舞臺(tái)LED顯示屏設(shè)計(jì)方案，需要考慮這四大因素

舞臺(tái)租賃LED顯示屏工程項(xiàng)目實(shí)施之前，需要做設(shè)計(jì)方案，尤其是在設(shè)計(jì)屏體時(shí)，要考慮顯示屏型號(hào)、顯示內(nèi)容、安裝場(chǎng)地環(huán)境、造價(jià)等重要因素，并且要確保生產(chǎn)工藝、技術(shù)指標(biāo)等適合室內(nèi)實(shí)際應(yīng)用需求，依此來進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

一、LED顯示屏點(diǎn)間距

視覺顆粒感主要來自人眼有一定的分辨力，在一定距離觀看兩點(diǎn)，當(dāng)兩點(diǎn)緊密到一定程度時(shí)，人眼將無法分辨。近兩年隨著LED顯示屏制造技術(shù)的提高，小間距LED顯示屏體分辨率不斷提升，室內(nèi)顯示設(shè)計(jì)已從初始選擇最小的點(diǎn)距規(guī)格方案提升到選擇合適的點(diǎn)距規(guī)格方案。

像素間距為燈珠之間的距離，比如P3像素間距為3mm；最小視距為人眼分辨不出像素點(diǎn)顆粒的距離，但這個(gè)距離長(zhǎng)時(shí)間觀看會(huì)損傷視力；最佳視距為觀看屏幕舒適的距離，也是最清晰的距離；像素密度為屏幕清晰度指標(biāo)，數(shù)值越大屏幕越高清；全高清圖像視頻，屏幕16：9黃金比例，人眼視覺最好。

通過上表分析：P1.27、P1.54、P1.6、P1.9、P2.5四種規(guī)格租賃LED顯示屏，為小間距LED顯示屏（點(diǎn)間距2.5mm以下）。最小視距和最佳視距非常接近大平板電視的觀看要求，整屏分辨率高達(dá)4800×2400，在同樣的屏體上可顯示更清晰的畫面，但在12m寬的屏幕上顯示一個(gè)高清信號(hào)需要放大3～4倍，顯示兩個(gè)高清畫面需要放大2倍；同時(shí)高分辨率顯示需要高性能的圖像處理設(shè)備，系統(tǒng)的整體造價(jià)會(huì)很高。

P4、P4.8兩種規(guī)格在12m寬的屏幕上無法同時(shí)顯示兩個(gè)高清畫面，不能滿足高清會(huì)議電視畫面顯示要求。P3即可滿足同時(shí)顯示兩個(gè)高清畫面的要求。根據(jù)顯示屏幕大小，最終選定性價(jià)比較高的P3作為項(xiàng)目主屏和輔屏的顯示點(diǎn)距，選定P4作為會(huì)標(biāo)屏的顯示點(diǎn)距。

二、封裝技術(shù)

決定LED品質(zhì)的一個(gè)因素是主要材料，如芯片、支架、膠水（環(huán)氧樹脂）、金線等，另一個(gè)因素是封裝工藝。像素封裝技術(shù)關(guān)系到整個(gè)顯示屏的色彩飽和度、視角等顯示效果和生產(chǎn)成本、質(zhì)量穩(wěn)定性等，是選擇LED顯示屏非常關(guān)鍵的指標(biāo)之一。

室內(nèi)LED主流封裝技術(shù)主要有直插DIP、表貼SMD模式。直插模塊是將發(fā)光管封裝成長(zhǎng)方型，然后把紅綠蘭3個(gè)管拼在一起做成一個(gè)像素點(diǎn)模塊，直接安插在PCB板上焊接，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、成本較低，壞點(diǎn)率高，主要應(yīng)用于戶外顯示屏。表貼是指將封裝好的發(fā)光管粘貼在電路板上，然后進(jìn)行集成電路焊接工藝加工成屏體。它散熱性好、色彩均勻，整個(gè)顯示屏可以正面維護(hù)，大大減小了維護(hù)成本和難度；同時(shí)，在封裝過程中進(jìn)行填充金屬化合物，混色效果好，發(fā)光柔和，更適合室內(nèi)應(yīng)用。

三合一表貼是指紅綠藍(lán)3個(gè)發(fā)光點(diǎn)封裝合成在同一個(gè)發(fā)光管里面，近看是一點(diǎn)，放大看就是3個(gè)發(fā)光點(diǎn)分離的一條線，對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的材料和工藝要求高，主要用于小間距、高密度高端LED顯示屏的生產(chǎn)。

三并一表貼（分離表貼）是指紅綠藍(lán)3個(gè)發(fā)光點(diǎn)是分開封裝的，封裝后排列成1個(gè)像素點(diǎn)，再封裝1個(gè)面罩保護(hù)，能防塵、防劃，并能保護(hù)發(fā)光晶片。三并一是分離表貼，三點(diǎn)分開供電，功耗小，且可實(shí)現(xiàn)單燈維修，成本較低。

一般來說，為提升室內(nèi)屏的顯示效果，選用表貼三合一、黑燈技術(shù)、金線封裝等。

三．LED控制電路的設(shè)計(jì)

LED控制部分是決定顯示效果的核心部分，控制電路內(nèi)置高性能單片微型控制芯片。控制器通過內(nèi)部控制程序向LED驅(qū)動(dòng)芯片發(fā)送控制信號(hào)和數(shù)據(jù)，LED驅(qū)動(dòng)芯片接收到信號(hào)后，產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作，從而對(duì)每一路紅、綠、藍(lán)LED發(fā)光芯片實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制。

1. 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

LED驅(qū)動(dòng)部分的功能是接收顏色數(shù)據(jù)并驅(qū)動(dòng)LED顯示屏按該數(shù)據(jù)所表示的亮度值顯示，通常有恒流、穩(wěn)壓、恒壓-恒流3種方式。

