作為長期從事LED大屏研發(fā)的科技工作者，筆者一直關注我國LED大屏事業(yè)的發(fā)展，關注國際大屏顯示業(yè)的新成果。三年前，筆者在《LED大屏發(fā)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(yè)廣告的需求增加也是非常重要的發(fā)展趨勢。可以說，我國LED全彩色大屏行業(yè)正在迎來一個新的高潮。認真地研究市場發(fā)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(xù)發(fā)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。

1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(chuàng)造經(jīng)濟收益，但是能提升城市知名度，塑造城市形象，改善投資環(huán)境，營造商業(yè)氛圍，有利于經(jīng)濟的發(fā)展，有良好的社會效益，從而間接地創(chuàng)造經(jīng)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(yè)運營取得經(jīng)濟效益。近年在全國許多地方建造的城市中心區(qū)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(xiàn)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(yōu)質(zhì)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(nèi)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(yè)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(nèi)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(nèi)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(shù)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(xiàn)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(nèi)廠商的產(chǎn)品還沒有完全達到。在許多情況下，由于發(fā)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�，F(xiàn)在大家普遍感覺到國內(nèi)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(fā)光二極管組成的，必須對所用發(fā)光二極管的光電參數(shù)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(fā)光二極管的選用和驅(qū)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(nèi)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(jié)目顏色顯得不真實。所以，色坐標的校正十分重要。校正的轉(zhuǎn)換計算比較復雜，難于用軟件完成，從各廠家的產(chǎn)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(xiàn)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(fā)光二極管、驅(qū)動電路、結構設計和施工等。但是，除非所用發(fā)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(xiàn)象(嚴格地說，是很輕而不是沒有，普通觀眾與專業(yè)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(nèi)普遍使用的模組灌膠等辦法，值得研究。通常，發(fā)光二極管廠家把發(fā)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(diào)試解決的。結構設計和施工不良，是造成馬賽克現(xiàn)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(fā)現(xiàn)，已無法補救了，所以應當特別下功夫。如果說，國內(nèi)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(jīng)驗證明，灰度級必須足夠高。目前高檔產(chǎn)品普遍為同屏

顯示1024級，10．7億色。國內(nèi)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(guī)定256級灰度。據(jù)筆者測試，并非如此，實際效果相差很大。事實上要實現(xiàn)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(diào)整等級為32級，這時如果丫修正系數(shù)為2．8，PCM的最小調(diào)寬脈沖的寬度應為10ns左右，已經(jīng)達到驅(qū)動電路的帶寬極限。實際上是無法實現(xiàn)的，要考慮調(diào)幅與調(diào)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(shù)多，刷新頻率要求高(例如400Hz以上)時，數(shù)據(jù)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(zhì)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(shù)字處理能力

    要得到優(yōu)質(zhì)圖像，必須有高質(zhì)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(shù)字處理、提升圖象質(zhì)量就是必不可少的了。事實上大家都有這樣的體會：播放經(jīng)過挑選的節(jié)目時，顯示效果是非常滿意的，但如果是實況轉(zhuǎn)播電視節(jié)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(shù)字信號處理，例如數(shù)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(yè)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(xiàn)中的損失以及造成的混迭和缺陷會造成圖象質(zhì)量下降。如何減少和降低損失，需要數(shù)字信號處理技術。數(shù)字圖象處理技術已經(jīng)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(shù)字處理系統(tǒng)的處理能力集中體現(xiàn)在處理位數(shù)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(yè)運行，穩(wěn)定可靠都是至關重要的�？煽啃灾笜擞善骄鶡o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(tǒng)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(shù)據(jù)。目前，國內(nèi)還沒有對大屏進行過可靠性測試�？煽啃缘幕A是嚴密的可靠性設計和嚴格的質(zhì)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(yǎng)的條件下，可以把MTBF指標要求降低，從而節(jié)省成本。道理很簡單，如果不要求大屏長期連續(xù)運行，而是間歇工作，而在間歇期，通過維護保養(yǎng)，把故障苗頭消滅，使系統(tǒng)始終處于良好的狀態(tài)下，那么，就可以保證正常工作期間不發(fā)生故障。這樣，1000小時的MTBF也能使系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地運轉(zhuǎn)。湖南路大屏，從開通以來，已經(jīng)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(tǒng)可靠性較高，還因為維護保養(yǎng)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。

