到嘴唇同步技術(shù)，在LED大屏幕控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)者不能夠忽略這一問(wèn)題的存在，在電視臺(tái)演播廳的應(yīng)用中需要采用嘴唇同步技術(shù)這一關(guān)鍵技術(shù)，確保數(shù)字視頻幀速在60 fps時(shí)，其延遲在2幀以?xún)?nèi)，這樣才能達(dá)到基本的嘴唇同步延遲要求。

3.3 高速刷新技術(shù)

從光電特性來(lái)看，LED與CRT之間存在較大差異，其中CRT的熒光粉受到電子束的轟擊之下會(huì)出現(xiàn)一定時(shí)間的余影，而LED的電光相應(yīng)速度要比CRT快很多，可達(dá)到納秒級(jí)別[5]。可見(jiàn)LED大屏幕顯示器的刷新頻率要求要比CRT顯示器高很多。在電視臺(tái)演播廳的實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，LED大屏幕顯示器的畫(huà)面平均刷新速度應(yīng)達(dá)到1800 Hz，最低亮度等級(jí)的刷新速度應(yīng)當(dāng)為600 Hz，換幀頻率不得低于170，刷新占空比為4∶1，亮度損失率不得高于5%。如此一來(lái)，不管是呈現(xiàn)靜態(tài)還是動(dòng)態(tài)畫(huà)面，觀眾都不會(huì)直接察覺(jué)到畫(huà)面出現(xiàn)抖動(dòng)﹑頻閃﹑水波紋等現(xiàn)象，即便是長(zhǎng)時(shí)間看屏幕，都不會(huì)產(chǎn)生視覺(jué)疲勞。

3.4 快速運(yùn)動(dòng)圖像補(bǔ)償技術(shù)

快速運(yùn)動(dòng)的圖像在隔行向逐行轉(zhuǎn)換時(shí)，其邊沿容易產(chǎn)生鋸齒與模糊的現(xiàn)象，相較于靜態(tài)畫(huà)面而言，動(dòng)態(tài)畫(huà)面的質(zhì)量會(huì)顯得更加難以控制。所以需要采取快速運(yùn)用圖像補(bǔ)償技術(shù)，在確保靜態(tài)畫(huà)面清晰度的同時(shí)，提高動(dòng)態(tài)圖像的視覺(jué)效果。在電視臺(tái)演播廳的應(yīng)用中，LED顯示屏應(yīng)采用最為先進(jìn)的三維動(dòng)態(tài)偵測(cè)法，對(duì)每一幀畫(huà)面展開(kāi)實(shí)時(shí)函數(shù)探測(cè)，精準(zhǔn)判別每一幀畫(huà)面為靜態(tài)還是動(dòng)態(tài)，同時(shí)以自動(dòng)生成相應(yīng)的濾波器展開(kāi)運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)濾波，之后利用相異的數(shù)字模型展開(kāi)實(shí)時(shí)化處理，確保所有畫(huà)面都處在最佳狀態(tài)，達(dá)到快速運(yùn)動(dòng)圖像補(bǔ)償?shù)哪康摹?/p>

4 LED大屏幕在電視臺(tái)演播廳應(yīng)用中的日常維護(hù)

在電視臺(tái)演播廳的應(yīng)用當(dāng)中，LED大屏幕需要注意日常的運(yùn)行維護(hù)工作，確保其故障得以及時(shí)發(fā)現(xiàn)與排除，從而保證電視節(jié)目的順利進(jìn)行與錄制。

首先，需要確保LED顯示屏大屏幕的應(yīng)用環(huán)境達(dá)標(biāo)，不得將其置于濕度過(guò)高的環(huán)境當(dāng)中，以防帶有濕氣性質(zhì)的物體滲入LED顯示屏中，而LED顯示屏內(nèi)部一旦濕度升高，則極有可能造成LED顯示屏內(nèi)部零部件腐蝕，帶來(lái)不可挽回的損壞。同時(shí)電源連接要確保供電穩(wěn)定性，接地工作要完善良好，在極端惡劣天氣，如強(qiáng)雷電﹑強(qiáng)對(duì)流天氣中，最好不要使用LED設(shè)備。

其次，LED大屏幕在點(diǎn)亮播放狀態(tài)下最好不要長(zhǎng)時(shí)間呈現(xiàn)全部是白色﹑紅色﹑綠色等純色畫(huà)面，避免出現(xiàn)因電流過(guò)大而導(dǎo)致電源線發(fā)熱嚴(yán)重，進(jìn)而導(dǎo)致LED燈損壞而縮短LED顯示屏的使用壽命的現(xiàn)象，而且切不可對(duì)LED顯示屏隨意拆裝與拼接。此外，LED大屏幕不可高強(qiáng)度使用，需保證每天有至少2小時(shí)的休息時(shí)間，而在梅雨時(shí)節(jié)LED大屏幕至少要每個(gè)星期使用一次以上。通常每個(gè)月需要點(diǎn)亮屏幕1次，時(shí)間維持在2小時(shí)以上。同時(shí)，對(duì)于LED大屏幕的養(yǎng)護(hù)，其表面可用酒精進(jìn)行擦拭，或者用小毛刷﹑吸塵器將其細(xì)小灰塵吸走，不可直接用濕布進(jìn)行擦拭，避免滲水。

最后，LED大屏幕的USB轉(zhuǎn)串口線在使用過(guò)程中盡量不要熱拔插。此外，電腦在對(duì)多個(gè)USB轉(zhuǎn)串口進(jìn)行識(shí)別的過(guò)程中，會(huì)給各個(gè)USB轉(zhuǎn)串口分配統(tǒng)一的串口號(hào)，也就有可能造成部分USB轉(zhuǎn)串口無(wú)法正常運(yùn)行。所以，在應(yīng)用多套控制系統(tǒng)時(shí)，技術(shù)人員可在“設(shè)備管理器”中去查看“端口（COM和LPT）”的每一套控制系統(tǒng)分配的串口號(hào)是否正確。另外，倘若有其他程序占用NovaLCTMars串口，便會(huì)導(dǎo)致NovaLCT-Mars對(duì)硬件操作不成功，所以需要對(duì)占用串口的程序予以關(guān)閉，之后在軟件菜單中的“系統(tǒng)/重新連接”中選擇重新連接，進(jìn)而與控制系統(tǒng)相連。

5 結(jié)語(yǔ)

LED大屏幕待電視臺(tái)演播廳中的廣泛應(yīng)用，在節(jié)省了舞美設(shè)計(jì)投入成本以及布置舞美時(shí)間的同時(shí)，還強(qiáng)化了電視節(jié)目的感染力。同時(shí)，以LED大屏幕作為演播廳背景，能夠通過(guò)視頻﹑畫(huà)面﹑LOGO等內(nèi)容的呈現(xiàn)，促使演播廳背景與節(jié)目?jī)?nèi)容相輔相成，改變了過(guò)去演播廳單調(diào)陳舊的感覺(jué)，凸顯了電視節(jié)目視覺(jué)效果。