LED显示屏建设方案：从设计到功能的全面解析

LED显示屏建设方案：从设计到功能的全面解析

LED显示屏作为一种常见的显示设备，在各种场合都有广泛的应用。本文将从设计依据、排布、可行性分析、系统设计说明、先进性以及系统功能等多个方面，详细介绍LED显示屏的建设方案，帮助读者更好地了解这一技术。

1. LED屏幕设计依据

本显示屏系统依据以下规范设计：

• 《LED显示屏通用规范》SJ/T11141—2003
• 《LED显示屏测试方法》
• 《计算机信息系统安全保护等级划分准则》GB17859-1999
• 《电力子操作工作站机房设计规范》GB50174-93
• 《国际串行通讯标准》EIARS-232-C
• 《工业操作工作站系统安装环境条件》ZBN18-001
• 《电磁兼容》GB/T17626
• 《远动设备及系统工作条件环境条件和电源》GB/T 15153-94
• 国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94
• 《计算机信息系统防雷保安器》GB173-1998
• 《建筑电气设计技术规程》JDJ16-83
• 《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008
• 《电气装置安装工程 接地装置施工及验收规范》GB50169-92
• 《电子信息系统机房设计规范》GB50174-2008
• 《低压配电设计规范》GB50054-95
• 《工业企业照明设计规范》GB50034-95

2. LED显示屏排布

本方案显示屏采用型号XXX产品，完全以现场需求为依据的合理化设计理念，保证屏表面平整均匀，不出现缝隙。整屏横向分辨率超出常规屏幕，播放画面可以分多窗口，多形式显示高分辨率视频图像，具有近距离观看的高清晰显示性能。

LED显示屏排布

3. LED屏建设可行性分析

3.1 屏幕视角分析原理

通过对LED屏幕的视角分析，可以判定LED屏幕设计的适用性和性价比，分析过程实际上是对屏幕能够覆盖的范围的定性衡量，从水平与垂直方向的LED发光角度进行计算，得出观众能够收看到屏幕的最佳范围。

实际屏幕发光范围是在屏幕垂直的发现方向内，成一定角度的锥形空间，这也是人们总能够从任意角度都能观看到屏幕上图像的一个证明。从方案设计角度出发，我们选择通常的方法，即垂直屏幕方向和水平方向，垂直方向用剖面图分析，水平方向用平面图分析。

（1）显示屏视角的定义

假定显示屏法线方向的亮度为LF，从显示屏中心法线左右两侧检测显示屏的亮度，当左右两侧亮度值下降到LF/2时，两条观测线之间构成的夹角θS(θS<180°)称为显示屏水平方向的视角。从显示屏中心法线上下两侧检测显示屏的亮度，当上下两侧的亮度值下降到LF/2时，两条观测线之间构成的夹角θC(θC<180°）称为显示屏垂直方向的视角。

（2）LED显示屏的发光视角范围

虽然LED显示屏是由一颗颗LED发光颗粒构成，但不能将LED发光颗粒的发光角度简单地定义为显示屏的视角范围。

假定屏幕法线方向的观测点A视点得到的屏幕亮度为100cd/m2，在与屏幕法线方向呈一定角度的B视点和C视点，计算两处位置的屏幕亮度值，以及达到规定的50%亮度时的临界观测点位置。其中B视点与法线夹角为60°，C视点与法线夹角为70°。

不同观测点与屏幕亮度的关系

理论计算在60°时接收到LED显示屏的亮度为80%LF，70°时接收到LED显示屏的亮度为58%LF，均在最佳观看视角范围内。

由此计算，使用表贴三合一LED组成的显示屏，在原有灯发光视角基础上，显示屏的发光视角约为160°。

3.2 方案屏幕视角分析

（1）垂直方向

屏幕在垂直方向能够覆盖空间内的绝大多数范围，也就是通常人们在地面或半空中观看的位置，这些人们都能够接收到最佳显示效果。

对于此项目，屏幕像素间距为3mm，屏幕高2.4m，底边距地距离为1.1m，可以计算出能够正常收看到屏幕的起始位置在3.46m处，大于3.46m的位置均可看到完整屏幕图像。由于LED像素间距一定为3mm，观众在距离屏幕稍远的位置，会对屏幕上相邻的两像素点无法分辨清楚，造成像素融合。经计算能够有效收看到屏幕上每一个像素信息的最远位置在5.62m处。而最佳观看位置在黄金分割点上，距屏大约4.80m处，观众仰视角度约8.30°，此位置是观看区域内最理想的观看位置。

（2）水平方向

水平方向屏幕发光范围通常比较大，由于屏幕自身宽度因素，观众在稍近距离观看时，会出现左右两侧屏幕LED发光与中间屏幕有差异现象，所以做水平视角分析，计算出这种差异的大小以及对观看者的影响范围。

此项目的屏幕宽度为4.32m，水平范围由LED屏两端算起始点，按照此屏幕的最佳发光视角160度计算，得出重合的区域为屏幕的正常可视区域，起始位置在1.06m处，以这个扇形区域扩散出去内的所有点，均是可以正常观看区域。

