追求亮麗的超大畫面、純真的色彩、高分辨率的顯示效果,歷來是人們對視覺感受的一種潛在要求。大到指揮監控中心、網管中心的建立,小到視頻會議、學術報告、技術講座和多功能會議的進行,對大畫面、多色彩、高亮度、高分辨率顯示效果的渴望越來越強烈,傳統的電視墻、投影硬拼接屏和箱體拼接墻等很難滿足人們在這方面的要求。而近年來迅速崛起的數字化邊緣融合大屏幕拼接投影顯示技術,正在逐步成為解決這一問題的有效途徑。
邊緣融合也叫無縫拼接,簡單點說,就是一組投影機在同一屏幕拼接投射的圖像經過邊緣融合技術處理,實現一整幅大畫面顯示。
優勢出眾
邊緣融合技術之所以能在眾多的顯示解決方案中脫穎而出,緣由是其在滿足用戶需求的情況下具備一系列顯示優勢。同時,邊緣融合是一種符合成本效益的,并且非常靈活的顯示解決方案。邊緣融合的顯示優勢主要表現在其能增加圖像尺寸,實現畫面完整性,增加圖像亮度和分辨率,縮短投影機投射距離以及在特殊形狀的屏幕上投射成像。
增加圖像尺寸。由于邊緣融合是通過多臺投影機(至少兩臺)投射的畫面拼接在一起,可想而知,其畫面尺寸定會比單臺投影機投射出來的畫面尺寸更大。據了解,由21組投影機采用投影疊加技術,用1×3投影方式投射的鳥巢“碗邊投影”,高14米,長500米,被認為是全球最大的環形邊緣融合畫面。

碗邊投影
實現畫面完整性。傳統的畫面拼接技術,如LED拼接墻,電視拼接墻,投影箱體的拼接墻等等,畫面的“光學縫隙”和屏幕的“生理縫隙”都會影響畫面的可觀性和完整性。而邊緣融合技術就能很好地解決和消除這些“顯示污染”。采用邊緣融合技術,“光學縫隙”會被很好地消除。在運用邊緣融合技術的情況下,畫面一般不存在物理縫隙,因為多臺投影機是將畫面投射在同一顯示屏幕上,兩臺投影機重疊部分的燈光亮度會通過融邊技術被逐漸調低,從而使整幅畫面的亮度和色彩保持一致,實現整幅畫面的一致性與完整性。
增加圖像亮度與分辨率。要想實現大畫面無縫顯示,當采用一臺投影機投影時,其投射尺寸會被放大,圖像亮度就會降低,而當多臺同樣亮度的投影機采用邊緣融合技術拼接投射時,相同大小的圖像就可以保持畫面原有的亮度。同時,自然而然的,當每臺投影機只負責投射整幅圖像的一部分時,圖像顯示的分辨率就又被提高了。
縮短投影機投射距離,節省投影空間。要想獲得同樣尺寸的投影畫面,采用單臺投影機進行投射,就需要較遠的投影距離才可以覆蓋整個屏幕,而采用多臺投影機拼接投射,投射距離可以很近。就比如攝像,在不變換鏡頭的情況下,在遠距離才能拍攝到全景,在近距離拍到的只能是特寫。有人曾計算,如果是200英寸的屏幕,要求沒有“光學縫隙”與“生理縫隙”,采用一臺投影機,投影距離=鏡頭焦距×屏幕寬度,即使采用1.2:1的廣角鏡頭,投影距離也要4.8米,現在采用邊緣融合技術后,用4臺投影機投射同樣大小的畫面,投射距離只需要原來的二分之一。
實現更多的投影可能性。采用邊緣融合技術,可以在特殊形狀的屏幕上投射成像,比如弧形幕/球形幕。如果只用一臺投影機來投射整張弧形幕,則很難聚焦,因為弧弦距太大很難選出一個合適的基準焦點。多臺投影機就可使弧弦距縮短到盡可能小,這樣就比較容易找出畫面的合適焦點。除此之外,邊緣融合的顯示優勢還包括獲得超高分辨率和增強圖像層次感等。同時,邊緣融合還是一種經濟型的技術。比如,通過使用兩臺5,000流明的視頻投影機來獲取1,920×1,200像素的分辨率,要比通過一臺10,000流明的視頻投影機來獲取全高清分辨率的費用更低廉。
挑戰并存
現今,邊緣融合技術的發展不斷進步,如分辨率的提高與數字信號源的質量提升都意味著邊緣融合技術持續的研發投資保持在了前列。但這也并不代表其發展之路平坦無阻,邊緣融合技術的發展同樣也面臨著諸多挑戰。
