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(jiān)控中心、網(wǎng)管中心的建立,小到視頻會議、學(xué)術(shù)報告、技術(shù)講座和多功能會議的進(jìn)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(qiáng)烈,傳統(tǒng)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(shù)字化邊緣融合大屏幕拼接投影顯示技術(shù),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(diǎn)說,就是一組投影機(jī)在同一屏幕拼接投射的圖像經(jīng)過邊緣融合技術(shù)處理,實現(xiàn)一整幅大畫面顯示。
優(yōu)勢出眾
邊緣融合技術(shù)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(yōu)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(yōu)勢主要表現(xiàn)在其能增加圖像尺寸,實現(xiàn)畫面完整性,增加圖像亮度和分辨率,縮短投影機(jī)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(jī)(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(jī)投射出來的畫面尺寸更大。據(jù)了解,由21組投影機(jī)采用投影疊加技術(shù),用1×3投影方式投射的鳥巢“碗邊投影”,高14米,長500米,被認(rèn)為是全球最大的環(huán)形邊緣融合畫面。

碗邊投影
實現(xiàn)畫面完整性。傳統(tǒng)的畫面拼接技術(shù),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(xué)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(shù)就能很好地解決和消除這些“顯示污染”。采用邊緣融合技術(shù),“光學(xué)縫隙”會被很好地消除。在運(yùn)用邊緣融合技術(shù)的情況下,畫面一般不存在物理縫隙,因為多臺投影機(jī)是將畫面投射在同一顯示屏幕上,兩臺投影機(jī)重疊部分的燈光亮度會通過融邊技術(shù)被逐漸調(diào)低,從而使整幅畫面的亮度和色彩保持一致,實現(xiàn)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(xiàn)大畫面無縫顯示,當(dāng)采用一臺投影機(jī)投影時,其投射尺寸會被放大,圖像亮度就會降低,而當(dāng)多臺同樣亮度的投影機(jī)采用邊緣融合技術(shù)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(dāng)每臺投影機(jī)只負(fù)責(zé)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(jī)投射距離,節(jié)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(jī)進(jìn)行投射,就需要較遠(yuǎn)的投影距離才可以覆蓋整個屏幕,而采用多臺投影機(jī)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(yuǎn)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(xué)縫隙”與“生理縫隙”,采用一臺投影機(jī),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(xiàn)在采用邊緣融合技術(shù)后,用4臺投影機(jī)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(xiàn)更多的投影可能性。采用邊緣融合技術(shù),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(jī)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(zhǔn)焦點(diǎn)。多臺投影機(jī)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(diǎn)。除此之外,邊緣融合的顯示優(yōu)勢還包括獲得超高分辨率和增強(qiáng)圖像層次感等。同時,邊緣融合還是一種經(jīng)濟(jì)型的技術(shù)。比如,通過使用兩臺5,000流明的視頻投影機(jī)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(jī)來獲取全高清分辨率的費(fèi)用更低廉。
挑戰(zhàn)并存
現(xiàn)今,邊緣融合技術(shù)的發(fā)展不斷進(jìn)步,如分辨率的提高與數(shù)字信號源的質(zhì)量提升都意味著邊緣融合技術(shù)持續(xù)的研發(fā)投資保持在了前列。但這也并不代表其發(fā)展之路平坦無阻,邊緣融合技術(shù)的發(fā)展同樣也面臨著諸多挑戰(zhàn)。
