LED顯示屏在新聞演播室中的應用

雷鳴

(江西省撫州市廣播電視臺 電視一套,江西撫州 344000)

0 引言

2019年撫州市廣播電視臺對電視一套新聞演播室進行了改造,如圖1所示。LED顯示屏作為這次改造的重要內容,內容包括:演播室LED顯示屏顯示系統、LED平板式面光燈、燈箱。新聞演播室具有新聞錄制與訪談錄制的功能,由LED顯示屏顯示系統、監示器、提詞器、攝像機、LED平板式面光燈、供配電系統等構成。本文就技術層面的應用進行論述。

圖1 撫州市廣播電視臺電視一套改造后的新聞演播室Fig.1 A reformed news studio of Fuzhou Radio and Television Station

本次建設,是在室內原有演播室環境進行改造,LED顯示屏作為這次改造的主景,我臺LED顯示屏是由強力巨彩公司生產型號為Q2proLED顯示屏。先介紹一下LED顯示屏的特點。LED,發光二極管(Light Emitting Diode)。它是由鎵(Ga)與砷(As)、磷(P)、氮(N)、銦(In)的化合物制成的二極管,當電子與空穴復合時能輻射出可見光,因而可以用來制成發光二極管。磷砷化鎵二極管發紅光,磷化鎵二極管發綠光,碳化硅二極管發黃光,銦鎵氮二極管發藍光。一般在電路及儀器中用作指示燈,或者組成文字或數字顯示,用來顯示文字、圖像、視頻、錄像信號等各種信息。LED顯示屏主要有以下特點[1]:

(1)LED顯示屏亮度高:戶外LED顯示屏的亮度大于8000mcd/m2,是目前唯一能夠在戶外全天候使用的大型顯示終端;戶內LED顯示屏的亮度大于2000cd/m2;

(2)LED顯示屏壽命長:LED壽命長達100,000小時(十年)以上;

(3)LED顯示屏視角大:在室內LED顯示屏視角可大于160°,在戶外LED顯示屏視角可大于120°。視角的大小取決于LED顯示屏LED發光二極管的形狀;

(4)LED顯示屏屏幕面積可大可小,小至不到一平米,大則可達幾百、上千平米;

(5)LED顯示屏易與計算機連接,支持多種軟件。

LED即發光二極管,是一種固態的半導體器件,它可以直接把電能轉化為光能。LED顯示屏融合了計算機技術、網路通信技術、圖像處理技術等,結構模塊化,可以根據需要任意拼裝,具有高亮度、低功耗、長壽命、低熱量、環保耐用等優點。隨著小間距LED顯示屏的發展,LED顯示屏在電視演播室和電視轉播等大型活動中的應用越來越多。LED顯示屏之所以受到廣泛應用并得到迅速發展,與它本身所具有的特點分不開。LED的發展前景極為廣闊,在各個領域都得到十分廣泛的應用,而且越來越向著更高亮度,更高分辨率、更高耐氣候性、更高的發光密度、更高的發光均勻性、更高可靠性、寬色域方向發展[1]。

1 系統原理概述

我臺LED顯示屏顯示系統由LED顯示屏、屏幕控制電腦、視頻信號處理器、供配電系統組成,如圖2所示。

圖2 LED顯示屏顯示系統原理圖Fig.2 Principle diagram of LED display system

2 系統調試遇到的問題及解決方案

2.1 LED用電安全問題

LED顯示屏作為這次改造的主景區,LED顯示屏接地必須良好,否則會引起“燒板”現象,不可以帶電插拔DV數據線和其他接插件,更不能帶電維修。LED用電安全是確保每天新聞錄制的安全環節,因新聞演播室處于老樓一樓防雷電也是需要考慮的安全因素,雷電有靜電功率損害和高壓損害。強磁場在一些電器的互感器內產生高電壓,高壓強放電造成的現象會燒毀電子元件。因為大氣的強度運動產生的高壓可通過電器設備的電源線或天線(主要是長線)瞬間強放電,造成電器設備內的電子元件內部擊穿(高壓損害)或是熔融(功率損害),所以會造成電器設備的永久性損壞。LED顯示屏的主體元件是LED和驅動芯片,屬于微電子產品的集合體,LED的工作電壓在5V左右,一般工作電流為20毫安以下。它的工作特性決定了它面對靜電和異常電壓或電流沖擊的抗性十分脆弱。這就需要我們在使用過程中認識到這一點并給予足夠的重視,采取措施對LED顯示屏進行保護。而電源接地是LED顯示屏最常用的一種保護方法,我臺接地做法是運用接地專用的黃綠雙色線將電源地線端子串接并鎖緊,然后引出銜接至接地端,埋設接地體。接地體選用角鋼,水平入大地中作為簡易接地址,接地址挑選了避免行人車輛損壞接地體的地方。供配電系統由室外配電房引入不間斷UPS電源,停電無縫對接,保障錄制用電安全。

