LED 大屏以其色彩絢麗、大氣壯觀的舞美效果、強大的視覺沖擊、靈活組合等特點，成為各電視臺綜藝、訪談類節(jié)目必備的技術(shù)設(shè)備。近年來，隨著 LED 產(chǎn)品質(zhì)量的提高和成本的下降，LED 大屏幕被廣泛用于電視臺演播室。

　　然而 LED 大屏最初并不是為演播室應(yīng)用而產(chǎn)生的，各大 LED 廠商的產(chǎn)品一般都是滿足于戶外、公路、指揮中心、展示中心、商業(yè)展示等。對于 LED 應(yīng)用于演播室，特別是直播演播室，怎樣去滿足廣電要求，這點并不十分清楚。

　　本文是江蘇省蘇州廣電總臺結(jié)合三年來在直播演播室中使用 LED 大屏的情況，總結(jié)了配電、軟件、硬件方面的設(shè)計經(jīng)驗和使用經(jīng)驗。還請顯示屏廠商們細(xì)細(xì)看來。

　　一、配電安全性設(shè)計

　　LED大屏系統(tǒng)主要由LED顯示箱體、屏幕控制器(發(fā)送、接收設(shè)備)、視頻信號處理器(拼接器)、輸入信號切換矩陣、控制計算機、供配電系統(tǒng)等組成。

　　配電是整個大屏系統(tǒng)的血液，我們在設(shè)計配電時要考慮大屏的最大功率、最大電流，從而確定空氣開關(guān)的大小和電纜線的粗細(xì)，由于我們演播室使用環(huán)境中 LED 大屏的亮度一般都在最大亮度的 12%~18%，實際使用功率往往只有預(yù)估功率的一半，以 P2.5 點距的 37.5 平方米大小的 LED屏為例，實際功率在 8kW 不到。所以盲目做大開關(guān)大小和選擇較粗的電纜都是浪費。

　　所有新系統(tǒng)在設(shè)計基礎(chǔ)建設(shè)時就該考慮到 LED 大屏的使用，演播室內(nèi)都要預(yù)留好足夠功率的動力電源，由于廣電的廣播需求，設(shè)計時，必須有兩類不同的動力電源，每一類都要滿足獨立負(fù)載整個 LED 屏的能力，作為主備動力電給大屏系統(tǒng)使用。

　　在 LED 大屏系統(tǒng)的配電箱必須有主備動力電的自動倒換開關(guān)，由于數(shù)量巨大的 LED 箱體啟動電流很大，為了安全，我們手動分批啟動或者運用 PLC 自動分批啟動。箱體接電要注意三相平衡。也不能因為單相掉電而造成局部整體黑屏，所以要注意科學(xué)分相接電。

　　LED 大屏在鏡頭所占畫幅比例大幅提高，眾多箱體里的大量電源模塊難免損壞，所以我們又對箱體要求雙電源主備供電或者不同相線的箱體之間應(yīng)該有直流電作為備份，互相保護。

　　(屏體強電邏輯圖)

　　二 弱電信號流設(shè)計

　　如開篇所述，很多大屏系統(tǒng)都是基于商業(yè)和戶外，視頻播放源接口都是 DVI 或者 HDMI，而廣電專業(yè)設(shè)備很多都是 SDI 接口，很多電視臺使用了昂貴的 DVI 矩陣來給大屏系統(tǒng)提供信號切換和備份，我們認(rèn)為并不合適，現(xiàn)在廣電領(lǐng)域渲染 LED 大屏的內(nèi)容都為國內(nèi)外著名廠商的大屏包裝機器，很多都是 SDI 接口，也有 DVI 和 HDMI 接口，這些輸出除了為 LED 大屏用，我們難免還要輸入到矩陣、電視墻監(jiān)看甚至切換臺輸出，如果我們把大屏渲染機的輸出直接接入矩陣，從矩陣輸出送給 LED 大屏信號，那么整個系統(tǒng)都將非常靈活，大屏系統(tǒng)擁有了豐富的信號源，電視墻、切換臺上也都能有大屏渲染機的內(nèi)容監(jiān)看和輸出，主要省去了購買昂貴的 DVI 矩陣和增加系統(tǒng)環(huán)節(jié)的風(fēng)險。

