20 000 профессионалов proAV > 1500 компаний > 570 городов > 6 стран ближнего зарубежья > 1 сообщество

Присоединяйтесь!

Подписка на дайджест
Рубрикатор статей

Видеокубы и видеостены на их основе: разложим по кирпичикам

Автор: Михаил Крюков

В последние десятилетия потребности в трансляции больших объёмов информации на большие поверхности резко увеличились, соответственно, изменились и технические возможности.

Сравним две олимпиады: Олимпиаду-1980 в Москве и Олимпиаду-2014 в Сочи. Немногим более 30 лет назад, для того, чтобы создавать относительно динамические изображения, целую трибуну стадиона приходилось заполнять статистами, которые держали в руках щиты с заранее нанесёнными изображениями. По команде руководителя щиты переворачивали, и получалась некая видимость динамичного изображения. Именно так «плакал» олимпийский Мишка (рис. 1).

videokuby-i-videosteny-1.jpg
Рис. 1. «Живая» видеостена

Несмотря на впечатляющие результаты, диапазон технических решений, имеющихся в распоряжении современных инженеров, не очень широк.

В 2014 г. куда более впечатляющие, хотя, возможно, и более холодные, механистические видеоэффекты были получены с помощью мультимедийных технологий.

Несмотря на впечатляющие результаты, диапазон технических решений, имеющихся в распоряжении современных инженеров, не очень широк. Оставим в стороне «штучные» зрелища, вроде Олимпиад и других глобальных спортивных состязаний, на которые обычно денег не жалеют, а поговорим о типовых решениях, скажем, зала ожидания аэропорта, диспетчерской или мегамолла. Каким образом там транслируют рекламу и доводят до посетителей важную информацию?

Одно из возможных решений – светодиодные видеопанели.

Светодиодный экран (LED screen, LED display) — это устройство, в котором каждым пикселем изображения является полупроводниковый светодиод. Принцип построения экрана модульный, т.е. экран собирается из функционально законченных сборочных единиц, которые называются модулями или кабинетами. Из модулей можно собирать экраны очень больших размеров. Модули легко монтируются на специальной раме. Светодиодные экраны можно использовать как в стационарном варианте, так и в легкосборном – для временных инсталляций (рис. 2).

videokuby-i-videosteny-2.jpg
Рис. 2. Светодиодный экран

К основным преимуществам светодиодных экранов относят высокую яркость изображения, возможность сборки экрана больших размеров (до сотен метров в ширину и высоту) с произвольным соотношением высоты/ширины экрана, высокую надёжность, поскольку отказ одного или нескольких модулей не влияет на работоспособность остальных, способность работать в режиме 24/7 и на открытом воздухе. Однако качество изображения на светодиодном экране обычно не очень высокое, разрешение низкое, цвета «кислотные», поэтому эти экраны обычно применяют в качестве рекламно-информационных щитов на улицах крупных городов, на стадионах, в местах массового скопления людей и в качестве дорожных знаков.

Более качественное изображение позволяют получить видеостены на основе бесшовных панелей. Доминирующей технологией здесь является LCD, плазменные панели уходят в прошлое. На сегодняшний день «плазму» продвигает только компания «Panasonic».

Бесшовные панели – это разновидность профессиональных дисплеев, характерной особенностью которых является минимальный размер технологической рамки по периметру экрана. Это позволяет получить практически цельное, бесстыковое изображение. Например, ультратонкие дисплеи серии Х от компании NEC (рис. 3) обеспечивают расстояние между пикселями соседних экранов всего 7,3 мм. Многие дисплеи для бесшовных панелей имеют проходные видеовходы, что позволяет создать мультиэкран без дополнительных контроллеров. Для бесшовных панелей важна эффективная система охлаждения.

videokuby-i-videosteny-3.jpg
Рис. 3. Видеостена на бесшовных панелях NEC

Основные преимуществами бесшовных панелей являются возможность создать полиэкран больших размеров с практически неразличимыми переходами между соседними дисплеями, сравнительно невысокая стоимость, однородное изображение по всему экрану без заметных переходов от дисплея к дисплею, способность работать в режиме 24/7, возможность дистанционного управления и диагностирования, малое занимаемое пространство.

