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今年以來，LED全彩色大屏的市場需求呈現迅速上升的勢頭，春節剛過，大項目就開始招標。四五月份，雖然遭受非典的影響，但只是使實施計劃推遲，而不是項目被撤銷。非典過后，形成許多項目加緊實施的局面。各主要LED大屏廠家的簽約金額與去年同期相比增長20％，有的甚至較去年幾乎翻了一番。還有許多新進入全彩大屏領域的公司，成績也很優異。與往年比較，今年市場萌動得早，大項目多，已經實施的千萬元以上的項目就有十幾個。進入三季度，許多重大項目進入招投標階段。另一個特點就是由企業投資的項目明顯增加，這些項目包括在商業廣告方 面的應用。可以說，LED大屏作為商業廣告媒體，在沉寂了近十年以后，再一次受到廣告界的青睞。同時，全彩屏出口的形勢也令人鼓舞。九月初，在深圳舉辦了一年一度的光博會，這次展會，是一年來LED產業的大展示。LED大屏，LED照明，LED交通信號燈，LED生產設備、測試設備等琳瑯滿目，說明我國LED產業的新高潮已經到來。筆者認為，本次展會是一個標志，標志我國LED產業走到了一個國產化的轉折點。國際知名的LED發光管廠家，屏幕廠家，也開始大規模地轉到中國內地，中國內地將成為LED及其產品的制造中心。廣闊的市場、良好的投資環境、低廉的勞動力成本，使得中國逐漸成為世界電子工業的制造中心。正如電腦，手機，電視機等電子產品一樣，中國也是LED大屏業的制造中心。 作為長期從事LED大屏研發的科技工作者，筆者一直關注我國LED大屏事業的發展，關注國際大屏顯示業的新成果。三年前，筆者在《LED大屏發展芻議》一文中，談到我國LED大屏的幾個應用領域和特點，并提出全彩大屏在我國主要是形象工程。應當說這個總格局沒有變化，但是商業廣告的需求增加也是非常重要的發展趨勢。可以說，我國LED全彩色大屏行業正在迎來一個新的高潮。認真地研究市場發展和技術進步的新情況，采取正確的對策，抓住機遇，迅速提高并持續發展，應是同行值得研究的問題。在這里冒昧地提出有關技術指標等問題，希望同行和專家指正。 形象工程：瞄準國際一流水平 .形象工程就是指建造大屏的主要目的是為城市或某一個重大活動增添風采，它并不直接創造經濟收益，但是能提升城市知名度，塑造城市形象，改善投資環境，營造商業氛圍，有利于經濟的發展，有良好的社會效益，從而間接地創造經濟效益。形象工程主要是政府投資，著重于社會效益，而不是或主要不是通過商業運營取得經濟效益。近年在全國許多地方建造的城市中心區大型廣場或市民休閑廣場的LED大屏，就是典型的形象工程。大量的體育場館LED顯示屏，是現代化體育場館必備的配套設施，也屬這一類。 既是形象工程，就必然追求盡可能完美的性能和效果，特別是優質的視頻圖像。通俗地說就是要做成巨型彩色電視機，這也是國內許多廠商長期以來一直在努力的，而且也取得了相當大的進展，但是距離我們的理想的目標還很遠，與國外的全彩大屏相比，差距還很大。 今年年初，南京市湖南路商業一條街，投巨資建造了一座面積達114平方米的全彩大屏，該屏由英國UNITEK公司建造，至今已運行半年多，從效果來看，堪稱目前國內最好的大屏。筆者參與了該屏技術指標的制定和最終的驗收測試工作，感到有許多方面是值得國內同行學習和仿效的。 作為全彩大屏，其關鍵技術指標有：足夠高的亮度、觀看距離及視角；良好的色還原度；足夠高的灰度能力；足夠高的掃描刷新速率。足夠高的視頻信號處理能力，特別是，一致性要好，結構工藝等也要下大功夫。湖南路大屏在招標時所定的技術指標是： 白平衡亮度大于5000cd／m2； 白平衡色溫6500K； 視頻處理位數大于10bit； 灰度級每種基色大于10bit， 能顯示10．7億色； 刷新頻率大于400Hz； 顯示屏無可覺察的色差，全屏各基色色差小于4nm； 顯示屏無可覺察的亮度差，相鄰象素亮度差小于5％，顯示紅、綠、藍單色灰度畫面時，沒有可覺察的馬賽克現象； MTBF大于5000小時，MTTR小于30分鐘； 客觀地說，這些指標，不僅在當時，就是在今天，國內廠商的產品還沒有完全達到。在許多情況下，由于發光管水平的提高，正常設計的大屏亮度已不成問題，能夠達到要求。但是亮度只是一個重要指標，而不是全部。現在大家普遍感覺到國內廠家的大屏亮度有余，柔和不足，總體效果不如國外知名廠家，原因就在于有更多技術問題還沒有解決好。筆者認為，從技術角度，有必要在以下幾方面下功夫。 (1)配色和混色 大屏是由大量的發光二極管組成的，必須對所用發光二極管的光電參數進行設計、計算和測試，才能達到良好的白平衡。簡單的估算和憑肉眼感覺判斷是不可能有好效果的。這里涉及到發光二極管的選用和驅動設計，不僅影響屏幕的光電性能，而且影響可靠性。