對于邊緣融合技術(shù)來說,目前面臨的主要挑戰(zhàn)是其不僅要跟上數(shù)字媒體不斷提高的分辨率,而且要適應(yīng)AV專業(yè)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(tǒng)默認(rèn)值。為了保證邊緣融合畫面中重疊區(qū)域的完美性。邊緣融合技術(shù)需要非常苛刻的算法與計算。
那么如何應(yīng)付這些挑戰(zhàn)呢?Analog Way市場與通信總監(jiān)Franck Facon表示,對于邊緣融合技術(shù)來說,為了跟上高達(dá)4K和更高分辨率不斷演變的腳步,加強(qiáng)硬件的處理能力是必須的。
另一個挑戰(zhàn)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(chuàng)意功能,如變形,多層顯示管理與復(fù)雜過渡效果相結(jié)合,和/或3D內(nèi)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(yīng)用不斷普及,將對邊緣融合應(yīng)用帶來沖擊。邊緣融合技術(shù)和液晶拼接技術(shù)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(xiàn)分屏顯示或是整屏顯示,邊緣融合可以完全實現(xiàn)畫面的無縫效果,而液晶拼接技術(shù)或多或少還是會產(chǎn)生一定的拼接縫隙,但根據(jù)具體的使用環(huán)境,有些產(chǎn)生的縫隙也可以忽略不計的。所以對于很多應(yīng)用領(lǐng)域,邊緣融合拼接可以與傳統(tǒng)拼接共存,共同搶灘市場。只對于一些地圖、圖紙等需要精細(xì)圖像信息的顯示時,邊緣融合才具有明顯的優(yōu)勢,因為在圖紙、地圖上存在大量的線條或路線等,而傳統(tǒng)拼接的“生理”縫隙與“光學(xué)”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(tǒng)本身的線條誤看作一體,從而導(dǎo)致決策和研究失誤。
對于邊緣融合技術(shù)來說,另一個不稱其為挑戰(zhàn)的挑戰(zhàn)便是,邊緣融合工程需要注意的細(xì)節(jié)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(jī)選型、投影機(jī)吊架的結(jié)構(gòu)、投影線材等,每個細(xì)節(jié)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(fā)生了細(xì)微的位移與變化,就會產(chǎn)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(jī)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(jīng)驗值可供大家參考,據(jù)了解,重合部分的寬度應(yīng)不低于單臺投影機(jī)投影寬度的20%。此外,投影機(jī)信號傳輸線質(zhì)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(xiàn)拖尾、動態(tài)波紋或者顫抖的情況。 同樣,在邊緣融合工程中,對投影機(jī)的選型與投影機(jī)吊架的結(jié)構(gòu)都是需要認(rèn)真考量的。
設(shè)備優(yōu)異
談到邊緣融合技術(shù),就不得不談到實現(xiàn)其功能的各式設(shè)備,尤其是邊緣融合器,邊緣融合器是實現(xiàn)整個畫面融合的核心設(shè)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(nèi)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(shè)備中的優(yōu)異者,開拓了展覽行業(yè)新前景。AGT- Exhibition巴洛克系列邊緣融合器融合數(shù)字圖像處理、計算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、傳感技術(shù)等多門學(xué)科,專為展覽行業(yè)的大屏幕無縫投影顯示系統(tǒng)設(shè)計,為展覽展示提供智能、動態(tài)、交互的新方式,將枯燥的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)轷r活的圖像呈現(xiàn),為觀眾帶來全新的展覽體驗和身臨其境感。據(jù)ATER研發(fā)人員介紹,之所以取名AGT- Exhibition巴洛克系列,就是體現(xiàn)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(xiàn),更可在球形、蒼穹、不規(guī)則沙盤上完美顯示,完全滿足展覽行業(yè)的各種顯示需求;同時,強(qiáng)烈、明亮、細(xì)膩的色彩和圖像展示,也是原有系列所無法比擬的,其可達(dá)到1080p、2K、4K圖像的精細(xì)演示,在畫面質(zhì)量上有本質(zhì)的飛躍,與巴洛克風(fēng)格不謀而合。AGT-D/AGT-E 是AGT- Exhibition巴洛克系列的核心產(chǎn)品,采用ATER純硬件FPGA架構(gòu),集視頻信號采集和完美優(yōu)化、實時分辨率數(shù)字圖像處理、二維高階數(shù)字濾波等高端圖像處理技術(shù)于一身,具有強(qiáng)大的處理能力,更新速度更快,顯示更靈活、更可靠、更安全。內(nèi)置單像素幾何校正、自動色彩均衡、融合便帶處理、暗場補(bǔ)償、淡入淡出切換、點(diǎn)對點(diǎn)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(shù)字視頻。