2  商業(yè)廣告：力爭最佳的性能價格比

    最引人注目和令人鼓舞的是，用于商業(yè)廣告等的全彩大屏正在興起一輪新的熱潮，這既是經(jīng)濟發(fā)展的要求，也是技術進步的結果。筆者認為，在這高潮面前，采取正確的經(jīng)營策略和技術策略是保證可持續(xù)發(fā)展的關鍵。首先，應對用戶和受眾進行必要的引導，以保證持續(xù)發(fā)展和更上一層樓。

    從技術角度來說，筆者認為，不是追求畫面的最佳，而是追求性能價格比的最佳。以文字，動畫和經(jīng)過處理的圖像畫面為主，不要把重點放在視頻上，甚至不要求播放實時電視節(jié)目。

    商業(yè)運營講究的是經(jīng)濟效益，作為廣告媒體，要能吸引受眾的注意力，得到廣告主的認可。一句話，必須是大屏制造商，廣告經(jīng)營商，和廣告主都從中獲益。在各種廣告媒體中，大屏的優(yōu)點是它的變化快，鮮艷奪目；缺點是投資大，成本高，價格貴。如何降低成本，降低造價，近年有許多很好的方法，這里想就技術指標的問題提出一些看法。

    (1)功能：廣告的目的是宣傳，吸引眼球，給受眾建立深刻的印象，畫面精美是重要的，但并不是只有視頻或電視節(jié)目才是最好的。通過各種創(chuàng)意，變化等手段同樣可以收到好的效果。霓虹燈的變化就很有限，而且就那么幾種花樣變來變?nèi)ィЧ⒉徊�。大屏的表現(xiàn)形式多于霓虹燈，足以做廣告用途。那種必須有全彩色視頻效果，才能表現(xiàn)大屏的想法是片面的。事實上，在美國，視頻大屏也并不多，集中在某些地方，例如紐約時代廣場，賭城拉斯韋加斯等。為了避免分散駕車人的注意力，美國法律不允許快速變化的廣告。文字和簡單圖形配合變化應該是更有銷路的廣告。動畫(如FIASH)可能是最好的表現(xiàn)方法。在我國，習慣上把大屏分為同步屏和異步屏兩類。同步屏就像計算機的監(jiān)視器，變化多，功能全，但效率低，工作時需要一臺計算機和通訊始終運轉(zhuǎn)。異步屏是單片機或嵌入式系統(tǒng)控制，顯示的內(nèi)容一次寫入，直到下次更新時為止。高檔處理機同樣能實現(xiàn)灰度和視頻效果，異步屏在許多情況下更適用于廣告和信息變化較慢的情況，但還沒有為廣大用戶接受。

    簡單的單片機或小型嵌入系統(tǒng)處理能力低，在顯示的灰度級和刷新速度方面也會低一些。但在表現(xiàn)文字、動畫以及畫面的多種變化方面，仍然有足夠的能力。

    (2)亮度：眾所周知，在戶外陽光直射的條件下，需要5000nit的亮度，在室內(nèi)1000nit左右就夠了，還有半戶外的介乎中間，這些已是業(yè)界的共識�？梢韵胍姡瑧敉獯笃寥绻辉谝归g工作，亮度指標就可以大大下降，造價當然大幅下降。這就是說，如果大屏，白天不工作，晚上顯示，作為商業(yè)廣告，應該是好主意。事實上，霓虹燈就是目前應用最多的戶外廣告媒體。霓虹燈的亮度比LED大屏高得多，但是人們并不要求霓虹燈白天開，那末為什么要求大屏白天工作?而且要在陽光直射下播發(fā)視頻節(jié)目清晰可見呢，其實這里就有引導用戶的問題。況且夜間的受眾比白天多得多，豈不是事半功倍。臺灣．一家公司推出的一種廣告牌，白天是固定畫面，晚上是全彩活動畫面，成本只有常見的戶外全彩屏的三分之一，就是一種聰明的做法。

