裸眼3D液晶拼接大屏幕顯示系統(tǒng)設(shè)計

劉紅 羅亮 上海濟麗信息技術(shù)有限公司

關(guān)鍵字：液晶拼接 FPGA 漸變孔徑 集成成像 裸眼3D

1 拼接顯示單元

液晶拼接單元是液晶拼接大屏的一部分，液晶拼接單元是集液晶顯示單元和液晶拼接器為一體的液晶顯示整機單元。液晶系統(tǒng)提品單元具有很大的組合空間：既可以采用小屏拼接組合、也可以采用大屏拼接組合；既可以一對一單屏拼接，也可以采用大屏拼接組合；既可以一對一單屏拼接，也可以一對M×N整屏拼接；還可以大小屏混合拼裝?？梢愿鶕?jù)客戶對液晶拼接幕墻出的系統(tǒng)規(guī)模和應(yīng)用要求，按照系統(tǒng)的使用環(huán)境，選擇合適的產(chǎn)品和拼接方式，設(shè)計具體實施方案，滿足系統(tǒng)的應(yīng)用需求。

液晶拼接單元集液晶顯示單元和液晶拼接器為一體，從而使在液晶拼接大屏工程施工變的簡單、易操作。主流尺寸上有46”/47”/49”/55”等可選，拼縫上有1.7mm/3.5mm/5.3mm 等規(guī)格可選，成本相較于DLP拼接、LED小間距拼接有非常大的優(yōu)勢，因此具有廣闊的行業(yè)及商用市場，可廣泛應(yīng)用于軍警、政府公共事業(yè)、智能交通、廣電通信、能源與資源、安防領(lǐng)域、規(guī)劃展示及商用，我們在全國范圍內(nèi)具有幾千應(yīng)用案例。

2 解決增大液晶單元裸眼3D顯示視角的方法

為了解決前述狹縫光柵裸眼3D技術(shù)在增大可視角度就必然會降低分辨率或者光學(xué)效率的矛盾，在狹縫光柵、分辨率和透光率三者中權(quán)衡，找到平衡點，我們進行了無數(shù)次的結(jié)構(gòu)改進、測試實驗和理論分析。創(chuàng)新設(shè)計了一種可行的針對性解決辦法。該辦法是設(shè)計出一種新型的狹縫光柵孔徑尺寸結(jié)構(gòu)模型，即漸變孔徑的狹縫光柵。并設(shè)計了孔徑寬度的算法，以便于作為實際工藝生產(chǎn)的依據(jù)。最終實現(xiàn)能夠在不減小光學(xué)效率（顯示亮度關(guān)鍵指標）和分辨率（顯示效果關(guān)鍵指標）和分辨率（顯示效果關(guān)鍵指標）的前提下，實現(xiàn)寬視角的一維集成成像3D顯示的集成成像3D顯示，將能大大滿足用戶的需求，大大提高一維集成成像3D顯示的實際應(yīng)用性。

3 液晶拼接大屏幕顯示系統(tǒng)

本文涉及的拼接顯示墻是指用N×M個液晶拼接顯示單元組成的拼接顯示墻。其中液晶單元可以對輸入的高清信號、視頻信號或電腦RGB信號進行全屏顯示或局部放大顯示，大部分還有信號輸出功能，這樣可以獨立工作。同時用戶可以增配圖像處理設(shè)備（如拼接控制器或信號矩陣切換器等），圖像拼接控制器使得功能更加完善，比如達到信號的任意開窗口、預(yù)置方案、信號回顯、畫中畫、字符疊加及IPAD操作等功能。同時滿足局域網(wǎng)內(nèi)的任意計算機、平板或智能手機可通過網(wǎng)絡(luò)（有限或無線）對圖像拼接控制器進行控制。還可以集成增加全屏觸摸交互等功能。

4 裸眼3D多屏拼接顯示的實現(xiàn)

為了解決現(xiàn)有裸眼3D的傳輸解決方案包括基于傳統(tǒng)PC結(jié)構(gòu)或嵌入式Android板卡的分辨率受限問題，Genius自身擁有專利技術(shù)產(chǎn)品—一種基于FPGA的圖像拼接處理裝置。其本身具有系統(tǒng)完全的數(shù)字化架構(gòu)，從內(nèi)部結(jié)構(gòu)到外部接口上完全消除模擬，且理論上拼接規(guī)模（即拼接單元數(shù)量）和分辨率倍增的不受限等特性。因此，擁有更高的穩(wěn)定性和運算速度。直觀到圖像顯示上會獲得更快的響應(yīng)速度，對于處理3D內(nèi)容具有很好的優(yōu)勢。

基于這種優(yōu)勢和用戶的需求，我們對FPGA拼接控制器進行3D信號采集和傳輸升級，對其增加3D處理模塊。進行了大量的測試和改進，獲得了巨大的成功，在很多傳統(tǒng)3D大屏幕顯示系統(tǒng)應(yīng)用案例中獲得了用戶認可。將其運用到裸眼3D大屏幕采集中將具有很好的兼容性。將使得該拼接控制器我們在裸眼3D及傳統(tǒng)3D領(lǐng)域的應(yīng)用中獲得廣闊的市場空間。

以上是裸眼3D液晶拼接顯示系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)、參數(shù)設(shè)計、信號處理和兼容性的探討。設(shè)計實現(xiàn)包含許多技術(shù)內(nèi)容，今后有機會再做交流。下一步的研究工作是基于新型裸眼3D技術(shù)優(yōu)化其他拼接顯示墻系統(tǒng)如LED拼接大屏或DLP拼接墻，實現(xiàn)各類拼接大屏幕系統(tǒng)的裸眼3D升級。

5 結(jié)束語

經(jīng)過前瞻產(chǎn)業(yè)研究院專業(yè)市場研究分析，在可以預(yù)見的未來3—5年里，裸眼3D產(chǎn)業(yè)將迎來快速發(fā)展期，全球市場規(guī)模將達到近千億美元市場，年復(fù)合增長率將超過10%，市場滲透率將達到50%以上。因此，我們必須充分發(fā)揮自身優(yōu)勢、推陳出新，不斷研究開發(fā)出適合于時代發(fā)展潮流的世界領(lǐng)先的技術(shù)產(chǎn)品，這樣才能更好的推動整個裸眼3D顯示產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。