視頻會議顯示技術及應用

陳艷紅

【摘 要】文章首先梳理了直視型顯示技術的分類及發(fā)展歷程，然后對比分析了LCD、DLP、激光、空間成像等投影型顯示技術的原理及應用領域，最后總結了大屏顯示系統(tǒng)在視頻會議系統(tǒng)中的應用。

【關鍵詞】視頻會議;顯示技術

視頻會議系統(tǒng)越來越多地被部署并應用于各級各類政企部門，視頻會議顯示技術成為體現(xiàn)會議視頻效果和魅力的關鍵技術之一。隨著多媒體技術和超大規(guī)模集成電路制造工藝的躍進，各類新型顯示技術嶄露頭角，大屏幕顯示系統(tǒng)則因其沖擊力強、清晰度高而在眾多領域得到了廣泛應用。

一、直視型顯示技術

1.直視型顯示技術的分類

直視型顯示器根據發(fā)光類型分為主動發(fā)光型和非主動發(fā)光型兩種。主動發(fā)光型顯示器是指利用電能使器件發(fā)光，顯示文字和圖像的顯示器。主要有陰極射線管顯示器（CRT）、等離子體顯示器（PDP）、電致發(fā)光顯示器（ELD）、發(fā)光二極管（LED）顯示器、有機發(fā)光二極管（OLED）顯示器、場致發(fā)射顯示器（FED）、表面?zhèn)鲗碗娮影l(fā)射顯示器（SED）等。非主動發(fā)光型顯示器是指器件本身不發(fā)光，需要借助于太陽光或背光源的光，用電路控制外來光發(fā)射率和透射率實現(xiàn)顯示。主要有液晶顯示器（LCD）、電致變色顯示器（ECD）、電泳成像顯示器（EPID）等。除了CRT顯示器外，其他直視型顯示器都屬于平板顯示器。

2.直視型顯示技術的發(fā)展

1897年德國物理學家布勞恩發(fā)明了陰極射線管，實現(xiàn)了電信號到光信號的轉換，拉開了信息顯示技術的序幕。1907年羅辛利用CRT接收器設計出機械式掃描儀，1929年俄裔美國科學家佐爾金佐里金發(fā)展電子掃描的映像真空管，1949年第一臺蔭罩式彩電問世。100年來，以CRT為核心部件的顯示終端在人們的生活中得到廣泛應用。然而，由于CRT形體笨重、功耗高以及電磁輻射等問題，其生存和發(fā)展受到嚴峻挑戰(zhàn)。CRT顯示器被稱為第一代直視型顯示器。LCD和PDP是繼CRT后的第二代顯示器。LCD輕薄、分辨率高、省電、無輻射、便于攜帶，PDP由于功耗大、光效低、成本高被LCD淘汰出局。1968年第一臺基于動態(tài)散射效應的LCD誕生，1985年LCD產業(yè)開始商業(yè)化。1986年進入早期發(fā)展階段，20世紀90年代初進入高速發(fā)展期，但存在響應時間較長、色彩還原不夠真實、可視角度小等缺點。2001年以后LCD技術走向成熟發(fā)展之路，成本大幅下降，響應時間有效縮短;2004年至今，LCD成為平板顯示器的主流。隨著新技術的不斷涌現(xiàn)，LCD被取代也只是時間問題。由于OLED顯示器具有自發(fā)光、亮度高、發(fā)光效率高、對比度高、響應速度快、溫度特性好、低電壓直流驅動、低功耗、可視角寬、輕薄、可卷曲折疊、便于攜帶、可實現(xiàn)柔性顯示等特點，比LCD顯示器的性能更優(yōu)越，已在手機、平板電腦、數(shù)碼相機、平板電視等產品中逐漸看到了OLED屏幕的身影。

二、投影型顯示技術

投影顯示是用顯示器顯示圖像后，再通過透鏡等光學系統(tǒng)放大后投影到屏幕上的一種顯示方式。

1.LCD投影機

LCD液晶投影機由液晶體、光路系統(tǒng)、電路系統(tǒng)三大部分組成。液晶是介于液體和固體之間的物質，被稱為“第四態(tài)”。投影機中的金屬鹵素燈或冷光源發(fā)出明亮的白光，經過光路系統(tǒng)中的分光鏡分解為RGB三種元素顏色的光線，并在精確的位置上穿過液晶體。投影機利用液晶的光電效應，即液晶分子的排列和自身狀態(tài)在電場作用下發(fā)生變化，影響其透光率或反射率，從而實現(xiàn)電信號控制通過液晶單元的光線多少。三種元素顏色的光線通過“光閥門”，經過投影儀的鏡頭準確投射到屏幕上，形成與源圖像一致的圖像。

LCD投影機色彩還原好、分辨率高、攜帶方便，按照液晶板的片數(shù)分為三片機和單片機，三片機是市場上的主流產品。液晶光閥投影機代表了液晶投影機的高端產品，采用CRT管和液晶光閥作為成像器件，是CRT投影機與液晶與光閥相結合的產物。具有高亮度和分辨率，多用于環(huán)境光較強、投影屏幕很大的場合，如超大規(guī)模的指揮中心、會議中心等。

