LED大屏幕組合顯示系統應用淺說

馮建民

【內容摘要】本文介紹了河南電視臺1500平米高清演播室LED大屏幕系統的設計理念、系統特點以及操作維護經驗，提出了三個“與時俱進”的建議，以期對其他電視媒體在使用同類設備時有所啟迪。

【關鍵詞】河南；電視臺；演播室；LED大屏幕

“LED大屏幕組合顯示系統”簡稱為“LED大屏幕”，具有色彩絢麗、視覺沖擊強大、舞美效果大氣壯觀、組合靈活等特點，已經成為演播室節目的主要呈現、襯托手段。隨著演播室節目制作形態的多樣化，LED大屏幕已成為各電視臺綜藝、訪談類節目必備的技術設備。

在某種意義上說，節目的成功與否有可能取決于LED大屏幕是否能夠完美展現，因此LED大屏幕能否科學應用就顯得十分重要。

河南電視臺的1500平米演播室、600平米演播室和400平米演播室均使用了相同的LED大屏幕技術，本文主要分析河南電視臺1500平米演播室LED大屏幕的設計運用和維護。

一、系統設計

LED大屏幕的設計非常重要，其尺寸大小和舞臺位置必須根據演播室的實際情況確定，以確保最好的舞臺效果。河南電視臺1500平米演播室舞臺燈光距離地面的高度是10米，舞臺臺口的寬度為22米，大屏基座高為2米，大屏幕凈高度為4.7米，大屏幕的總尺寸為10×6.7米。屏幕擺放位置距離舞臺中央15米，這樣大屏幕自身的亮度不影響舞臺燈光效果，能起到襯托舞臺作用，從攝像機的角度看，又拉大了舞臺景深效果，使演出效果和錄制效果更加氣勢恢宏。

LED大屏幕顯示系統主要由LED顯示屏、屏幕控制系統、視頻信號處理器、輸入信號切換矩陣、控制計算機、供配電系統等組成。

這套大屏幕控制系統加入了視頻信號處理器LVP-601S+，提供了多路視頻信號輸入接口： DVI-D、DVI-I、HDMI、VGA、模擬復合信號、高標清數字信號（BNC接口）等，充分滿足了節目部門的需要，確保了視頻源的多樣性。

由于計算機控制部分穩定性較差，處理廣播級高清數字視頻的能力也較差，所以運用視頻處理器代替計算機控制，可以大大降低視頻控制部分死機、高清視頻不流暢問題。

LED大屏幕使用時如果需要參數調整，啟動WINDOWS下的“LED演播室”控制軟件，即可對大屏幕參數進行技術調整，但在大屏幕正常使用過程中則無需進入WINDOWS操作系統，只使用視頻處理器即可。

這套LED大屏幕系統的視頻信號由高清數字矩陣輸出到高清視頻數字切換臺，副切換臺輸出至LED顯示屏專業視頻處理器LVP-601S+，然后使用DVI-D/DVI-I線輸出到計算機控制器發送卡，最后通過568B標準網線傳輸給大屏幕接收端。

由切換臺直接控制大屏幕的視頻切換比較容易上手，節目制作人員能夠以最快的速度調度系統中的各路信號，其設計的合理性為節目制作帶來了便利。LED大屏幕系統連接如圖1所示：

由于河南電視臺1500平米演播室為全高清數字演播室，外來信號輸入配備了13路標清轉換高清的上變換板卡，足以保證各路標清信號源接入演播室視頻系統。另外在LVP601S+視頻處理器的上端加入了下變換板卡，保證在標清和高清錄制時自由切換，保證大屏幕任何時候都是全屏顯示效果。

二、規格參數

河南電視臺1500平米演播室LED大屏幕系統的技術參數如下：

（一）硬件部分

1.箱體。1500平米演播室大屏幕由13×6個箱體組成，箱體規格768×768CM，每個箱體128×128個實像素點，所以整塊屏體的實際物理分辨率為1664×768。

2.箱體內燈板芯片和接收卡。支持逐卡（接收卡）檢測和校正功能，逐卡校正每個屏體色差，紅綠藍各256級。帶PWM驅動芯片，使檢測校驗后的顯示屏效果更完美；屏幕刷新率60-1200Hz；每個接收卡支持1024段分割，可用于異型文字屏體組裝。

3.發送卡。第八代靈星雨科技802型卡，升級后的新卡支持10位顏色，1024×1024×1021=1073741824種顏色，單卡最大支持分辨率2048×640，雙卡級聯最大支持分辨率2048×1152。逐點校正支持單點、2×2、4×4、8×8點四種校正模式，最大校正6144點/模塊，紅綠藍各256級別。可根據顯示屏情況從無灰度到65536級（64K）灰度之間任意調整。刷新率可以從10Hz-3000Hz任意設定，帶刷新率鎖相功能，使LED大屏幕刷新頻率鎖定在電腦顯示器刷新率的整數倍，杜絕圖像撕裂，保證圖像完美再現。發送卡傳送距離最大可達170米（實測），可靠傳輸距離150米。

