在军事指挥训练、工业生产调度、网络调度监控、交通管理等各个领域,控制室拼墙系统起着十分重要的作用,系统的各种情报信息被传送到指挥室,各种命令执行信息又从控制室传送到系统的每个角落。其发挥的作用无异于人体的大脑。
而用户在显示墙的选择、安装和维护方面的知识往往都非常匮乏。面对这样一套复杂的高科技系统,总是显得有些手足无措。对什么样的控制室拼墙适合自己,尺寸要多大,购买设备要注意哪些问题以及系统的升级维护,他们大多都是一无所知。本文专门为最终用户收集了一些相关知识,为大家揭开拼墙系统神秘的面纱,希望能为大家在系统选购时带去一些帮助。
一、 为什么安装电视墙
在一些重要的应用中,电视墙系统都是不可或缺的工具,在各行业中广泛应用,例如公用事业、军事指挥和控制、紧急行动中心、新闻中心、安全中心以及电信业务和运输控制中心。
电视墙为控制室系统操作提供了强大的协同工具,让用户随时都能监控到目标环境的现场情况。多个屏幕拼接更为多种应用业务图像、现场广播、电话会议等提供了一个典型的可操作图像。让用户对潜在的可能发生的问题了如指掌,并迅速、高效地解决问题。如果需要让控制室显示墙显示的信息与适当的人可视共享,以提高工作协作和决策制定的效率,那就需要安装电视墙。
需要哪些组件
不同的应用对电视墙有着不同的要求,一个完整的控制室显示墙由许多组件构成,电视墙好比内容的调色板,而电视墙技术和软件则同时起到系统管理的作用。
要与电视墙沟通,就需要输入信号源,其中包括视频、照相机、电脑、网络和KVM(键盘、视频显示单元鼠标)设备从一个控制台控制多个计算机,安全控制台服务器提供访问和管理。
如何着手
无论是房间的大小还是显示内容的选择上,在设计控制室显示墙时都有很多方面的问题需要考虑。要着手一套系统地设计,首先来回答一些基本问题。
● 房间的大小和特点,显示墙的安装位置;
● 控制中心的规模多大,包括地面和天花板高度尺寸;
● 平均需要多少操作员在控制室里;
● 哪些人需要监控哪些墙;
● 用户都多少输入信号,都是什么样的信号源;
● 内容决定显示墙的类型,需要显示什么内容;
● 是否只需要显示视频信息,还会采用其他的内容么。
二、深入了解电视墙
概述
投影拼墙是一套背投设备,旨在与其他视频墙连接,创建一套视频显示系统。它从以下三个方面有别于其他常见的背投设备:
1、将图像投影显示到屏幕的边缘,实现两个屏幕之间低于1毫米的拼缝连接。
2、实现一天24小时,一周7天工作,而不会出现性能下降。
3、相邻屏幕之间的色彩和亮度匹配非常完美,使整体显示墙看起来像一个连续的图像。
拼墙工作原理
一套拼墙系统包括四个主要组成部分:显示器箱体、镜面、投影屏幕和投影机引擎。
箱体:箱体创建了一个无光环境,可以降低屏幕的亮度。这让拼墙系统可以安放在高亮度环境下。
镜面:镜面把来自投影机光线的方向折射到投影屏幕上,使投影单元十分紧凑,通常投影单元的深度为21″— 38″。
投影屏幕:投影屏幕用于图像得投影显示,投影幕的选择是至关重要的,因为它直接决定了投影单元的视觉角度和亮度。
投影机引擎:投影机直接关系到图像的生成,它将来自计算机或视频源的信号投影到屏幕上。这里我们称之为投影机,而不是投影引擎,是因为光学元件是从电子模块和电源分开的,让一个部件出现故障时可以迅速更换。
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将单元整合成视频墙
通过拼接两个或多个显示单元就可以创建一个视频墙。每个单元之间是互锁在一起的,使用户可以获得几乎任何尺寸的显示图像,通过增加更多的投影单元,可以获得更高的分辨率,把多个单元拼接起来可以实现:
● 更大的显示面积;
● 更高的分辨率来显示更多内容;
● 多个群集工作组工作区;
● 屏幕显示墙可以帮助建立协作环境,增加更多的投影单元可以实现更多的信息资源同时共享;
● 从此图我们可以看到一个单元显示的信息是有限地,投影显示单元越多,投影画面地信息就越丰富、细节就越多。

投影单元的分辨率
增加投影单元的数量可以提高显示墙的整体分辨率。此外,它还增加了墙上单一显示的图像分辨率。
左图对比了XGA(1,024×768像素)和SXGA +
