林剛

（上海金橋信息股份有限公司）

1 項(xiàng)目背景

以某市政協(xié)邊緣融合技術(shù)的大屏幕系統(tǒng)（政協(xié)會議室的重要組成部分）為例，該大屏幕有效顯示面積：1.8m×6m。

大屏幕顯示系統(tǒng)采用4×1背投無縫屏幕結(jié)合融合拼接處理，有效消除任何物理縫和光學(xué)接縫，使畫面成為一個(gè)真正的整體。除了背景圖像之外，還可同時(shí)在整個(gè)顯示墻區(qū)域上顯示不少于4個(gè)不同的信號源窗口，并可將其中的一路信號以背景方式覆蓋到整個(gè)顯示墻上，其余的信號以窗口方式疊加在上面，可按照用戶的意愿任意改變窗口的位置（疊加、跨屏等）。

投影機(jī)采用高亮度三片式DLP投影機(jī)、色彩階度匹配處理，以滿足多屏拼接系統(tǒng)色彩和亮度均勻一致性的需要。投影機(jī)亮度輸出可達(dá)到6000ANSI流明，對比度1600∶1，分辨率1400×1050。投影機(jī)具有TCR真彩還原技術(shù)，色彩鮮艷、真實(shí)再現(xiàn)的清晰投影；具有密封的DLP引擎；具有多種變焦鏡頭可選，滿足現(xiàn)場安裝環(huán)境；具有智能雙燈技術(shù)，保證了穩(wěn)定性；具有多路信號輸入及信號無縫切換功能，可以同時(shí)輸入、顯示3路以上視頻／VGA信號，鏡頭根據(jù)現(xiàn)場的平面布置計(jì)算選擇；噪聲級小于43DBA，最大功耗700W。軟邊拼接控制器支持多輸入、多輸出顯示，能提供靈活的數(shù)字/模擬輸入和輸出選項(xiàng)及強(qiáng)大的軟件功能，可在一個(gè)寬屏的、多通道之間邊緣融合的投影設(shè)置中，以窗口方式顯示一系列輸入信號源窗口，并且還能夠提供多種顯示效果（見圖1、圖2）。

圖1 工程調(diào)試中效果

圖2 信號處理拓?fù)?/p>

通過4臺Barco Rlm R6+投影機(jī)的疊加投影，以及亮度色彩對比調(diào)整，拼接處理器計(jì)算融合像素區(qū)域，最終使4個(gè)獨(dú)立畫面成為整幅無縫拼接的畫面。畫面色彩艷麗，分辨率高，可以開多個(gè)窗口滿足多種應(yīng)用，帶來不同凡響的視覺沖擊。

2 信號調(diào)試與故障處理實(shí)例

2.1 軟邊拼接控制器VISTA SPYDER 344 介紹

VISTA 300軟邊拼接控制器是一個(gè)支持多輸入、多顯示的控制設(shè)備，提供靈活的數(shù)字/模擬輸入和輸出選項(xiàng)、強(qiáng)大的軟件功能，可在一個(gè)寬屏的、通道之間邊緣融合的投影設(shè)置中以窗口方式顯示一系列輸入信號源窗口，并且還能夠提供多種顯示效果，比如Alpha邊緣融合、色度鍵控和次序控制。每個(gè)控制器最多支持8個(gè)可完全定義的輸入或輸出，并且還支持標(biāo)準(zhǔn)的DVI A/D輸出，可直接尋址任何兼容DVI格式的數(shù)字投影機(jī)，每一輸出可建立直至UXGA(1600×1200像素)的高速連接。機(jī)身可置于標(biāo)準(zhǔn)的48cm機(jī)架內(nèi)，可滿足支持多窗口顯示的，且以無縫融合寬屏信號為背景的多畫面顯示應(yīng)用要求。主要功能如下。