ATER AGT- Exhibition巴洛克系列產(chǎn)品
日前,清投視訊推出的可擴(kuò)展多種應(yīng)用的第三代融合產(chǎn)品——TNet物聯(lián)網(wǎng)分布式融合器也是其中的佼佼者。據(jù)清投相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,TNet物聯(lián)網(wǎng)分布式融合點(diǎn)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(shè)備實現(xiàn)多種拓展應(yīng)用功能。分布式融合器采用EPGA架構(gòu),從根本上避免因系統(tǒng)設(shè)置中病毒及硬件設(shè)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(shù)字輸出,傳輸率到達(dá)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(qū)域可達(dá)到1像素,通過此調(diào)節(jié)方法不論是純色還是白場、暗場,都可以調(diào)節(jié)至融合大屏幕全局色域統(tǒng)一。再是穩(wěn)定性高:TNet物聯(lián)網(wǎng)融合器節(jié)點(diǎn)功耗低至5W。

第三代TNet物聯(lián)網(wǎng)分布式融合器
前景光明
邊緣融合技術(shù)的發(fā)展前景也是由其出眾的優(yōu)勢所決定的。在過去,專業(yè)大屏幕顯示系統(tǒng)一般用于虛擬仿真、系統(tǒng)控制和科學(xué)研究,后來開始向展覽展示、工業(yè)設(shè)計、教育培訓(xùn)、醫(yī)療服務(wù)、影視制作、會議中心等專業(yè)領(lǐng)域發(fā)展。近年來,對于許多不同的應(yīng)用來說,寬屏影像的需求量依然很高。相比傳統(tǒng)拼接顯示系統(tǒng),上述領(lǐng)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(jī)通過邊緣融合技術(shù)投射出一個完整畫面的無縫拼接顯示已經(jīng)成為多媒體會議室的主流選擇。可以說,新興的邊緣融合技術(shù)在多個領(lǐng)域越發(fā)擁有廣闊的應(yīng)用前景。
究其原因,最新的邊緣融合技術(shù)真正實現(xiàn)了無縫拼接,既沒有邊緣縫隙也不會出現(xiàn)重疊技術(shù)的部分畫面過亮的效果。再是就使用環(huán)境來說,在展覽展示、大型會議廳這些室內(nèi)場館環(huán)境下,使用邊緣融合技術(shù)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(xiàn)在已生產(chǎn)出的上萬流明度的投影機(jī)更使顯示畫面的清晰度和亮度不遜色于液晶屏。從費(fèi)用角度上來說,邊緣融合是一種經(jīng)濟(jì)型技術(shù),使用邊緣融合比使用液晶屏要省去相當(dāng)一部分費(fèi)用,在相同外界環(huán)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(yīng)用可能之外,使用邊緣融合技術(shù)的其他原因還包括,該技術(shù)可以產(chǎn)生具有創(chuàng)意、內(nèi)容豐富和沉浸式價值的超寬屏影像。產(chǎn)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(yīng)用中,虛擬現(xiàn)實通過三維平臺,將自然界中的場景、環(huán)境、人物等等一系列因素通過數(shù)據(jù)模式輸入到計算機(jī)中,通過建模,制作,最終實現(xiàn)計算機(jī)中與自然界“一樣”的環(huán)境。這個環(huán)境可以通過虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)平臺,將數(shù)據(jù)模型中的數(shù)據(jù)在播放當(dāng)中根據(jù)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(jī)互動實現(xiàn)場景模擬、產(chǎn)品展示、科學(xué)試驗、教育培訓(xùn)等等領(lǐng)域。
除此之外,邊緣融合技術(shù)可以有效應(yīng)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(shù)將會推動新的技術(shù)浪潮,同時也是未來大屏幕拼接方式的主要方向之一。