(1,400×1,050像素)显示器或投影单元显示出来的图像效果。
在同样尺寸大小的屏幕上,显示墙分辨率越高,看到的信息就越多,如果拼接单元的数量相同,那单元设备的分辨率越高,投影出来的图像也就越细腻。
分辨率 独立分辨率 4×2显示墙的整体分辨率
XGA 1,024×768pixels 4,096×1,536pixels
SXGA+ 1,400×1,050pixels 5,600×2,100pixels
虽然投影单元分辨率越高产生的图像质量越高,但相关人体工程学研究表明,较低分辨率投影单元有时更适合较大空间控制室应用。
采用拼墙解决更多实际场景问题
当信息量非常大时,显示墙可以为控制室操作员提供更多其他地方的现场情景信息,而不是仅仅局限于对他们本地工作站。例如:在火车站控制中心,操作员可以使用显示墙来监控火车的调度情况,在本地工作站点解决一些特殊的问题。
为了让显示墙优势得以充分发挥,必须考虑到其工效方面的问题。例如,增加显示单元分辨率可以为更多的信息显示提供更广泛的空间,但这并没有考虑到显示墙上看到的信息的易读性和易理解性。
要成功地将大尺寸的显示墙安装到操作中心,显示内容的易读性和屏幕的亮度都是考虑的关键因素,也是衡量一套大规模显示墙是否成功的重要指标。
为房间选择适当分辨率
让我们通过医生办公室的标准视力来解释易读性对显示墙信息显示的重要性。从这个表中我们可以很显然地看到一些行比其他一些行更易读。第一行“E”,很容易识别,而下方的行数识别起来就要困难很多。
从远距离位置直接信息阅读的容易程度跟内容的尺寸大小有关。由于12磅字体相当于16像素,投影单元的分辨率直接决定文本的大小。下面的图片代表了文字大小在SXGA +分辨率显示和XGA分辨率显示屏的差别。
显然,虽然采用了相同的字体和间距,但两个文本框显示的文字大小是不同的。在显示器上观看,两个框的文字大小都很容易识别,但如果移步后方稍远位置,那较高分辨率的显示文字就更难以看清楚,这就是为什么显示屏上显示太多的信息可能会对操作员带来更多的限制。
什么是DLP®技术?
DLP全称数字光处理™技术(Digital Light Processing™ technology),由德州仪器公司开发。凭借其10万小时的平均故障间隔时间和始终一致的表现性能,它已成为24×7应用的行业标准显示技术。
DLP技术的核心是数字微镜器件(DMD),这是一个拇指甲大小的半导体器件。DMD器件由130万个精微镜面组成,起着光开关的作用。每一个镜面都能前后翻动(开启或关闭),每秒可达五千来次。输入的影像或图形信号被转换成数字代码,即由0和1组成的二进制数据。这些代码再被用来推动DMD镜面。当DMD座板和投影灯、色轮和投影镜头协同工作时,这些翻动的镜面就能够一同将一个天衣无缝的数字图像反射到演示墙面、电影屏幕或电视机屏幕上。
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目前市场上有两种DLP®技术:单芯片和三芯片。在背投拼墙中单芯片DLP®技术应用的较多,因为它最大的技术特点是结构简单、成本低廉。单片DLP投影机使用一个数字微镜光学处理引擎(即DMD)成像,由灯泡产生的白光经由透镜聚焦后投射在色轮上,色轮的截面将白光分光为某一时段需要的颜色,也即意味着在同一时间只有红、绿、蓝单种颜色的光输出(根据色轮的类型不同,也可以是同一时间有红、绿、蓝、白单种颜色输出;各个厂商的色轮设计可能采用完全不同的方案)。
投影机工作时,色轮以每秒120转,或者更高的速度旋转。每转到一个颜色区,DMD镜片投射出该颜色调制好的画面的部分亮度。经过一个工作周期,则可以显示出一帧画面中所有像素点包含的所有颜色的所有亮度能量,进而在屏幕上显示出完美的彩色影像。

三、显示墙总体拥有成本
在购买拼墙系统时,总体拥有成本是用户最重要的考虑因素之一,而在这个问题上,用户也是经常失算。通常情况下,用户会考虑到灯泡的使用寿命、更换期限所增加的成本,而灯泡成本在拼墙系统中是比较透明的,但其他一些关键部件的寿命,系统运作的劳动力成本等因素则往往被用户所忽视。
