,第 四 章 数字显示与大屏幕智能显示技术,第 四 章 数字显示与大屏幕智能显示技术,应用,范围：商业广告 新闻发布,交通运输 体育比赛,文化娱乐 航天及模拟,军事演习 .,以成为信息革命的重要工具。,第五节 大屏幕智能显示技术,大屏幕智能显示屏是由计算机控制，将,光、电、声,融为一体，能显示各种信息的大型显示装置。,它集光,电子技术、微电子技术、计算机技术和信息处理技术,于一身，是高科技的结晶。,近年来，大屏幕智能显示技术正受到国内外的高度重视。,应用范围：商业广告 新闻发布,1、概述,早期的大屏幕智能显示屏采用白炽灯，虽然其亮度高、光谱宽、成本低，但功耗高、像素尺寸大、寿命低，现已很少使用。,第五节 大屏幕智能显示技术,一、大屏幕智能显示屏 （概述）,目前，适合制作大屏幕智能显示屏的显示器件主要有,LED点阵显示器 彩色LCD点阵显示器,像元管（亦称扁平CRT）,磁翻板,等离子体显示器,.,智能显示屏的尺寸：精细化、规模化发展,从微型屏,小型条屏,面积达几十平米甚至上千平米的巨型屏。更,显示颜色：丰富化,单色屏,灰度屏,三色屏,全彩色屏,应用环境：广泛化化,室内屏、户外屏；固定,移动 ；整体拼装积木,显示特点：专业化、特型化,图文屏，动画屏、视频屏、特种屏等。满足不同用户、不同场合的需求。,1、概述第五节 大屏幕智能显示技术 目前，适合制作大屏幕智,典型案例：,1985年在日本筑波举办的万国科学博览会上，索尼公司首先推出一种超大屏幕彩色显示屏。,技术参数,显示单元：红、绿、蓝三色电子枪（彩色复合像元管）,屏幕尺寸：4025m2，由15万个彩色像素组成，,最高亮度达5139cd/m2,总功耗为800kW，,技术特性,使用先进的数字视频,光导纤维传输技术,由计算机控制，把光、电、声融为一体,人们在500米距离上能观察到高清晰度的视频画面。,第五节 大屏幕智能显示技术,一、大屏幕智能显示屏（概述）,典型案例：第五节 大屏幕智能显示技术,由像元管构成的大屏幕彩色智能显示系统的简化框图如图。主要包括8部分：,输入设备(电视机/录像机/摄像机等)计算机系统(数据选择器与控制器),彩色解码器 电光、光电转换器,A/D转换器 彩色显示屏,帧存储器 电源,此外还有：,同步分离器,信号分离器,电视伴音,立体声广播,文字编辑,画面编辑,输入装置,等等,第五节 大屏幕智能显示技术,一、大屏幕智能显示屏（概述）,由像元管构成的大屏幕彩色智能显示系统的简化框图如图。主要包括,2、LED显示屏,用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。发光率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等。,发 展历程：,LED显示屏的发展可分为以下几个阶段：,19902019，,主要是单色和16级双色图文屏。用于显示文字和简单图片。,20192019，,出现64级、256级灰度的双基色视频屏。视频控制、图像处理、光纤通信等技术的应用将LED显示屏提升到了一个新的台阶,从2019年开始，,全彩色显示屏被广泛应用，大量进入体育场馆、会展中心、广场等公共场所，从而将国内的大屏幕带入全彩时代。,我国现状：,目前已掌握高清晰度、全表贴式LED真彩色视频显示屏的研发技术，在嵌入式真彩色LED显示屏的控制等技术领域已达国际先进水平。,国际技术差距：,我国紧跟世界发展，目前在图像处理技术、前端视频处理技术等方面差别不大，主要差距在于以下两个方面：,“,单点颜色确认,”技术：目前国内只能做到单元模块和单元箱体的调节,“,链条显示器”技术,：可绕柱、弯曲或下垂等，最小弯曲直径为10公分。,第五节 大屏幕智能显示技术,一、大屏幕智能显示屏（LED显示屏）,2、LED显示屏第五节 大屏幕智能显示技术,2019年，北京奥运会开幕式上展示出由高亮度LED构成的147m27m“画卷”式巨型显示屏，共使用4.4万颗LED所组成；不仅能平移，还可升降，是历届奥运会科技含量最高的中心舞台。