И, наконец, третье возможное решение – это видеостены на основе проекционных видеокубов.

Видеокубами принято называть модули, из которых собирается видеостена, то есть единый полиэкран. Каждый видеокуб – это отдельное устройство отображения информации. Видеокубы управляются с помощью специального контроллера. Модульный принцип позволяет создавать видеостены сколь угодно больших размеров, существуют видеостены площадью в десятки и даже сотни квадратных метров.

Видеокуб содержит проектор, систему зеркал и просветный экран, т.е. в видеокубе используется обратная проекция. В современных видеокубах применяют микрозеркальные (DLP) проекторы.

В основе DLP проектора лежит матрица из DMD микросхем.

videokuby-i-videosteny-4.jpg
Рис. 4. DMD микросхема

DMD-микросхема — это кремниевый кристалл КМОП-памяти, на котором сформирована матрица, состоящая из квадратных алюминиевых микрозеркал (рис. 4), способных поворачиваться на определённый угол в одну или другую сторону. То есть микрозеркало будет либо отражать падающий свет, либо направлять его в специальный поглотитель. Соответственно, на экране возникнет светлая или тёмная точка.

Поскольку угол поворота зеркала определяется геометрическими параметрами структуры, а она формируется с помощью точной кремниевой фотолитографии, все элементы DMD-матрицы оказываются практически идентичными.

Каждое микрозеркало крепится на т.н. торсионном подвесе, благодаря чему DLP-матрица может надёжно работать много лет. Торсионный подвес образуют ленты особой формы из сверхпрочного материала (на рисунке – подвижные пластины). По оценкам компании Texas Instruments, время наработки DMD-микросхемы на отказ в трёхматричном проекторе достигает 76 тыс. ч. Для управления поворотами микрозеркал используется явление электростатического притяжения между адресным электродом и зеркалом.

Видеокубы могут иметь диагональ от 40 до 100 дюймов (от 100 до 254 см), однако наиболее популярны кубы с диагональю 50 и 67 дюймов. Соотношение сторон видеокубов – 4:3 или 16:9. Они сконструированы таким образом, что экран занимает всю переднюю панель, благодаря чему зазоры между экранами при сборке видеостены составляют 1-2 мм и практически не заметны на полиэкране.

В зависимости от используемого проектора видеокубы могут иметь разрешение XGA (1024x768), SXGA+ (1400x1050) и Full HD (1920x1080). В проекторах применяются лампы с повышенным сроком службы, до 10 тыс. часов. В 2009 г. были выпущены первые видеокубы, в которых в качестве источников света используются светодиоды со сроком службы 5 тыс. часов. Такие кубы не требуют обслуживания в течение первых 5 лет эксплуатации. Пока у кубов со светодиодным источником света яркость заметно меньше, чем у кубов с лампами высокого давления.

Основными преимуществами видеостен на основе видеокубов являются:

  • Высокая яркость, чёткость и равномерность изображения.
  • Возможность работы в освещённых помещениях.
  • Высокое разрешение изображения, поскольку суммарное разрешение видеостены во много раз больше разрешения одного проектора, что исключительно важно при показе сложных схем с мелкими деталями; возможность одновременного вывода на экран информации, поступающей от многих источников.
  • Возможность масштабировать информацию и оперативно менять сценарий видео показа.
  • Возможность сборки экрана больших размеров (до сотен метров в ширину и высоту).
  • Произвольное соотношение высота/ширина экрана.
  • Высокая надёжность.
  • Отказ одного или нескольких модулей не влияет на работоспособность остальных.
  • Способность работать в режиме 24/7.
videokuby-i-videosteny-5.gif
Рис. 5. Оптическая схема видеокуба

В составе видеокуба предусмотрены несколько сигнальных входов, разъёмы для управляющих сигналов, у некоторых производителей – встроенный контроллер.