對于邊緣融合技術來說,目前面臨的主要挑戰是其不僅要跟上數字媒體不斷提高的分辨率,而且要適應AV專業人士傾向于使用的日益增大與不斷變化的投影表面。一個大的圖像揭示了硬件處理過程中的最精確的系統默認值。為了保證邊緣融合畫面中重疊區域的完美性。邊緣融合技術需要非常苛刻的算法與計算。
那么如何應付這些挑戰呢?Analog Way市場與通信總監Franck Facon表示,對于邊緣融合技術來說,為了跟上高達4K和更高分辨率不斷演變的腳步,加強硬件的處理能力是必須的。
另一個挑戰是為了使邊緣融合圖像更具有吸引力,會在顯示中增加一些創意功能,如變形,多層顯示管理與復雜過渡效果相結合,和/或3D內容的管理等,這無疑對圖像的完美顯示增加了難度。
其次,隨著平板拼接的成本不斷下降,應用不斷普及,將對邊緣融合應用帶來沖擊。邊緣融合技術和液晶拼接技術同樣都是使顯示單元突破畫面尺寸的限制,而且都可以實現分屏顯示或是整屏顯示,邊緣融合可以完全實現畫面的無縫效果,而液晶拼接技術或多或少還是會產生一定的拼接縫隙,但根據具體的使用環境,有些產生的縫隙也可以忽略不計的。所以對于很多應用領域,邊緣融合拼接可以與傳統拼接共存,共同搶灘市場。只對于一些地圖、圖紙等需要精細圖像信息的顯示時,邊緣融合才具有明顯的優勢,因為在圖紙、地圖上存在大量的線條或路線等,而傳統拼接的“生理”縫隙與“光學”縫隙會造成圖像顯示污染,容易使觀察人員把顯示的圖像線條和拼接系統本身的線條誤看作一體,從而導致決策和研究失誤。
對于邊緣融合技術來說,另一個不稱其為挑戰的挑戰便是,邊緣融合工程需要注意的細節問題相對來說比較多。在整個解決方案中,投影幕選擇、投影機選型、投影機吊架的結構、投影線材等,每個細節都需要注意。如若疏忽,則很可能使你的“有面子”工程淪為“沒面子”工程。在邊緣融合項目中,投影幕的選擇非常重要,如果投影幕發生了細微的位移與變化,就會產生重影和畫面撕裂。一般來說,投影幕一般采用容易固定的金屬硬幕。同時,投影幕的增益也要越小越好,一般小于1.2。屏幕的增益越小,可視角度就越大,反之則越小。在邊緣融合中,融合帶部分是兩臺投影機圖像的疊加,要做融合帶的邊緣融合處理,如何確定邊緣融合帶的寬度、如何確定投影幕的尺寸呢?這里就有一個經驗值可供大家參考,據了解,重合部分的寬度應不低于單臺投影機投影寬度的20%。此外,投影機信號傳輸線質量、抗干擾性或者長度都需要特別注意,否則投影出來的畫面可能出現拖尾、動態波紋或者顫抖的情況。 同樣,在邊緣融合工程中,對投影機的選型與投影機吊架的結構都是需要認真考量的。
設備優異
談到邊緣融合技術,就不得不談到實現其功能的各式設備,尤其是邊緣融合器,邊緣融合器是實現整個畫面融合的核心設備。如今,邊緣融合器具備多重功能,如邊緣融合功能,曲面幾何校正功能,多通道同步處理功能,色彩匹配功能,并內置多種視像處理軟件等等。[page]
來自ATER的AGT- Exhibition巴洛克系列邊緣融合器就是融合器設備中的優異者,開拓了展覽行業新前景。AGT- Exhibition巴洛克系列邊緣融合器融合數字圖像處理、計算機圖形學、多媒體技術、傳感技術等多門學科,專為展覽行業的大屏幕無縫投影顯示系統設計,為展覽展示提供智能、動態、交互的新方式,將枯燥的數據轉變為鮮活的圖像呈現,為觀眾帶來全新的展覽體驗和身臨其境感。據ATER研發人員介紹,之所以取名AGT- Exhibition巴洛克系列,就是體現在其“隨心所欲”“追求自由”,不受幕布形狀的限制。不僅在平面、弧面顯示體上有淋漓盡致的表現,更可在球形、蒼穹、不規則沙盤上完美顯示,完全滿足展覽行業的各種顯示需求;同時,強烈、明亮、細膩的色彩和圖像展示,也是原有系列所無法比擬的,其可達到1080p、2K、4K圖像的精細演示,在畫面質量上有本質的飛躍,與巴洛克風格不謀而合。