两通道立体显示方案PTFD510.docx
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两通道立体显示方案PTFD510
两通道立体显示系统
方
案
设
计
北京东方中原数码科技有限公司
2009年2月25日
1.方案概述
1.1系统概述
随着多媒体技术和数字通讯技术的飞速发展，人类社会已进入了信息化的时代。
信息量越来越大，处理信息的手段也越来越先进，特别是近几年来，可视化信息技术在监控中心、大型会议室等场所得到了广泛的应用。
以大屏幕投影系统为核心的各类电子设备大量进入指挥控制调度室、会议室、演播室。
大屏幕显示系统是工作人员获得各种信息的最后环节，它的功能和效果直接影响到信息的可视化程度和决策的成效，也直接影响整个管理系统的效能的发挥。
科技的发展，通过对人眼成像系统的系统研究，科学家已经明确了“人看物体如何产生距离感”这一光学原理。
现代显示技术已经有能力利用光学投影方式重现此光学过程，从而形成了立体投影技术。
立体成像技术于边缘融合技术相结合，能够在大面积投影幕上投出无缝的立体显示效果，这就是曲面立体融合技术。
本系统中，我们采用两通道正投立体显示方案，以系统的合理性、先进性、可靠性、实用性和可扩展性为原则，为用户提供一套功能完善的背投拼接系统显示方案。
本方案中，选用松下PT-FD510工程投影机、帝晶正投硬幕、BR-VP7000系列立体融合控制器等性能优异的设备组成功能完备且稳定的大屏幕显示系统。
1.2设计简介
投影机通过投影机吊架吊装于天花，与装饰装修巧妙结合，投影画面投射于专业投影幕，画面尺寸（画面净面积）为5.30米X2.00米（宽X高），画面显示分辨率为4388X768。
设备清单
序号
名称
规格型号
数量
单位
品牌
1
投影机
PT-FD510
4
台
松下
2
正投硬幕
定制
1
张
帝晶
3
拼接控制器
BR-VP7000
1
台
博睿
1.3系统规格
方案中的投影显示由4台松下PT-FD510（两通道，每通道2台投影机）和一整张正投硬幕组成，融合后规格如下：
单块投影尺寸：
161"
单机显示面积：
3.56米（宽）2.00米（高）=7.12平方米
整屏显示面积：
5.30米（宽）2.00米（高）=10.60平方米
2.方案细化分析
2.1显示系统示意图
a）系统逻辑连接图
b）显示画面尺寸图
c）安装侧视图
2.2方案细化分析
本拼接系统主要由定制的投影幕、4台投影机、融合控制器组成。
显示屏幕选用帝晶正投硬幕，整张尺寸为5.30X2.00米。
超大尺寸和高图象质素使投影幕成为向大众提供高品质视频、幻灯及计算机图像的最佳选择。
选用四台松下PT-FD510天花吊装。
投影幕实现5.30X2.00米巨型画面的震撼效果。
PT-DF510投影机在专业技术上不断向前发展，图像质量更为出色，系统运行更为可靠。
双灯源技术为PT-FD510提供了5500流明的高亮度。
同时，动态光圈技术使得PT-DF510达到2000:
1的高对比度，单芯片DLP技术为投影机长期投射高质量画面提供了保障，PT-DF510是一台具有高稳定性的工程投影机。
新的冷却结构，松下的液体冷却系统能够直接对DMD芯片进行冷却，扩大了投影机的应用范围，并使投影机在使用过程中的稳定性提高到一个高的层次。
镜头可水平/垂直移动，广泛的镜头水平/垂直移动范围使投影机投射的画面不失真，同时使安装变得更加轻松。
选用博睿公司的BR-VP7000立体融合器。
Brillview立体融合器就是实现曲面立体融合的核心设备。
BR-VP7000系列立体融合系统是一款高端视觉系统，用户使用偏振眼镜，能够看到震撼的立体图像效果。
此系统能够同时支持平面信号，因此能够用来观看地图、文档等普通信息。
BR-VP7000系列立体融合控制器所支持的多个平面/立体信号开窗混放功能，极大的增强了系统适用性，使之即可用于3D/4D影院、高端仿真系统、博物馆，也可用于高端会议室、教学多功能厅、监控室等多种环境。
2.3显示效果图
RGB高分辨率地图显示（整屏分辨率：
2087x768）
视频窗口与RGB信号窗口在大屏幕上同时显示，可跨屏、叠加。
3.立体显示分析
3.1
人眼产生立体效果的基本原理
人的两只眼睛同时观察物体能够判断物体的远近而产生立体感。
这是由于人的两只眼睛之间存在4-6厘米的距离，从这两个不同的视点得到的图像略有不同，左眼看到物体的左侧面较多,右眼看到物体的右侧面较多，通常称为视差，这两个像经过大脑综合以后就能区分物体的前后、远近，从而产生立体视觉。
合成为具有景深感的立体图像。
现代科技可以通过光学方法模拟影像，从而使人产生立体感。
立体效果基本原理
具有立体感的投影就是基于同样的原理：
首先，要求计算机产生两个略有区别的左右眼图像，然后把这两个图像投影到屏幕上。
但是有一个最基本、也是最重要的要求，就是左眼只能看到投影在屏幕上的左眼的图像，右眼只能看到投影在屏幕上的右眼的图像。
3.2两种立体成像基本投影方法
1、主动式立体投影，使用专用的主动式立体投影机，能够在1秒钟内刷新120帧图像，其中一半是左眼图像，一半是右眼图像。
主动式立体眼镜于主动式立体投影机通过无线通信同步动作，在屏幕出现左眼图像的时候，关闭右眼的镜片；在屏幕出现右眼图像的时候，关闭左眼镜片。