2.2 LED顯示屏亮度調節

LED顯示屏的亮度等級問題更為重要,太暗的亮度會導致背景顏色失真,太亮的亮度會導致過度曝光于背景,對比度下降。LED顯示屏亮度軟件調節控制方法:雙擊打開電腦桌面上的NovaLCT(V5.2.1)軟件,如圖3所示。當兩個選項卡分別設置成一致的亮度值后,根據我臺環境燈光照度值,把LED屏亮度值固定在60%左右,一般情況不予調節。

圖3 NovaLCT (V5.2.1)軟件圖Fig.3 NovaLCT (V5.2.1) software diagram

2.3 攝像機光圈

確定合適的LED顯示屏幕點間距和拍攝距離點間距是LED顯示屏幕相鄰像素中心點之間的距離。點間距越小,單位面積的像素就越多,分辨率就越高,拍攝距離就可以越近,當然成本也越高。目前電視演播室常用的LED大屏幕的點間距多為4～6mm,拍攝距離在410m比較合適,這樣拍攝時能得到較好的背景畫面。如果距離太遠,拍攝畫面太小看不清;如果拍攝距離太近,拍攝畫面是一些活動的像素點,在人物特寫鏡頭中,還會出現網紋干擾,影響畫面效果。新聞演播室主要以人物照明的節目為主,如新聞、訪談類節目,通常情況下,我們把光圈固定在5.6～8之間,這時高清攝像機要求的照度是12001x～25001x之間,高清攝像機像素增多,有效感光面積小,靈敏度較低,攝像機光圈不宜太大,本臺演播室燈光系統采用的是色溫5600K LED平板式面光燈光源,由于 LED顯示屏作為背景本身發光,亮度一般為 2000cd/m2左右。攝像機光圈調節方法:LED顯示屏視覺刷新頻率為3840Hz,攝像機光圈不能大于4.0背景會曝光過度,先調節燈光亮度,再調節光圈,光圈設置在5.6～8之間,攝像機快門設置為1/60,沒有設置好快門,圖像會頻閃。

3 運行維護

LED屏幕需要注意日常的運行維護工作,確保發現問題及時排除,從而保障電視節目的順利運行和錄制。總結了以下幾點:首先,LED顯示屏不可隨意拆裝與拼接。其次,在極端天氣,如強對流天氣、強閃電、最好不要使用LED設備。第三,防止帶有濕氣性質的物體滲入LED顯示屏中,會造成LED顯示屏內部零部件腐蝕,帶來不可挽回的損壞。第四,供配電系統、接地工作要完善良好。第五,LED顯示屏開機播放時,不能長時間顯示紅色、白色、綠色等純色,以免因電流過大導致電源線發熱嚴重,進而損壞LED燈,縮短LED顯示屏的使用壽命。第六,LED顯示屏不要每天高強度使用,需要保證休息時間(2小時)。第七,梅雨時節LED不能不使用必須維持2小時以上使用:每個月需要點亮屏幕(1次),每個星期使用(1次)。

4 結語

該演播室改造后,完成了《不忘初心牢記使命主題教育專項整治整改訪談》《工業三年倍增行動》《優化營商環境電視公開承諾》等訪談節目的錄制,LED顯示屏在新聞演播室中的應用,提升了撫州市廣播電視臺電視一套錄制水平,LED顯示屏也豐富了節目內容,以清晰逼真的背景畫面強化節目的渲染力,通過與演播室其他設備的完美配合,才能錄制出令人滿意的圖像呈現給觀眾。