,高挂在会场中央的奥运5环图，约使用4.5万颗LED；,第五节 大屏幕智能显示技术,一、大屏幕智能显示屏（LED显示屏）,2019年，北京奥运会开幕式上展示出由高亮度LED构成的14,3、LED点阵显示屏规格表示方法,根据不同环境，选择不同 LED 灯，视角和亮度不同；计算显示面和亮度不同。,F-室内屏;P-室外屏;,S-单色图文屏;D-双色屏;,V-双色视频屏;T-全彩色视频屏;,T*chip-表贴全彩色视频屏;H-超高亮。,按象素直径分类：,一般规格有3mm、3.75mm、5mm,8mm、和10mm等,按象素间距不同：（指相邻象素管中心间距，数字单位mm）,PH10、PH8、PH16、PH20、PH26,第五节 大屏幕智能显示技术,一、大屏幕智能显示屏（LED显示屏规格表示方法）,3、LED点阵显示屏规格表示方法第五节 大屏幕智能显示技术,4、LED显示屏规格的计算方法,1）间距计算方法：每个像素点到另外一个像素点之间的距离,每个像素点可以是一颗,LED灯,如：PH10(1R),两颗,LED,灯 如：PH16(2R),三颗led灯如：PH16(2R1G)；,（,人眼对不同光谱敏感强度不同，合成白光GRB强度为6：3：1,）,标准象素间距与象素直径关系 象素间距=象素直径 1.25,如：3mm 点阵，其点间距为 31.25=3.75（mm）,2）长度和高度计算方法：点间距点数=长/高,如：PH16 16点长度=16点1.6=25.6,3）点阵密度的计算方法:,显示密度=（1/点间距(mm)）2*106（点数/平方米）,如：,PH16点阵屏显示密度=(1/16mm)2*106=3096（点数/平方米）,点密度越高，图像清晰度越好,第五节 大屏幕智能显示技术,一、大屏幕智能显示屏（LED显示屏规格计算方法）,4、LED显示屏规格的计算方法第五节 大屏幕智能显示技术,5、LED显示屏一般要求,1)一般分辨率的要求：,（1）文字显示：视其文字尺寸及分辩需求而定；,（2）普通视频显示：320240 点阵；,（3）数字标准DVD 显示：640480 点阵；,（4）完整计算机视频：800600 点阵；,2)一般 环境亮度对于LED显示屏亮度要求,（1）室内：800CD/M2,（2）半室内：2000CD/M2,（3）户外（坐南朝北）：4000CD/M2（坐北朝南）：8000CD/M2,3)最佳视觉距离,根据人眼的特性，显示密度在不同距离时的视觉效果会有很大差别，对于固定密度而言，距离越远视觉密度越大，当视觉密度临界于人眼的最小分辨力时为最佳视觉距离。根据实际应用中的要求选择合适的显示密度：,最佳视觉距离800（1/点阵密度(1/2)）,如PH16点阵屏，显示密度为3096点数/平方米，最佳视觉距离14M,第五节 大屏幕智能显示技术,一、大屏幕智能显示屏（LED显示屏一般要求）,5、LED显示屏一般要求第五节 大屏幕智能显示技术,6、在设计智能显示屏时，应考虑下述五条原则：,第一，实用性：较高的性价比，显示功能强，效果佳。可靠性高，成本尽量低，便于推广应用；,第二，适用性：在户外使用的大型显示屏应按全天候环境条件进行设计，不仅要有足够的亮度，还需增加防雨、防潮、防灰尘、防蚊虫等措施；,第三，可靠性：对于自身发热的显示屏，必须考虑通风散热问题；,第四，节能性：功耗尽量低，电源效率要高；,第五，方便性：采用模块式结构，以便于安装及维修。,第五节 大屏幕智能显示技术,一、大屏幕智能显示屏（LED显示屏设计原则）,6、在设计智能显示屏时，应考虑下述五条原则：第五节 大屏幕,二、扫描方式与显示方式的设计,1.扫描方式,A：LED显示屏一般应采用动态扫描方式。,LED显示器件具有特殊的发光特性,1、发光响应极快 2、几乎没有余辉,所以发光强度取决于,1、发光强度P 2、扫描占空比D,为了不引起视觉疲劳，扫描频率要足够高。在1秒钟内每个光点至少应被扫描50次。为保证足够的亮度，要求,D,1%。