4.LED顯示屏專業視頻處理器LVP601S+。輸入信號支持視頻制式PAL和NTSC兩種制式。VGA格式分辨率要求最大為1600×1200@60Hz，DVI、HDMI、DP格式分辨率要求PC（計算機）和SD/HD（標清和高清數字信號）分別最大為1600×1200@60Hz（E1A-861B）、1920×1080@60Hz；YPbPr格式（E1A-861B）分辨率最大為1920×1080@60Hz；SDI格式（SMPTE259M-C）最大為720×576i@50Hz/720×480i@60Hz；HDSDI格式（SMPTE-292M/274M/296M）最大為1280×720P@60Hz/1920×1080@50Hz。視頻處理器內部可并級兩張靈星雨802型發送卡，可獨立給發送卡供電，并且帶有亮度、分辨率、相位、圖像高度寬度等調節功能，再加上豐富的信號源輸入，可以完全脫離計算機束縛，使大屏幕在直播錄播過程中運行更加穩定。

5.計算機技術規格：雙核CPU或更高、內存2G以上、獨立顯卡帶有兩個以上輸出接口，其中至少有一個DVI-D或者DVI-I接口、板卡帶有一個以上PCI接口和USB2.0接口。

（二）軟件部分

LED演播室軟件是專為LED顯示屏設計的一套功能強大、使用方便、簡單易學的節目制作、播放軟件，支持多種文件格式：文件文本、WORD文檔，BMP、JPG、GIF、PCX等圖片格式，MPG、MPEG、MPV、MPA、AVI、VCD、SWF、RM、RA、RMJ、ADF等大部分動畫視頻格式，運行環境為Windows98/ME/2000/2003/NT/XP/WIN7等操作系統。

三、操作規范

1500平米演播室LED大屏幕系統操作應用規范如下：

（一） 大屏幕信號來源

信號來源分計算機信號和演播室系統信號，計算機信號只有在調節大屏時才會使用同步信號。在錄制節目時均使用演播室系統信號。演播室系統信號分為標清信號和高清信號，在錄制節目時為了與演播室信號同步，外來所有信號都要以廣播級標準進入演播室錄制系統，最后所有進入大屏幕的信號都由演播室切換臺或矩陣提供，因此決定了大屏的信號輸入只能為高清和標清，其分辨率只能為720×576@50Hz或1920×1080@50Hz，由于大屏組合物理分辨率為1664×768，所以節目部門制作大屏時只能按照這個比例去做圖像，最后還要變換成720×576或者1920×1080，只要是這兩種比例視頻處理器，LVP601S+都會將圖片或者視頻信號自動處理為大屏幕滿屏顯示。

（二）視頻處理器LVP601S+設置

LVP601S+設置時按8次“SETUP”鍵后進入設置界面，“STP”鍵調整步進值，按該鍵切換步進值為1-10，“Enter”鍵為保存數值或選擇數值，“SETUP”鍵為進入或退出。首先設置輸出分辨率為1920×1080 50Hz；再設置水平像素點數為1664和垂直像素點數為768，不過一般水平設為1665像素，高設為769像素或者再大幾個像素，大屏才能滿屏顯示，設置完成按“ENTER”鍵即可保存。

輸出亮度選擇：“BRT-”鍵降低輸出亮度，最低0，“BRT+”鍵增加輸出亮度，最高64。全屏/局部顯示選擇：“FULL”鍵為全屏顯示，LED屏顯示整個輸入圖像。“PART”鍵為局部顯示，LED屏顯示圖像的局部（該鍵僅應用于計算機信號）。

（三）發送接收卡設置

如果LED大屏幕只使用矩陣輸出信號，則無需進行LED軟件設置，只對發送接收卡進行設置即可。發送卡設置完后，只需計算機對其供電即可。打開“LED演播室”軟件10.0，選中設置中的軟件，首先把高和寬的數值設置為大屏的實際像素點數。發送卡設置選項里顯示模式分辨率為主控計算機桌面分辨率1680×1050，選中“啟用第八代功能”和“單卡監控”。接收卡設置燈板芯片為“通用”，LED刷新率為380，掃描時鐘為16.67MHz，行消隱時間200納秒，LED刷新率可以根據需要相應調節，同時要搭配調節掃描時鐘和行消隱的參數，大屏才能正常顯示，灰度級一般設置正常值4096級。實際寬度和高度為128×128。顯示屏連接參數如圖2、圖3。圖2綠色為U口設置，圖3藍色為D口設置。

設置ID序列號：按箱體網線連接順序設置（U為上口，主要與LED大屏幕上面13×3個箱體通訊，D為下口，主要與LED大屏幕下面13×3個箱體通訊），注意U、D接口下面三排為D、上面三排為U，一定要選正確。設置顯示屏連接的第一個箱體，以網線進入的第一個箱體為基準，依次設置ID號。如從U口開始設置只需設置第一個和第二個顯示屏參數，下面設置直接按鍵盤方向區的上下左右即可。設置顯示屏ID參數的順序，是按照顯示屏的連接線的實際順序設置，要設置連接顯示屏，首先要明白大屏后面連接線的走向。1500平米演播室大屏幕橫向為13塊箱體，那么ID就到13，然后按方向鍵的上鍵，第二排大屏的連接為從右向左，那么按方向鍵左鍵到ID號26，然后按方向鍵向上到ID27，最后向右到39，U口線連接39個箱體。設置D口顯示屏連接參數同上。無論是接收卡還是發送卡，參數設置后均要先點擊“發送到接收卡”，并點擊“保存到接收卡”，否則重啟后復位。