    (3)分辨率：分辨率或稱解析度取決于象素密度，顯示屏的成本中，象素的成本占到一半以上。因此，減少象素成本是最有吸引力的，象素分裂技術或動態(tài)象素技術就是常用的辦法。動態(tài)象素技術并不是新技術，至少已用了十年以上，它通過對象素的組成共享的辦法，使視覺分辨率提高若干倍。例如，最常用的2R1G1B的共享，可使間距為d的大屏的視覺分辨率提高到d／4的效果，其結果是可以用較少的像素顯示較大的畫面。但必須指出的是，視覺分辨率為d／4的動態(tài)象素屏并不等同于d／4物理分辨率的大屏，國內(nèi)許多廠家在宣傳動態(tài)象素技術時，有時是言過其實的。動態(tài)象素技術的實現(xiàn)方法多種多樣，都是利用殘象原理，就是利用人眼的視覺暫留，可以用較少的像素顯示較大的活動畫面。但必須指出，動態(tài)象素技術用較少的像素顯示較大的畫面時，由于混迭的影響圖象會模糊，清晰度差，有時會閃爍，不可能和實象素一樣好。

    去年，日本東京澀谷一座大型商廈，建立了一座大小有六層樓高的電子顯示屏。該屏裝在玻璃幕墻內(nèi)側，不影響大樓的外形和采光。晚上播放視頻廣告時，透過顯示單元的間隙，可以看到大樓內(nèi)部的燈光。由于避開了戶外工作的苛刻條件，造價也大大降低。其點間距很大，采用了殘象技術，象素數(shù)僅為實象素的四分之一。  效果雖不能與全點陣屏相比，但比紐約納斯達克大屏，省錢又有新意，值得在有條件的地方推廣。

    值得一提的是深圳天輝公司的混色全彩屏，不是用減少象素的方法，而是用減少價格高的純綠純藍管的辦法，再通過巧妙的結構安排，獲得了相當不錯的混色的效果，其性能價格比較高，有利于全彩屏的普及應用。這種方法的理論是根據(jù)人眼對于亮度的分辨率力高，而對于顏色的分辨力低，彩色電視就是利用這個原理減少帶寬的。不過，眾所周知，在三基色達到白平衡時，綠色的貢獻最大，因此減少綠色管，勢必影響屏幕的亮度，所以這種方法不適用于要求高亮度的場合。

    (4)可靠性和壽命：關于可靠性，前面已經(jīng)討論過，這里談一下壽命問題。壽命是指系統(tǒng)到了不能恢復到規(guī)定的技術指標的時間，它與可靠性有關，但不是同一個概念。大屏的壽命主要取決于發(fā)光管的壽命。發(fā)光管的壽命是指發(fā)光管的光強下降到標稱值一半的時間。長壽命發(fā)光管，如同電子器件中的軍用品一樣，價格要高得多。發(fā)光管光強的衰減與管子的品質(zhì)、工作電流和工作環(huán)境關系很大，即使是名牌長壽命管，若工作狀態(tài)不恰當，壽命也會縮短，這些都與成本有關。幾乎所有的廠家都把發(fā)光管的壽命當作大屏的壽命，實際上是不對的。大屏的壽命究竟應當是多少，也是一個性能價格比的問題。計算商業(yè)運營屏的投資和回報，有一個最佳的比例。多數(shù)情況下，要求100000小時的壽命不僅是不現(xiàn)實的，也是不必要的。

    (5)其余的技術指標，例如灰度級，刷新頻率和動態(tài)范圍等：數(shù)據(jù)帶寬對于商業(yè)廣告用的屏，都應當從性能價格比的角度來選擇，這里就不多說了。有人把大屏分為廣播級，專業(yè)級，多媒體級，和簡易級四個層次，從功能和視頻效果來分，是比較科學的。應當根據(jù)實際應用要求和投資水平來選擇最適合使用的大屏。形象工程選用廣播級或?qū)I(yè)級的，商業(yè)廣告以多媒體級的為主，簡單的文字圖形可以用簡易級的。由于大屏工程通常都要招標，業(yè)主在招標前應當確定建造什么樣的大屏，在一個切實的基礎上進行競爭。有的廠家提出不切實際的指標，有哄抬指標和誤導業(yè)主的嫌疑。廠商以科學、誠信的態(tài)度和經(jīng)營作風對待業(yè)主，對待產(chǎn)品，才是真正的發(fā)展之路。相信我國顯示行業(yè)會健康持續(xù)發(fā)展，我們對未來充滿信心。

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