Фирмы-изготовители предлагают разные модификации видеокубов: одноламповые и двухламповые (с автоматической заменой вышедшей из строя лампы), с тыловым доступом для обслуживания (рис. 6а) и с фронтальным доступом (рис. 6д). Фронтальное обслуживание обеспечивается за счёт усложнения конструкции, что приводит к большему зазору между экранами соседних кубов (до 2 мм), и к большей стоимости видеокуба. В свою очередь, тыловой доступ требует наличия свободного пространства между стеной и рамой кубов не менее 0,5 м.

videokuby-i-videosteny-5.jpg
а) Видеокуб в сборе (вид сзади)
videokuby-i-videosteny-6.jpg
б) Проекционный блок
videokuby-i-videosteny-7.jpg
в) Экран
videokuby-i-videosteny-8.jpg
г) Проекционный блок со снятым кожухом
videokuby-i-videosteny-9.jpg
д) Видеокуб со фронтальным доступом

Рис.6. Видеокубы производства Mitsubishi Electric

Управление видеостеной осуществляется с помощью контроллера. Он может быть как внешним, так и внутренним (встроенным в видеокуб). Контроллер позволяет объединять изображения на экранах кубов в общее информационное пространство и использовать рабочую плоскость для вывода большого количества изображений, поступающих из произвольного количества источников.

Внешние контроллеры могут быть программными и аппаратными.

Программные контроллеры выполняют на базе графических станций и используют для обработки и вывода графической информации высокого разрешения, поступающей в режиме реального времени, в том числе, из ЛВС или Интернет.

Аппаратные контроллеры обычно используют для вывода видеоконтента высокого разрешения в многооконном режиме. Он может не понадобиться в случаях, когда на всем полиэкране отображается только один источник или когда каждый источник транслируется на свой видеокуб. Простой контроллер и несложная внешняя коммутация подойдут и для тех случаев, когда на всем экране отображается один источник, но один из модулей показывает другой источник в мелком масштабе.

Существенным недостатком видеокубов на основе проекционных ламп является эффект ухода цветов. Проекционные лампы стареют немного по-разному, в результате чего со временем изображение на полиэкране приобретает вид лоскутного одеяла – одни кубы дают более зелёный тон, другие более красный и т.д. Для компенсации этого эффекта предусмотрена автокалибровка кубов, но всё равно через некоторое время приходится выполнять калибровку полиэкрана в ручном режиме. Этого недостатка практически лишены кубы со светодиодными источниками света, но их яркость пока недостаточна.

Ещё одна проблема видеостен на основе видеокубов – это обеспечение охлаждения. В более тяжёлом положении находятся верхние кубы полиэкрана, поскольку нагретый воздух от нижних кубов поднимается вверх. Как правило, производители предлагают готовые решения, включающие рамы для полиэкранов, вентиляционные короба и короба для укладки кабелей. Использование готовых решений является предпочтительным, так как использование дешёвых рам от сторонних производителей может привести к деформации конструкции, увеличению зазора между кубами, их перегреву и даже выходу из строя.