1） 4個(gè)信號輸入

根據(jù)要求，VISTA 344可配置為SVHS、模擬RGB、SDI和DVI 4個(gè)信號源。每個(gè)輸入均可在全分辨下被處理。對于多屏安裝，每個(gè)信號源輸入安裝使用的屏幕數(shù)量被復(fù)制。而且SPYDER 344的每一個(gè)輸入通道都可以進(jìn)行多路輸入選擇，可以選擇3個(gè)信號輸入方式（可以同時(shí)插入3個(gè)輸入信號模塊：視頻、VGA、DVI），并可以進(jìn)行信號切換，這樣整個(gè)控制器的輸入實(shí)際最多可以擴(kuò)充到12個(gè)通道，可以任意選擇其中的4路作為信號顯示。

2）4個(gè)通道輸出

每個(gè)VISTA 344具有4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的DVI A/D輸出，可支持任何顯示終端。對于每個(gè)輸出通道，分辨率最高可支持UXGA(1600×200)。

3）高級的效果控制

(1) 視窗控制

可用像素精度定義視窗的位置和大小，由此來顯示窗口的輸入。水平和垂直尺寸均可單獨(dú)調(diào)整。

(2) 數(shù)字放大

在每一視窗內(nèi)，均可對圖像進(jìn)行所需的縮放。

(3) Alpha融合

允許對所選的信號輸入轉(zhuǎn)變?yōu)橥该鞯寞B加。融合率可由用戶自己定義。

(4) 色鍵控制

選擇色度鍵和色值以產(chǎn)生奇特形狀的重疊。

(5) 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。

(6)直觀的軟件界面

在融合拼接正式安裝時(shí)，內(nèi)置的測試圖案將使得投影機(jī)和重疊圖像的調(diào)整達(dá)到每一像素的精確度。

另外，整個(gè)軟邊無縫拼接顯示墻上的信號源窗口，可通過使用SPYDER控制軟件，以鼠標(biāo)托拽操作的方式進(jìn)行大小和位置的布局設(shè)置，并且可以把理想的布局方式保存下來，以備日后調(diào)用。用戶可以直觀地以圖形方式來選擇、縮放和移動特定的信號源窗口，使用起來非常方便。每個(gè)信號源窗口的屬性設(shè)置都是獨(dú)立的。每個(gè)窗口都能自由縮放到全屏大小，特別是動態(tài)視頻信號在縮放時(shí)，不會產(chǎn)生黑屏現(xiàn)象。每個(gè)信號源以窗口方式顯示，窗口的大小和位置都可任意改變。

將控制電腦的網(wǎng)絡(luò)接口和SPYDER控制器上端的網(wǎng)絡(luò)口連接，打開控制器電源后，就可執(zhí)行相應(yīng)的設(shè)置和操作工作。當(dāng)然，如果用戶的信號源較多，可以通過增加RGB矩陣和視頻矩陣來解決。

4）直觀的軟件界面

帶有指導(dǎo)的安裝菜單，可清晰地顯示配線示意圖，使得VISTA的硬件安裝變得非常直觀和簡便。

在融合拼接正式安裝時(shí)，內(nèi)置的測試圖案將使得投影機(jī)和重疊圖像的調(diào)整達(dá)到每一像素的精確度。

2.2 圖像偏色排查

調(diào)試過程中，遇到投影機(jī)投射出的圖像出現(xiàn)偏色，可針對此現(xiàn)象進(jìn)行排查。

1）鏈路排查

檢查整體鏈路中所有連接線纜和接頭，并通過替換法排除由于接頭虛焊、連接松動等引發(fā)的問題，更換另一組投影機(jī)連接線纜到拼接器后，故障依舊。

2）軟件設(shè)置排查

進(jìn)入到Barco R6+投影機(jī)設(shè)置菜單中，針對顏色調(diào)整、色溫調(diào)整、白平衡的選項(xiàng)進(jìn)行調(diào)整。