拼墙系统有两种最常见的维护形式:损耗和校准。从显示墙最初安装实施开始,某些部件就开始磨损,如灯泡、过滤器(如需要)、色轮、冷却风扇、电源等,而由于这些部件的消耗磨损,系统必须进行校准,以确保能够明确、清晰地显示信息。
DLP拼墙系统中典型的消耗组件包括:
•灯泡
•过滤器
•色轮
•冷却风扇
•电源
校准
系统校准是必不可少的,原因有二:组件磨损和故障组件的更换。自灯泡开启的时刻开始,其亮度强度就开始进入逐渐减少阶段。通常一个灯泡在其寿命结束时,亮度将降低50%。然而,并非所有具有大致相同寿命的灯泡都会在电视墙系统中呈现出色彩不匹配,或亮度调整等现象。
一旦灯泡出现故障,就需要更换一只新灯泡进行替代,但每只灯泡都有自己独有的色彩特性,这也可能导致在系统更换灯泡后出现色彩和亮度调整。由于每只灯泡都是独一无二的,这就需要重新校准拼墙系统,对新灯泡进行调整,与现有的系统亮度和色温保持一致。
组件故障
并不是所有的电视墙系统都具有同样的可靠性。由于生产成本、设备性能和用户对质量要求的差别的不同,对制造商来说,每套拼墙系统的成本也是不同的。用户一定要对组件选择深入研究,了解系统组装和产品维护管理的劳动以及加工成本。
维护成本最小化需要注意些什么
为了让拥有成本最小化,以下是电视墙设计各方面的一些建议。
1、耗材
灯泡是电视墙系统中最重要的一个消耗品,其对成本的增加不可避免。因此,灯泡的使用寿命是总体成本考虑的最为重要一方面。通常,一套投影电视墙需要耗费6,000-10,000小时的灯泡运作支持。
在评估灯泡使用寿命时,屏幕的亮度也是考虑的重要因素。如果显示屏的亮度非常暗淡,可以实现较长时间的灯泡使用寿命,但在多数的应用场合,暗淡的屏幕是不能满足需求的。同时,还要评估采用多少个灯泡才可以达到一个特定的具体亮度,如果需要使用的灯泡数量不止一个,那成本也会随着灯泡数量的增加而成倍增长。
2、自动校准
在安装一套先进的显示墙系统时,每个独立的显示墙模块都要匹配以提高其可用性和系统工作流程。这就是为什么在保持系统完美无瑕工作中,校准如此重要的原因。通常有两种方法来进行系统校准:手动和系统本身自动校准。
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一套理想的电视墙设备往往都会提供自动校准功能,可适当地调节系统亮度和色温。要特别注意校准这一过程,有些自动校准系统需要大量技术人员互动,尽管系统减少了所需的手工劳动量,但可能需要多个服务电话指导。
显示墙系统应该采用高质量的校准系统,并不断分析显示值。如果系统采用预设的最低和最高设置,在组件超出某些范围的时候则未必能有效地调节系统。此外,如果专业的技术人员来到现场提供协助的话,尽量避免采用外部校准设备。
可靠性评估
每一个设备提供商都称自己的产品有着很强的可靠性,系统的可靠性真正取决于组件的选择和他们的质量控制方式。衡量一套视频墙的可靠性需要考虑以下几点。
1、整体系统的总平均故障间隔时间。
计算平均故障间隔时间(Mean Time Between Failure)。这个数值是对系统组件发生故障时间频率的一个评估,一套显示墙的使用寿命至少应为5年,所以平均故障间隔时间应该在4-4.5万小时。
2、产品保修。可靠性的另一个重要指标是对某一产品或生产线的质量保证期。如果制造商提供的是全保服务,那在出现故障时就要更换零件和灯泡。询问好系统的质量保证期,这将显示制造商在该领域产品的实际成本。保修费用通常按照公司一个年度的销售额的百分比计算。对于一家高质量产品的公司来说,这些数据都应该有现成的。
3、灯泡的成本以及显示墙提供商与灯泡厂商的关系。灯泡也是产品整体可靠性中很重要的一个产品参考因素。由于大多数厂商不生产灯泡,他们可能与第三方灯泡生产商合作,这让电视墙生产商很难或根本无法控制灯泡的成本和稳定性。因此,用户应尽量考虑那些与高质量灯泡生产商合作的电视墙厂商的产品,让系统关键部件的可靠性更强。
最后,也是最重要的一点就是参考其他用户的安装案例。与购买过该产品的用户联系,向他们询问产品的使用心得和购买经验,以下问题可供参考:多少台设备没有出乎意料发生故障?自系统安装后出现了几次故障?灯泡的寿命感受?分段越低,在组件更换、服务部件安装、显示设备校准等方面的潜在的成本就越高。