Как охлаждать будем? Жидкость или воздух: «за» и «против» Как охлаждать будем? Жидкость или воздух: «за» и «против»
Системы охлаждения для видеостен на основе проекционных кубов.
Поверхность для проекции 4К и Ultra HD: тестирование и сравнение Поверхность для проекции 4К и Ultra HD: тестирование и сравнение
При проецировании контента с разрешением 4К+ чрезвычайно важно правильно подобрать проекционное полотно.
Отображать 4К контент или быть 4К устройством? Есть разница! Отображать 4К контент или быть 4К устройством? Есть разница!
В данной статье будут рассмотрены особенности разрешения в формате 4К, на которые следует обратить внимание.
Топ-5 ошибок при создании интерактивных Digital Signage Топ-5 ошибок при создании интерактивных Digital Signage
Какие недочеты могут привести к большим проблемам? Взглянем на топ-5 ошибок при создании интерактивных систем Digital Signage.
Привлечь и удержать: хитрости применения AV-технологий Привлечь и удержать: хитрости применения AV-технологий
Как извлечь максимальную выгоду из вложений в такие мероприятия как, например, презентации на выставках?
Передача аудио- и видеосигналов по IP: что это дает proAV? Передача аудио- и видеосигналов по IP: что это дает proAV?
Часто мы слышим фразу "передача аудио- и видеосигнала по IP-сетям". Но каково ее истинное значение для коммерческих AV-с...
Все статьи
Видео
Вебинар «Решения BenQ для аудиторий и переговорных»
Вебинар "Все об аудио оснащении переговорных комнат"
Все видео
Направленный звук и проекции для Океанариума во Владивостоке Направленный звук и проекции для Океанариума во Владивостоке
Компания ВИАТЕК спроектировала и оснастила комплексом аудиовизуальных средств "Приморский океанариум" на острове Русский...
Удобный, функциональный конференц-зал для научного института Удобный, функциональный конференц-зал для научного института
«Хай-Тек Медиа» реализовала проект по оснащению малого конференц-зала ФГБНУ ВНИИСБ комплексом мультимедийного оборудования.
Комплексное аудио-видео оснащение холла 2-го корпуса КФУ Комплексное аудио-видео оснащение холла 2-го корпуса КФУ
Компания ИКТ-Казань завершила комплексное оснащение  холла 2-го корпуса КФУ современными аудиовизуальными системами.
Мощное оснащение конференц-зала на небольшой бюджет Мощное оснащение конференц-зала на небольшой бюджет
Разворачивание ведомственной системы ВКС, комплексное оснащение конференц-зала и переговорной комнаты ТФОМС СК.
Оригинальное аудиорешение для ''Экспофорума'' в Санкт-Петербурге Оригинальное аудиорешение для ''Экспофорума'' в Санкт-Петербурге
Была поставлена задача: установить экран для видеопроекции и кинопоказа,разработать и внедрить систему звукоусиления (СЗУ)...
Реконструкция и оснащение ККЗ «Октябрь» на Сахалине Реконструкция и оснащение ККЗ «Октябрь» на Сахалине
В Южно-Сахалинске после реконструкции открылся киноконцертный зал «Октябрь» - главный кинотеатр город еще с советских времен.
Все кейсы
BOSCH: Каталог конференц-систем 2016/ноябрь
BOSCH: Каталог конференц-систем 2016/ноябрь
Каталог конференц-систем и оборудования для синхронного перевода, формат А4, 50 полос.
ECLER: каталог оборудования 2016
ECLER: каталог оборудования 2016
Полная продуктовая линейка аудиооборудования Ecler, 196 полос, А4, английский язык.
Все файлы
Акустика в залах совещаний: идеальный звук – совсем не сложно
Стюарт Стивенс
“Проектный менеджер компании Shure Distribution UK, Стюарт Стивенс - о различных методах улучшения акустики в залах для совещаний.”
Стюарт Стивенс
Проектный менеджер Shure Distribution UK
Case Study – лучший инструмент AV-интегратора
Гари Кей
“Я преподаю маркетинг в InfoComm вот уже несколько лет. Мой СОВЕТ№1 для слушателей: публикуйте Case Study.”
Гари Кей
Основатель портала rAVe
Распределенные звуковые системы. Не так просто, как кажется
Аджигитов Максим
“Задача этой статьи - развенчать миф о том, что проектирование системы фонового звука не стоит серьезных временных и умственных затрат.”
Аджигитов Максим
Ведущий инженер по акустике ГК DIGIS
Все мнения
http://www.avclub.pro/news/proizvoditel/novyy-shirokougolnyy-obektiv-dlya-vivitek-du9000/