投影機(jī)內(nèi)部自測圖像也正常，無偏色現(xiàn)象，因此排除了投影機(jī)故障引起的偏色現(xiàn)象，此現(xiàn)象應(yīng)由VISTA拼接處理產(chǎn)生。

3）檢查VISTA拼接控制器設(shè)置

(1) Connector： 選擇連接VISTA信號源輸入的類型 (DVI,SDI, or HD15)。

(2) 點(diǎn)擊 ‘AutoSync’按鈕，將自動調(diào)整輸入信號源的參數(shù)。

(3)由于VISTA拼接input卡有3種不同信號源可以同時(shí)接入，在自動同步時(shí)有可能不能正確識別信號源的類型，因此需要根據(jù)不同輸入信號源來進(jìn)行手動設(shè)置，此次input卡上連接的是VGA15針接口，因此選項(xiàng)必須是HD15，并在color space中選擇相應(yīng)（RGB）才能保證圖像色彩正常。經(jīng)手動設(shè)置后，偏色現(xiàn)象消除。

(4) 完成調(diào)節(jié)后，點(diǎn)擊 ‘SAVE’，保存更改。

4）經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

由于VGA 信號目前無標(biāo)準(zhǔn)可循，因此國家推行該類設(shè)備的國家技術(shù)規(guī)范，即所謂的國標(biāo)（由于是針對廣電行業(yè)的特殊設(shè)備要求制定的，在業(yè)內(nèi)一般稱為廣播級標(biāo)準(zhǔn)）。國標(biāo)規(guī)定了接口規(guī)范，包括輸入、輸出阻抗、電平范圍等，同時(shí)也規(guī)定了技術(shù)參數(shù)，因此 AV 信號的設(shè)備都應(yīng)符合這些要求。對 VGA信號，雖然已經(jīng)出現(xiàn)了很多年，但原主要應(yīng)用于 IT 行業(yè)，國內(nèi)國際上均沒有相應(yīng)的硬性規(guī)范規(guī)定其指標(biāo)參數(shù)，僅是對接口標(biāo)準(zhǔn)有了一些規(guī)定，而且也還是行業(yè)規(guī)范，如 VESA 規(guī)范等。關(guān)于不同分辨率的行場頻像素時(shí)鐘、同步極性等標(biāo)準(zhǔn)，在阻抗和電平范圍上一般是參考 AV 規(guī)范，因此各類廠商生產(chǎn)的顯卡、視頻采集卡等都是廠商自行訂立的標(biāo)準(zhǔn)。在AV系統(tǒng)工程中，由于外部的干擾、線路的長短、制作接口的技術(shù)條件等原因，經(jīng)常會導(dǎo)致此類模擬信號在傳輸過程中出現(xiàn)各類狀況；因此，不能完全依靠設(shè)備的自動識別和自動同步等設(shè)置來進(jìn)行調(diào)用，需要工程師根據(jù)實(shí)際情況，在調(diào)試設(shè)備時(shí)手動進(jìn)行各類參數(shù)的調(diào)整，工程師需要具備豐富的現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)。

2.3 投影圖像干擾排查

針對此現(xiàn)象，測量零線、地線的電壓差，發(fā)現(xiàn)壓差正常，接地也符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。但經(jīng)過線路排查發(fā)現(xiàn)投影機(jī)與機(jī)柜設(shè)備所接地線分屬兩個(gè)不同的系統(tǒng)。