恒流驅(qū)動(dòng)電路輸出的電流是恒定的，輸出的直流電壓隨負(fù)載阻值變化而變化，整個(gè)電路不怕負(fù)載短路，但嚴(yán)禁負(fù)載完全開路。穩(wěn)壓電路輸出固定電壓，輸出電流隨負(fù)載的增減而變化，整個(gè)電路不怕負(fù)載開路，但嚴(yán)禁負(fù)載完全短路。先恒壓再恒流方式是最理想的驅(qū)動(dòng)電路，既要檢測(cè)LED電流，又要控制LED電壓，有利于提高LED壽命，減小功耗，一般用于高檔LED產(chǎn)品中。

2. 控制系統(tǒng)

舞臺(tái)LED顯示屏的顯示效果取決于通過它的電流與電壓的大小、時(shí)間等，所以控制系統(tǒng)主要是控制LED的電源輸出。目前，PWM（脈沖調(diào)制）控制方式設(shè)計(jì)的LED電源，轉(zhuǎn)換效率高達(dá)80%～90%，且輸出電壓或電流十分穩(wěn)定，屬于高可靠性電源。

PWM可以控制LED開和關(guān)的時(shí)間比例，通過將時(shí)間比例劃分為若干等級(jí)，使LED顯示出相應(yīng)數(shù)量的灰度等級(jí)（灰階）。三基色的灰度等級(jí)的乘積，是顯示屏理論上可以再現(xiàn)的顏色數(shù)量，一般為256級(jí)，顏色數(shù)達(dá)到16.7M，就可顯示24位真彩色的信息。

一般PWM的頻率大于100Hz，否則在觀看時(shí)會(huì)有顯示的閃爍和掃描線。目前威特姆室內(nèi)租賃屏，灰度等級(jí)為14位及以上，刷新頻率1920Hz及以上，LED行業(yè)最高刷新率為6800Hz。在攝像機(jī)正常取景及轉(zhuǎn)動(dòng)下，LED屏體畫面顯示穩(wěn)定無閃爍，而且在最高刷新率下灰階過度順滑，沒有串色。

3. 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的組合

LED作為電路的負(fù)載，與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的電路連接關(guān)系到整個(gè)顯示屏的穩(wěn)定性，一般有串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)3種方式。串聯(lián)方式是可靠性不高的連接方式，常用于低端產(chǎn)品中，在穩(wěn)壓驅(qū)動(dòng)電路中，當(dāng)某一顆LED發(fā)生短路時(shí)，分配在其他LED的電壓將升高，容易造成更多損壞。

并聯(lián)方式適用于電源電壓較低的產(chǎn)品，恒流驅(qū)動(dòng)電路中，當(dāng)某一顆LED斷開時(shí)，分配在其他LED的電流將增大，容易損壞電路上所有的LED。

目前為了提高產(chǎn)品的可靠性，一般采用混聯(lián)方式，串、并聯(lián)的LED數(shù)量平均分配，分組并聯(lián)，再將每組串聯(lián)在一起，這樣分配在一串LED上的電壓相同，通過每一顆LED的電流也基本相同，LED亮度一致，同時(shí)最好在恒流輸出中增加LED溫度負(fù)反饋，防止LED溫度過高。

整個(gè)顯示屏由多個(gè)模組單元拼接而成，為了保證供電和數(shù)據(jù)的可靠性，也必須采用混聯(lián)方式，實(shí)現(xiàn)環(huán)路備份功能，當(dāng)某一路電源出現(xiàn)異常故障時(shí)，其他電源會(huì)自動(dòng)進(jìn)行智能均流，從而不影響到系統(tǒng)的正常使用，更有效提升系統(tǒng)的無故障運(yùn)行時(shí)間，減少故障維護(hù)時(shí)間。

四．舞臺(tái)攝像對(duì)屏體的特殊要求

雖然高刷新率能夠保證即使在高速攝影機(jī)的拍攝下，大屏幕仍能及時(shí)響應(yīng)，畫面轉(zhuǎn)換、過渡更平滑流暢；但在使用過程中會(huì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)攝像機(jī)鏡頭對(duì)準(zhǔn)LED顯示屏?xí)r，偶爾會(huì)出現(xiàn)莫名其妙的水波一樣的條紋和奇怪的色彩，并且隨著拍攝角度的變化、攝像機(jī)鏡頭焦距的調(diào)節(jié)，水波紋還會(huì)發(fā)生一些變化，十分影響直播和錄制的顯示效果，這就是電視攝像數(shù)字化帶來的摩爾紋現(xiàn)象。

如果感光元件CCD（或CMOS）像素的空間頻率與影像中（LED）條紋的空間頻率接近，就會(huì)產(chǎn)生摩爾紋。既然摩爾紋現(xiàn)象是由LED顯示屏的固有結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的，如果使摩爾紋產(chǎn)生的條件——LED顯示屏的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)或攝像機(jī)CCD（CMOS）的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的其中之一消失，理論上就可以完全消除摩爾紋干擾。

國內(nèi)公司在LED顯示屏表面疊加一層光學(xué)處理幕，該幕由特定比例的特殊吸光材料與表面微珠透鏡涂層組成，通過光學(xué)幕的使用，使LED屏幕從原來的網(wǎng)格狀發(fā)光變?yōu)檫B續(xù)的面發(fā)光，通過對(duì)離散的LED像素點(diǎn)進(jìn)行放大顯示，最終在光學(xué)處理幕表面形成連續(xù)的高清晰圖像，在提高對(duì)比度的同時(shí)，保留了較高的清晰度，而且消除了摩爾紋現(xiàn)象。