四、安裝使用與維護

由于LED大屏幕組合顯示系統組成部件多，因而系統在安裝使用維護過程中有以下方面需要注意：

（一）安裝、控制、調試、維護必須及時準確

安裝通常采用基座式，即先安裝好基座，再通過連接件將屏體固定到基座。必須注意的是，在安裝屏體前，一定要仔細檢查安裝鋼架結構的安裝面是否平整、牢固。

（二）在調試、維護時，常見以下幾種情況發生，應采取相應對策

單元板不亮——電源故障或數據線斷了，需更換。某個箱體模組單元紅（或綠）常亮——對應的分配板故障或數據線方向插反了，更換或數據線重插。通訊不正常——軟件設置不對或發送卡或接收卡有問題，發送卡和接收卡上面的綠色指示燈不閃爍時，檢查發送卡DVI信號源輸入，重啟計算機或視頻處理器或更換DVI輸入。整屏橫向隔幾行亮，隔幾行不亮——通訊不正常，檢查網線，或者檢查故障點的環節電源線。

（三）使用注意事項

首先，LED大屏幕組合顯示系統接地必須良好，否則會引起“燒板”現象。檢查零線是否壓接牢固，如果只有火線和地線形成回路，大屏幕只能工作在最低功率狀態，其故障表現為大屏幕只能正常顯示圖片，不能顯示播放的視頻，大屏幕出現不斷的閃黑，同時箱體內指示燈也將間斷閃爍。如果不及時把零線恢復完好，也有“燒板”危險。不可以帶電熱插拔DVI數據線和其他接插件，更不能帶電維修。

其次，開關LED大屏幕時一定遵循“先開計算機，再開LED屏幕；先關LED屏幕，再關計算機”的原則；不要頻繁開關，時間間隔至少要1分鐘以上；發送卡的綠燈閃爍時才可開LED屏幕；盡量減少LED大屏幕在全亮或者失控狀態下開屏，因為此時系統沖擊電流最大。

箱體內的接收卡有兩個指示燈：紅燈為電源指示，綠燈為信號指示。紅色亮，綠燈閃爍為正常。U/D數據通訊線纜兩端均為568B標準，一端接發送卡，一端接箱體內的接收卡。箱體之間的環接為O型接口，箱體和接收卡間均為水晶頭，箱體和接收卡之間的信號線易出現故障，可以直接跳過箱體接口，直接在箱體內發送卡進行環接。無論是電源線還是信號線，箱體兩端接口均可輸入輸出。

五、結論

LED大屏幕的完美展現是技術與藝術的完美結合。1500平米大屏幕的使用經歷了一段時間，其性能良好，工作非常穩定，能夠滿足各種直播、錄播任務，其中河南電視臺大型綜藝欄目《梨園春》和《武林風》，使用大屏幕直播和錄播2000多期，從未在節目錄制過程中出現過差錯。

要使LED大屏幕組合顯示系統穩定運行，就需要具備扎實的技術功底、迅速快捷排除故障的經驗、能力，從而保證節目的成功錄制。

2013年全球影視技術的發展催生了4K分辨率制作設備小型化、輕量化，為電視節目制作領域的應用開啟了先河，高速4K分辨率圖像處理引擎技術，高容量快速存儲性能以及4K編解碼等尖端技術，帶來全流程4096×2160分辨率圖像拍攝制作，電影級別影像的呈現，工作流程逐步經濟合理，為電視媒體創作開辟了新的空間。①隨著廣播電視4K高清的普及，LED大屏幕的清晰度會越來越高，實際像素點距越來越小，大屏幕的面積也會越來越大。

縱觀河南電視臺1500平米演播室LED大屏幕的安裝與使用，筆者有以下幾點感悟：一是電視節目的制作與播出必須要與時俱進。這里所說的“與時俱進”既包括主創團隊思想觀念上的，也應包括相關設備的更新換代方面，技術雖然不是萬能的，但沒有相應的技術設備支持，要想取得好的傳播效果也是萬萬不能的；二是對于新添置的相關設備，相關操作使用人員必須與時俱進，不能僅僅滿足于依靠說明書去操作，或者把希望都寄托到廠家派駐人員身上，而是要想方設法，通過自己的學習，既知其然，又知其所以然；三是相關管理上的與時俱進。LED大屏幕系統只是電視臺新添置的眾多設備中的一個，根據著名的“摩爾定律”，包括但不限于電視在內的音視頻技術的更新換代是非常頻繁的，有了新的設備，相關管理必須與時俱進跟進。

注釋：

① 王佩、薛佳：《中央電視臺4K分辨率高端技術在節目制作中的應用》，《現代電視技術》 2014年第9期。