　　所以廣電在 LED 大屏選型時都會要求輸入信號兼容 VGA、DVI、HDM，最主要的是支持基帶 SDI。

　　三 弱電架構(gòu)安全性設(shè)計

　　1. 拼接器的系統(tǒng)安全

　　安全是廣電領(lǐng)域的一貫要求，很多 LED 廠商在這方面的思維是很欠缺的。LED 大屏系統(tǒng)的弱電架構(gòu)包括輸入、輸出拼接器和發(fā)送、接收設(shè)備。

　　至今很多廠商出于成本考慮，仍然在使用集中式的拼接器和發(fā)送、接收設(shè)備。這些方式在商業(yè)、戶外等領(lǐng)域沒關(guān)系，屏黑了也沒關(guān)系，可以慢慢修。但是廣電領(lǐng)域不能出現(xiàn)大屏黑屏，就算不可避免的中途發(fā)生意外，也不能整屏黑屏，就算整屏黑屏，也要能在半小時內(nèi)恢復(fù)保障播出。

　　集中式處理器采用了 FPGA 加矩陣交換芯片的技術(shù)結(jié)構(gòu)，由一個基板和輸入接口板與輸出接口板組成一個共通的箱體，其所有輸入輸出信號以及數(shù)據(jù)交換，都在一個機箱里面完成。通過有效地使用并行處理技術(shù)使得數(shù)據(jù)得到分散處理。

　　(集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu))

　　分布式圖像拼接控制器輸入端，采用實時影像數(shù)字采集技術(shù)，把各種視頻信號源(DVI/VGA 信號，HDMI，SDI 高清視頻等)變成統(tǒng)一的數(shù)字視頻信息。然后進行高質(zhì)量的有損或者無損壓縮編碼，將視頻信息打包成能夠在以太網(wǎng)上傳輸?shù)?IP碼流。分布式控制器輸出端由一個個分離的解碼器組成，解碼器接收各種信號碼流并實時解碼。

　　(分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu))

　　分布式拼接系統(tǒng)具備圖像信號多點共享的功能。集中式處理器的核心在于各廠家自行設(shè)計制造的高速差分交換底板，該底板對于整個處理器的信號完整性、穩(wěn)定性至關(guān)重要，往往一點故障就會導(dǎo)致系統(tǒng)整體崩潰。

　　分布式圖像拼接控制器由一個個獨立的功能模塊構(gòu)成：圖像采集輸入端、交換機、圖像顯示輸出端。每個輸入端對應(yīng)一至二路圖像信息。例如某大屏拼接應(yīng)用中，有 8 路SDI 輸入信號源。使用到的設(shè)備大致應(yīng)為：4 個輸入盒設(shè)備和 4 個輸出盒，一個 48 口千兆交換機。系統(tǒng)規(guī)模如果在實際使用中發(fā)生調(diào)整，只需要簡單地增加輸入盒設(shè)備即可，具備極大的整體靈活性和穩(wěn)定性。在傳統(tǒng)的集中式控制器中，多路信號處理需要搶占 CPU 資源和系統(tǒng)總線帶寬，因此難以應(yīng)對多路 RGB/ 視頻等信號的同時處理。

　　必須確保，當(dāng)單體設(shè)備發(fā)生故障時不會導(dǎo)致整屏黑屏，如果是核心的交換機損壞，那么我們立即更換交換機就能快速恢復(fù)，無需配置的過程。

　　2. 收發(fā)送盒和屏體信號的安全

　　發(fā)送盒和接收盒設(shè)備，有些是用DVI- 光纖發(fā)送到屏體，在屏體處光纖 -DVI，然后 DVI 有源分配進入各列屏體，環(huán)節(jié)多，有源設(shè)備多，可靠性差，容易整體或者大面積黑屏。