,B：扫描方式：逐行扫描，逐列扫描，逐点扫描。,逐点扫描一般只应用于小点阵，发光效率较低。,逐行扫描，逐列扫描应用时，根据显示规模可分区,域进行，以保障足够的扫描频率和占空比。,第五节 大屏幕智能显示技术,二、扫描方式与显示方式的设计（扫描方式）,二、扫描方式与显示方式的设计第五节 大屏幕智能显示技术,2.显示方式,以图文屏为例，列出基本显示方式的构成情况。这里设计成清屏方式与显示方式各16种（二者可任意组合，总共可获得162256种显示方式。,第五节 大屏幕智能显示技术,二、扫描方式与显示方式的设计（显示方式）,2.显示方式第五节 大屏幕智能显示技术,三、灰度屏、彩色屏及真彩色视频屏,1.灰度屏,具有亮度等级的单色LED显示屏称作灰度屏，,与“黑白”显示屏相比，富有层次感、更逼真。,实现方法：,采用脉冲叠加法控制像素的亮暗占空比。,举例：形成256级灰度,场频提高到256倍，每256场扫完一整屏。,对屏幕上一点而言，256次扫描全为亮，则是最高亮度等级；,反之，256次扫描均为灭，则为最低亮度等级。,依次类推，可形成256级灰度。,显然，灰度屏的扫描内存也应扩大到“黑白”显示屏的256倍。,第五节 大屏幕智能显示技术,三、灰度屏、彩色屏及真彩色视频屏（,灰度屏,）,三、灰度屏、彩色屏及真彩色视频屏第五节 大屏幕智能显示技术,2.彩色屏,彩色屏是在三色屏的基础上发展起来的。,三色屏：又称双基色屏,不需要灰度等级。,通常采用红、绿变色发光二极管作像素。,内存分红、绿两个区域，分别存放红色、绿色图形点阵信息；,场频提高一倍，两场中一场扫红屏，另一场扫绿屏,两场都亮的点即发出橙光。,彩色屏：双基色灰度屏（伪彩色）,例如欲形成64种色彩,须红色、绿色各具有8级灰度,搭配后能形成8864种颜色,红色、绿色点阵区各分成8个小区，每场扫描一区,场频提高到三色屏的16倍,第五节 大屏幕智能显示技术,三、灰度屏、彩色屏及真彩色视频屏（,彩色屏,）,2.彩色屏第五节 大屏幕智能显示技术,3.真彩色视频屏,真彩色屏：三基色灰度屏,以红、绿、蓝三种发光二极管为基本像素构成的真彩色显示屏。当灰度等级超过256级，能逼真地显示出自然界中的各种颜色。,真彩色视频屏：多媒体屏,采用微型计算机进行控制，实时、同步、清晰的信息传播方式播放各种信息，还可显示二维、三维动画、录像、电视、VCD节目以及现场实况。,硬件电路一般采用CPLD等超大规模可编程器件，提高系统的可维护性。,一般采用RS-422等总线技术，实现了显示数据的远距离传输。,第五节 大屏幕智能显示技术,三、灰度屏、彩色屏及真彩色视频屏（,真彩色视频屏,）,3.真彩色视频屏第五节 大屏幕智能显示技术,四、汉字点阵芯片,以图文为主要显示内容的LED显示屏，仍为市场需求主流，一般内建汉字字库，以便传输、存储。,虽科技发展，我国自行研制一批国家标准汉字点阵芯片将汉字、符号等字模以点阵的形式集成存储于一芯片。,典型产品,GB5199A、GB5199B（1516，2MB）,GB5007（2424，4MB）GB48（4848，2MB）等,均属于CMOS超大规模集成电路（VLSI）,符合标准化、系列化、通用化的要求,数据标准，字形美观，字库容量大，接口方便、性能可靠,主要用途,各种汉字信息处理系统中的汉卡,、,智能显示屏,、,LCD模块、打印机、汉字排版印刷系统等领域。,第五节 大屏幕智能显示技术,四、汉字点阵芯片,（简介）,四、汉字点阵芯片第五节 大屏幕智能显示技术,GB5199B-字模点阵存储型代表,A：芯片功能,GB5199B汉字字模库中，包含8192个国标一、二级仿宋体汉字、西文及运算符号，同时在GB2312-0国标字符库的基础上增加了字符29个、半角拼音符32个、半角字4个、半角控制符35个、全角(n码94个和42个汉字。,B:引脚功能,A0-A16为地址输入；Oo-O15为数据输出,/CE为片选信号输入，低电平有效,/OE为输出允许，低电平有效,C：工作方式,具有字和字节两种工作方式,O15/A