AGT-D/AGT-E 是AGT- Exhibition巴洛克系列的核心產品,采用ATER純硬件FPGA架構,集視頻信號采集和完美優化、實時分辨率數字圖像處理、二維高階數字濾波等高端圖像處理技術于一身,具有強大的處理能力,更新速度更快,顯示更靈活、更可靠、更安全。內置單像素幾何校正、自動色彩均衡、融合便帶處理、暗場補償、淡入淡出切換、點對點融合等功能,支持多通道平面、曲面融合、亮度疊加、被動立體圖像全屏顯示。所有輸入信號源實行自動檢測和識別,并自動判別輸入信號格式,支持目前幾乎所有的常見顯示分辨率,支持1080p、2K、4K高清數字視頻。

ATER AGT- Exhibition巴洛克系列產品
日前,清投視訊推出的可擴展多種應用的第三代融合產品——TNet物聯網分布式融合器也是其中的佼佼者。據清投相關負責人介紹,TNet物聯網分布式融合點只做融合帶生成和邊緣羽化的工作,專項專用,可外接不同的設備實現多種拓展應用功能。分布式融合器采用EPGA架構,從根本上避免因系統設置中病毒及硬件設備兼容性差的弊端,同時支持4K×2K分辨率的輸入和輸出。支持純數字輸出,傳輸率到達8Gps,同時具備降噪、抗干擾,畫面無水波紋,保證影像效果更清晰。自定義Gama值校正:最小自定義區域可達到1像素,通過此調節方法不論是純色還是白場、暗場,都可以調節至融合大屏幕全局色域統一。再是穩定性高:TNet物聯網融合器節點功耗低至5W。

第三代TNet物聯網分布式融合器
前景光明
邊緣融合技術的發展前景也是由其出眾的優勢所決定的。在過去,專業大屏幕顯示系統一般用于虛擬仿真、系統控制和科學研究,后來開始向展覽展示、工業設計、教育培訓、醫療服務、影視制作、會議中心等專業領域發展。近年來,對于許多不同的應用來說,寬屏影像的需求量依然很高。相比傳統拼接顯示系統,上述領域越來越開始傾向于使用無縫大屏拼接。如今,由多臺投影機通過邊緣融合技術投射出一個完整畫面的無縫拼接顯示已經成為多媒體會議室的主流選擇??梢哉f,新興的邊緣融合技術在多個領域越發擁有廣闊的應用前景。
究其原因,最新的邊緣融合技術真正實現了無縫拼接,既沒有邊緣縫隙也不會出現重疊技術的部分畫面過亮的效果。再是就使用環境來說,在展覽展示、大型會議廳這些室內場館環境下,使用邊緣融合技術顯示出來的畫面在視覺效果方面會更勝一籌,如果采用的是背投方式,顯示出來的圖像效果會更好,畢竟背投方式僅有的干擾只是來自于觀眾和投影幕之間。而現在已生產出的上萬流明度的投影機更使顯示畫面的清晰度和亮度不遜色于液晶屏。從費用角度上來說,邊緣融合是一種經濟型技術,使用邊緣融合比使用液晶屏要省去相當一部分費用,在相同外界環境下,邊緣融合的性價比會高得多,這也使得越來越多用戶更傾向于采用邊緣融合。
除了上述所敘的應用可能之外,使用邊緣融合技術的其他原因還包括,該技術可以產生具有創意、內容豐富和沉浸式價值的超寬屏影像。產生的超寬屏影像有助于突出顯示任何信息,使帶給觀眾的視覺信息更具有吸引力。如在虛擬仿真應用中,虛擬現實通過三維平臺,將自然界中的場景、環境、人物等等一系列因素通過數據模式輸入到計算機中,通過建模,制作,最終實現計算機中與自然界“一樣”的環境。這個環境可以通過虛擬現實系統平臺,將數據模型中的數據在播放當中根據人眼的物理原理分別輸出左右眼文件到左右眼中,最終讓參與者有身臨其境的感受,并且通過人機互動實現場景模擬、產品展示、科學試驗、教育培訓等等領域。
除此之外,邊緣融合技術可以有效應用于平面、柱面、球面等各種拼接面,極大地滿足了客戶的需要,具有廣泛的適用性。邊緣融合技術將會推動新的技術浪潮,同時也是未來大屏幕拼接方式的主要方向之一。