　　基于 TCP/IP 的信號發(fā)送盒、接收盒，信號由網(wǎng)線傳輸，支持熱插拔，一個發(fā)送盒為兩個接收盒發(fā)送信號，每個接收盒輸出兩根網(wǎng)線，在屏體上首尾串接一部分屏體，每個屏體信號都是雙鏈路的，單個屏體損壞的話，不會造成首尾連接這部分屏體的全黑。任意一根網(wǎng)線損壞或者信號誤碼也不會影響一個首尾連接區(qū)域的顯示。

　　任意發(fā)送盒或接收盒異常斷電或者中途損壞，不會導(dǎo)致所輸出部分屏體的黑屏，只會導(dǎo)致靜幀。

　　四 實用性設(shè)計

　　LED 大屏無論是亮著還是黑屏狀態(tài)下，只要開著就是高能耗的產(chǎn)品，在節(jié)目不制作的時間段，或者是深夜，我們都需要關(guān)屏，大屏系統(tǒng)的弱電設(shè)備也要每天開關(guān)，考驗它的穩(wěn)定性和檢驗電源和設(shè)備質(zhì)量。所以大屏系統(tǒng)的開關(guān)必須設(shè)計得方便實用，在大屏附近的配電箱上使用遙控開關(guān)來控制配電箱內(nèi)部的吸合器通斷來每日開關(guān)機，順便看和聽大屏的上電狀態(tài)。

　　很多商用 LED 廠家，整個大屏的點亮，必須依賴于大屏控制電腦上的控制軟件，軟件不開或者電腦不開，整個大屏無法工作，這在廣電領(lǐng)域又是不能接受的，一般的控制電腦，為普通民用 PC，故障率高，一旦發(fā)生軟硬件故障，很難短時間恢復(fù)。所以對 LED 大屏系統(tǒng)提出整個大屏必須脫離配置電腦的運行而運行，當(dāng)然，在調(diào)整色溫、刷新率、拼接方式、顏色等時要使用配置電腦。

　　大屏系統(tǒng)箱體眾多，在設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)時，要充分考慮后期檢修，檢修導(dǎo)通要有照明，鋼結(jié)構(gòu)要能承受至少兩人攀爬維護。箱體接插件要支持熱插拔，接口簡單可維護。

　　整個大屏系統(tǒng)箱體眾多，現(xiàn)在一個演播室動輒 50 平米大屏，我們在建的一個演播室甚至用了 100 平米的大屏，多個演播室加在一起，箱體數(shù)量非常巨大，那么多電源，那么多數(shù)據(jù)接口的狀態(tài)不可能一個個去查看，所以屏體狀態(tài)的監(jiān)控軟件就顯得尤為重要，而且必須是實時監(jiān)控!如果沒有這個功能，那么只有當(dāng)大屏的某個模塊黑掉以后，才會發(fā)現(xiàn)原來雙電源已經(jīng)全壞了，原來雙信號接口已經(jīng)全壞了。到時候，換箱體就要耽誤新聞直播了。

　　五 其他重要技術(shù)參數(shù)

　　由于 LED 大屏應(yīng)用在演播室內(nèi)，那么它的散熱也很重要，選型時要考慮那些發(fā)熱小，散熱好的產(chǎn)品，帶風(fēng)扇的產(chǎn)品更是不能選擇，演播室容不下那么多風(fēng)扇的噪音。

　　如前文所述，演播室中實際LED大屏亮度只有12%~18%，亮度很低，很多產(chǎn)品在低亮下的灰度還原不是很好，還容易產(chǎn)生色塊，這些在前期調(diào)研時要注意。

　　屏幕刷新率可調(diào)(與攝像機電子快門一致)，色溫可調(diào) 3200K~6500K，亮度可調(diào) 200cd/m 2~1000cd/m 2 ，對比度達到3000:1。

　　六 總結(jié)

　　蘇州廣電總臺新大樓直播演播室中普遍采用 P2.5、P2 甚至 P1.6 的 LED 大屏。LED 大屏系統(tǒng)在蘇州廣電總臺新大樓直播演播室中每天承載著共計 12 小時的直播量，使用效果良好。