特別是在室內全彩屏的設計中，熱設計應引起足夠的重視，否則效果和可靠性都會成問題。 (2)色差校正 由于色坐標的差異，電視視頻信號的色域與LED的色域存在差別，造成播出的電視節目顏色顯得不真實。所以，色坐標的校正十分重要。校正的轉換計算比較復雜，難于用軟件完成，從各廠家的產品來看，盡管大家都聲稱有這種色校正功能，恐怕都沒有做到色校正。 (3)一致性 全彩大屏的最大難點就是一致性，或者說最容易被觀眾覺察的毛病就是一致性不好，屏幕顯得一塊深一塊淺，俗稱馬賽克現象，是最令人反感的。造成一致性不好的原因是多方面的，包括選用的發光二極管、驅動電路、結構設計和施工等。但是，除非所用發光二極管的離散性太大外，否則一致性的問題主要是設計和施工問題。湖南路大屏，觀眾的第一反映就是觀察不到馬賽克現象(嚴格地說，是很輕而不是沒有，普通觀眾與專業人士的觀察有一些差別)。 這塊大屏在結構工藝上非常有特點，沒有采用國內普遍使用的模組灌膠等辦法，值得研究。通常，發光二極管廠家把發光二極管按亮度和色品分成若干檔，同一檔的差異是可以通過精心地設計和調試解決的。結構設計和施工不良，是造成馬賽克現象的另一大原因，而且往往到大屏安裝完畢，投入運行時才會發現，已無法補救了，所以應當特別下功夫。如果說，國內廠家顯示屏在電氣指標上存在一定差距的話，那么在結構和工藝上的差距就大得多，這些往往嚴重地影響顯示效果。 (4)灰度等級 湖南路大屏和國外眾多大屏的經驗證明，灰度級必須足夠高。目前高檔產品普遍為同屏顯示1024級，10．7億色。國內大多是256級，差距甚遠。許多廠家提1024／2048／4096甚至16384級編碼，256級非線性顯示16．7兆色。有一種意見認為，256級非線性灰度對于大屏應當足夠，因為HDTV標準也是規定256級灰度。據筆者測試，并非如此，實際效果相差很大。事實上要實現1024級以上的灰度，技術難度會增加許多。簡單地計算一下就會明白。當刷新頻率為400Hz時，非線性灰度為1024級，亮度調整等級為32級，這時如果丫修正系數為2．8，PCM的最小調寬脈沖的寬度應為10ns左右，已經達到驅動電路的帶寬極限。實際上是無法實現的，要考慮調幅與調寬復合使用的辦法。同樣還有傳輸帶寬的問題，當屏幕行列數多，刷新頻率要求高(例如400Hz以上)時，數據的傳輸難度也會增加，有時必須采用光纖傳輸，才能保證圖像的質量。所以，灰度從非線性256級到非線性1024級，在技術上需要一個跨越。 (5)數字處理能力 要得到優質圖像，必須有高質量的視頻信號源。對于一般的大屏用戶，所能得到的最好信號就是廣播電視信號，DVD、VCD等只是家用級的。因此，對輸入信號進行數字處理、提升圖象質量就是必不可少的了。事實上大家都有這樣的體會：播放經過挑選的節目時，顯示效果是非常滿意的，但如果是實況轉播電視節目或放映VCD／DVD，難免有各種畫面和鏡頭，例如夜景等暗畫面或大面積的高亮度明亮畫面，那時效果就要大打折扣了。怎樣才能在各種畫面和鏡頭下都有滿意的效果呢?這就要靠數字信號處理，例如數字梳形濾波，濾波降噪，邊緣銳化，遠動預測和補償，色度修正，非線性修正等等。特別值得一提的是比例縮放(SCALE)處理，是LED大屏的特殊問題，要由大屏業界下功夫研究。由于大屏象素總是少于視頻信息源，在播放時必然遇到比例縮放問題，采樣和重現中的損失以及造成的混迭和缺陷會造成圖象質量下降。如何減少和降低損失，需要數字信號處理技術。數字圖象處理技術已經取得很大的進展，有許多成果，例如大尺寸電視或投影中的技術成果，可以直接運用到大屏顯示中來。數字處理系統的處理能力集中體現在處理位數和處理速度上，運用DSP或高檔FPGA是必然趨勢。 (6)可靠性和壽命 可靠性是顯示屏的生命，無論是用于形象工程，還是用于商業運行，穩定可靠都是至關重要的。可靠性指標由平均無故障時間(MTBF)和平均修復時間(MTTR)來表述。MTBF10000小時是一個非常高的指標，實際上也不一定需要。不少廠家下了大功夫提高系統的可靠性，但是究竟達到了什么水平，并不能提供有說服力的數據。 目前，國內還沒有對大屏進行過可靠性測試。可靠性的基礎是嚴密的可靠性設計和嚴格的質量管理控制。顯示屏是一個大型電子設備，在保證有良好的日常維護和定期保養的條件下，可以把MTBF指標要求降低，從而節省成本。道理很簡單，如果不要求大屏長期連續運行，而是間歇工作，而在間歇期，通過維護保養，把故障苗頭消滅，使系統始終處于良好的狀態下，那么，就可以保證正常工作期間不發生故障。這樣，1000小時的MTBF也能使系統穩定可靠地運轉。湖南路大屏，從開通以來，已經正常運行了八個月，主要指標沒有明顯的下降。這不僅是因為系統可靠性較高，還因為維護保養做得好。更為突出的是，大屏的結構設計和備件配備得好，MTTR可以達到15分鐘，這一點特別值得我們效法。 |