1）干擾產(chǎn)生原理

經(jīng)過查詢資料發(fā)現(xiàn)地線干擾產(chǎn)生的原理如下。

地線干擾是顯示系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的干擾，工程中出現(xiàn)的干擾大多屬于此類干擾。產(chǎn)生地線干擾的原因，是由于系統(tǒng)中存在兩個(gè)以上相互沖突的地線。圖3表示了各個(gè)電線產(chǎn)生干擾的原理，圖4是等效圖。圖3中存在兩個(gè)地線，G1是信號源的地線，G2是顯示設(shè)備（投影機(jī)）的地線。這兩個(gè)地線間存在地電阻Rg。大地作為各種設(shè)備的公共回路，存在地電流。地電流在地電阻Rg上產(chǎn)生電壓降Ug。Ug產(chǎn)生的電流Ig流過電纜外導(dǎo)體。由于電纜外導(dǎo)體也存在電阻Rw，Ig在Rw上產(chǎn)生電壓降Uw，此電壓既為干擾電壓。Uw與信號源電壓Uy疊加（見圖4），形成對圖像的干擾。地電流的主要成分是50Hz交流電及電器設(shè)備產(chǎn)生的干擾脈沖，在圖像上的表現(xiàn)是水平黑色條紋，參雜有水平雜波，且沿垂直方向緩慢移動。

根據(jù)以上分析，當(dāng)系統(tǒng)中存在兩個(gè)以上的地線時(shí)，就會產(chǎn)生干擾。因此，要消除干擾，就必須保證系統(tǒng)中只有一個(gè)地線，即所謂的共地，經(jīng)過系統(tǒng)改造，將地線調(diào)整后，干擾消除。

2）干擾排除經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

在投影顯示系統(tǒng)工程中，經(jīng)常會出現(xiàn)圖像受到干擾的問題。尤其是近年來，大屏幕投影顯示系統(tǒng)大量普及。大型顯示系統(tǒng)的連接關(guān)系較為復(fù)雜，隨之而來的是干擾出現(xiàn)的幾率明顯增加，且排除起來有一定難度，因此，系統(tǒng)干擾已成為困擾系統(tǒng)集成商的難題。 在多媒體系統(tǒng)工程中，會用到多種設(shè)備，如投影機(jī)、計(jì)算機(jī)、矩陣切換器、分配器、CD、DVD和中控系統(tǒng)等。由于設(shè)備中大多使用開關(guān)電源，因而信號中的地線實(shí)際上是漂浮的，造成各信號之間的地線不在同一電位上，存在電位差。當(dāng)所有信號連接使用時(shí)，由于地線電位不一致，就會造成圖像上有網(wǎng)紋、低頻滾動等干擾現(xiàn)象產(chǎn)生；因此，在兩相三線制的電源系統(tǒng)中，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，電源線應(yīng)遵守左零，右火，中心保護(hù)地的規(guī)則；在三相四線制的電源系統(tǒng)中，應(yīng)盡可能使用相同的兩相。特別指出的是：保護(hù)地一定是同一地線，并確保其連通，以保證所有設(shè)備有一個(gè)樣同的地線參考，這樣就會防止各種干擾現(xiàn)象的產(chǎn)生。

圖3 地電流產(chǎn)生干擾的原理

圖4 地電流產(chǎn)生干擾的等效圖

3 結(jié)束語

經(jīng)過多年的系統(tǒng)工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，筆者在工作中更加體會到，系統(tǒng)工程的復(fù)雜性、每個(gè)工程都有著或多或少的問題，只有不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，吸取教訓(xùn)，嚴(yán)格把控工程設(shè)計(jì)、實(shí)施、調(diào)試等各個(gè)環(huán)節(jié)，嚴(yán)格認(rèn)真負(fù)責(zé)地將每道工序做好、做完善，才能保證整套系統(tǒng)的安全、有效運(yùn)行。作為項(xiàng)目的調(diào)試工程師如同醫(yī)生一樣，先要熟知人體各器官的功能，對系統(tǒng)中就是各設(shè)備的性能、參數(shù)，還要對整個(gè)身體的也就是整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行性能了如指掌，對系統(tǒng)中遇到的問題，要對癥下藥。要善于利用各類工具診斷故障。遇到技術(shù)難題，需要虛心請教、認(rèn)真分析，從各種渠道查詢資料，不斷完善自己的知識庫。系統(tǒng)集成行業(yè)飛速發(fā)展，因此，不斷加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)，拓展知識領(lǐng)域，進(jìn)行知識更新，是立足本行業(yè)的根本。