2.DLP數(shù)字投影機

數(shù)字投影機（DLP）是以數(shù)字微反射器（DMD）作為光閥成像器件的。一個DLP主板由模數(shù)解碼器、內存芯片、一個影像處理器及幾個數(shù)字信號處理器組成。所有文字圖像經過它產生一個數(shù)字信號，經過處理后轉到DLP的心臟—DMD。DMD在一塊指甲大小的硅晶片上，緊密排列了數(shù)百萬個微小的正方形反射鏡片（簡稱微鏡），每個微鏡都對應著一個存儲器，可以根據數(shù)字信號控制微鏡在±10°兩個位置上翻動。當DMD芯片和投影燈、色輪、投影鏡頭同步工作時，這些翻動的鏡片就能在屏幕上形成一幅彩色圖像。

DLP投影的最大優(yōu)勢在于高解析度與高亮度，黑色和白色更純正、灰度層次更加豐富。其應用正逐漸向大型投影機及電影放映機等高端機種以及2kg以下輕型機兩方面發(fā)展。DLP已成為未來投影機發(fā)展的一個重要方向，應用領域與市場前景都非常廣闊。

3.激光投影機

激光投影機利用半導體泵浦固態(tài)激光工作物質，產生RGB三基色光源，通過控制三基色激光光源在DMD上反射成像。激光顯示的概念早在20世紀60年代提出，受當時激光器發(fā)展水平限制，研究進展緩慢。20世紀90年代，全固態(tài)激光器關鍵材料的研制成功大大推動了激光顯示技術的研究。我國的激光顯示技術在全固態(tài)三基色激光、勻場、消相干、激光顯示等關鍵器件和整機技術方面都獲得了重大成果。2014年青島海信推出了自主研制的100in激光電視，內置VIDAA操作系統(tǒng)，可在距離墻面不到0.5in的空間內投射出100in以上的顯示畫面。2015年科視發(fā)布的Christie Captiva超短投射系列，可以在離屏幕或墻壁數(shù)英寸范圍內安裝;選配Captiva Touch交互配件和紅外筆，可將投影圖像變?yōu)榻换ナ斤@示;其利用固態(tài)長效發(fā)光技術，能提供2萬小時高性能無燈泡工作，可在數(shù)秒內達到全亮度或者瞬間待機狀態(tài)，而無需等待冷卻。

與其他顯示技術相比，激光顯示以其色域寬廣、亮度高、飽和度高、畫面尺寸靈活可變、壽命長、節(jié)能環(huán)保以及以更真實再現(xiàn)客觀世界豐富、艷麗的色彩等優(yōu)點，受到人們的關注，被認為是第四代顯示技術。

三、大屏幕顯示系統(tǒng)

在會議電視系統(tǒng)中需要大尺寸、高分辨率圖像信息顯示而標準的顯示設備不能滿足這個需求時，在顯示系統(tǒng)工程上就會把多個顯示單元整齊地堆疊拼接起來，構成一個類似墻體的顯示結構即為大屏幕顯示系統(tǒng)。

大屏幕顯示系統(tǒng)一般由拼接顯示單元、多屏處理系統(tǒng)及控制軟件組成。多屏拼接處理器是整個顯示系統(tǒng)的核心組件，顯示系統(tǒng)的易用性和穩(wěn)定性很大一部分取決于其所具有的功能和性能的優(yōu)劣。它是一種基于某一操作系統(tǒng)平臺并且具有多屏顯示功能的、可用不同方式對各種類型輸入信號進行遠程顯示處理及控制的專用圖形處理設備。多屏處理器可將所有通道輸出組合成一個單一邏輯屏，可以將單路輸入信號經過分割、放大輸出為m×n個標準的顯示畫面。其連接的所有信號都可以通過它進行相應處理后在拼接顯示系統(tǒng)中顯示出來，并且這些信號窗口可以在拼接系統(tǒng)中以任意大小、在任意位置相互疊加顯示。

大屏幕顯示系統(tǒng)顯示面積大，分辨率、清晰度高、響應速度快，能夠進行跨屏顯示和不同類型信號的疊加顯示，通過網絡連接方式可連接的計算機工作站數(shù)量無限制。大屏幕拼接墻分為DLP背投拼接單元、LCD液晶拼接單元、背投大屏幕電視墻、等離子PDP大屏幕電視墻、LED拼接屏和軟邊融合大屏幕拼接系統(tǒng)。其中，LED拼接屏不受顯示圖像大小的限制，只需將更多的LED模塊堆砌起來即可可得到大型、特大型屏幕的顯示效果，因此在指揮中心、監(jiān)控中心、會議廳、體育場館和大型演出等方面獲得了廣泛的應用。

【參考文獻】

[1]梁華編著.現(xiàn)代音視頻會議系統(tǒng)與工程設計[M].中國建筑工業(yè)出版社，2018.