从观众角度出发，人在观察事物时，与两眼平行的方向看出去，在水平方向120°视角范围内时，人的视觉最舒服，并且长时间观看无疲劳感。经计算，这个120°范围的起始点位置在距屏3.46m处。

对于此项目，屏幕像素间距为3mm，水平方向的最佳位置观众的水平视角为102.69°，属比较理想的观看角度。

4. LED系统设计说明

鉴于本项目LED系统的重要性，结合屏幕系统使用环境和服务政法系统等重要的特点，对LED屏幕的设计、安装和系统运营提出了极高的要求。

利亚德小间距LED在需要对图像精密解析的显示领域，具有得天独厚的技术优势，其本身超小的像素间距，能带来超高清晰度的图像画面；其一体成型压铸铝单元，能让整屏图像实现零拼缝的同时，兼顾高效率散热导体和稳固的结构骨架；其光学和电学器件的下一代开发思路，具有极强的稳定性和可靠性；单元之间的信号和电源线连接线双备份设计，完全满足政府重要会议庆典、国家军工系统、涉密机构、航空航天等场合使用。

还要保证系统与原有控制操作系统、音响系统、其他设备信号的电磁兼容，互不干扰，还要解决电磁泄漏与安保问题等。为此在方案设计阶段，就必须对上述问题进行充分的考虑，提出可行的，可靠的、有效的解决方案。

5. 本LED系统先进性

显示设备系统还具有整体效果美观、持重、风格鲜明，图像层次丰富，色彩均匀等特点。大屏幕显示系统采用新一代高端大屏幕综合显示系统，充分体现先进性，具体表现在：

• 高清显示系统可实现16:9及4:3等多种显示还原方案，专用LED全彩同步演示显示系统。
• 控制系统具备多屏分割显示、画中画显示、声像单画面同步等特点，可与周边景观、灯光、多媒体系统设计完美匹配。
• 控制系统兼容和支持数字高清数据直接输入。（支持FULL HD（1280P）超全高清格式，支持1080P 60Hz逐行、1125条垂直扫描线高清格式，兼容720P 60Hz逐行、750条垂直扫描线小高清格式，数字超全高清数据的格式为1280P逐行扫描，高清晰多媒体HDMI、HD-SDI、3G－SDI，兼容DVI、RGB数据接口。
• 外来数据源标准满足HDMI数据接口1.3、1.4版本规范、SDI满足达到3G－SDI标准。
• 显示控制系统直接兼容HDMI-1.3、HDMI-1.4、3G－SDI标准的高清数字信号输入。画面流畅、无拖影、无残影现象。
• LED高清视频数字同步演播系统LED显示屏具备像素逐点亮度和色度矫正技术，为标准的PWM矫正技术，即PWM通过使LED高速的闪动（或亮或灭），周期内闪动的时间长短（脉冲宽度）确定其亮度。

6. LED显示屏系统功能

6.1 视频剪辑、播放功能

• 使用多类型播出区域分类：图文、滚屏、时钟台标、视频动画，保证制作快速、准确；
• 独立区域支持多个任务的添加，对每个任务均可设置不同的数据连接；
• 可独立控制所有任务及播出单元的播出；
• 系统提供对区域中任务的多种播出方式：循环、固定长度，等等；
• 提供基于统一时间线的关联任务编排；
• 支持水平和垂直不同版式，可兼容不同的显示设备需求；
• 内嵌专业图文动画创作系统，通过模板化的制作实现完美的图文效果；
• 支持多种编单方式：自动播出、定时播出、即时插播、即时覆盖、垫片播出等。
• 实时显示真彩色视频图象，转播广播电视、卫星及有线电视信号、摄像机、影碟等视频信号的即时播放，可播出VGA、VCD、DVD、MPEGE1、MPEGE2、TV等视频信号源，实现大型文体演出现场转播。
• 支持PAL、NTSC、SECAM、SDI、HD-SDI、DVI、DVI-Dual、S-Video等各种制式播放形式。
• 支持多种格式文件：AVI、MPG、DAT、WMV、MOV、TS等；(如有任何不能播放的格式，可以通过相关视频转换软件实现无损文件格式转换)。
• 支持多种压缩格式DV25、DVCPRO、DVCPRO50、MPEG2-I、MPEG-2 IBP、MPEG4以及无压缩视频格式等；
• 可显示数字、中文、英文、西班牙文、法文、德文、韩文、希腊文、俄文、日文等多种文字，中文字体字型可选择。
• 通过网络系统可以进入Internet网。支持视音频信号的采集功能；
• 定义视频区域中IPTV信号相应频道播出的时间、长度；视频文件（广告素材）的播出时间、长度、次数等。

6.2 网络监控及远程控制功能

• 持故障自动处理和人工处理；
• 重要参数监控，在控制中心监看软件运行情况、处理器温度等状态参数；
• 可以对终端设备进行硬件和软件的开启和关闭远程操作；
• 完善的地图式终端搜索，能更加快捷的对终端进行定位和查询。