这样就保证了左眼只能看到投影在屏幕上的左眼的图像，右眼只能看到投影在屏幕上的右眼的图像。
由于镜片切换速度很快，刷新率高，因此观看者没有图像闪动的感觉。
主动式立体要求投影机性能较高，因此投影成本比较高。
2、被动式立体投影，采用融合系统一般要求一组水平的投影机，光路叠加作图像融合。
立体系统则要求每部分图像都由两个投影机来完成。
因此被动式立体融合系统的投影机是由多组投影构成的，每组投影为上下两台，分别用来输出左右眼数据。
每个投影机前面都有一个光学偏振片，左眼投影机组和右眼投影机组偏振片设定为不同的偏振方向。
观察者的左右眼上也分别戴着不同偏正方向的偏振片。
这样，观察者的左眼能够看到左眼投影机组投射的图像，而眼投影机组投射的图像因为光线偏振方向不同而被挡住了，因此观察者的左眼看不到右眼投影机组投射的图像。
这样就实现了左眼只能看到投影在屏幕上的左眼的图像，右眼只能看到投影在屏幕上的右眼的图像，达到了立体景深效果。
3.3我们选用被动式立体的投影方式
被动是立体融合投影系统的基本构成为：
立体/平面信号源，多组投影机，偏振片，高增益投影幕，偏振眼镜构成。
立体信号源是指被动用来产生立体上需要播放的图像，其图像内容由左右眼图像两部分构成，一般是一台或者多台电脑。
由于投影机分为两组，因此需要左右眼两种图像。
其信号按结构分为两种：
左右眼信号通过不同的输入信号线分辨输入系统，或者左右眼按照水平排列的方式通过一根信号线输入系统，称为分离式立体信号或被动立体信号；左右眼信号通过一根数据线，按照奇偶帧的方式输入系统，称为复合式立体信号或者主动立体信号。
立体信号的特性与使用何种立体投影系统没有直接的关系。
Brillview立体融合设备能够输入以上各种立体信号（需定制）。
立体信号源的分类
被动式立体系统需要多组投影机，我们选用两通道立体融合方式，需要2组共4台投影方能完成。
一般的，每组上下两台投影机投射一个通道的信号，上面投影机播放左眼信号，下面投影机播放右眼信号。
立体融合系统投影机摆放示例
立体投影系统存在亮度问题，立体流明是指最终进入观察者眼睛的亮度，是唯一有实际意义的亮度指标，一般的，立体流明与投影机流明值有很大的不同。
由于只有一半左右的投影机输出光线能穿过偏振片，因此一台投影机的亮度会损失30-55%。
而后，人员戴的偏振眼睛使得亮度再次损失16%，最终能够进入人眼的亮度约为38-59%。
立体流明度示例
立体融合系统存在投影幕的增益与系统可视角度问题。
立体融合系统是一个立体投影系统，但它还是一个融合系统，因此需要兼容立体和融合两方面对投影幕的需求。
从立体投影原理来讲，屏幕要能够反射偏振光，不能使用漫反射幕，屏幕增益最低不得低于2.0，否则根本无法达到立体投影的效果；投影幕的增益与视角有很大关系，增益越高，视角越小。
因此选择幕的增益的时候，需要选择能够达到立体显示要求的最低增益幕，增益为2最佳。
由于存在视角问题，被动立体多通道融合投影系统一般采用弧形幕，且最佳可视范围在弧幕的圆心附近。
立体融合处理设备是立体融合系统的核心处理设备，它负责将输入立体信号，将其分解为左右眼信号，再对其进一步处理，产生边带、较色、羽化，最终生成可融合的立体信号，送给立体投影机组作立体融合。
BR-VP7000系列立体融合器是一款高端立体融合设备，它以BR-VP3000和BR-VP6000为基础，作立体融合，能够输入复合/分离立体信号，能够兼容平面和立体信号，并且能够在立体平面混融的情况下开多个窗口。
4.设备选型
4.1PT-FDW510/FDW510L
设备类型：
专业松下投影机
投影技术：
DLP
亮度：
5500流明
投影机分辩率：
1280×768像素
耗电量：
750W
灯 泡：
275WUHM™x2
重 量：
13.9KG
产品性能指标
功能介绍
PT-FDW510/FDW510L为各种大型场所如礼堂、会议室、教室、剧院和教堂等提供高亮度、高质量的画面投射。
✓高可靠性，演绎卓越质量
松下DLPTM系统投影机在专业技术上不断向前发展，图像质量更为出色，系统运行更为可靠。
5500流明的亮度给予清晰易辨的图像。
即使在明亮的教室和会议室，也可轻松演示出卓越画质。
PT-FDW510/FDW510L型号可以投射宽屏图像，因此，可在大区域范围内投影图像。
✓高亮度，卓越画质
5500流明高亮度。
PT-FDW510/FDW510L提供了5500流明的亮度和WXGA的宽屏影像。
借助于新开发的AC灯泡技术、高效反射器、合成镜面、高对比度图像使得即使在明亮照明环境下也能投射出出色的图像。
✓强光色彩补正
投影机的强光色彩补正功能是运用图像处理电路补偿色彩饱和损失。
色彩饱和的发生是由于周围光线散射到屏幕所致。
强光色彩补正功能非常适合在亮度渐进的黑暗部位产生清晰的对比度高的图像。
此功能可以通过3个步骤调整。
✓高可靠性
灯系统双。
使用双灯系统增加了亮度，如果一个灯发生故障[双灯操作模式]，可以不中断演示过程。
✓AC灯泡
新开发的AC灯泡功率为275瓦，在有效提高亮度同时，比其它类型灯泡具有更高的可靠性。
新型的灯泡驱动系统降低了电极的压力。
此种新型灯泡的寿命可长达3000小时，为系统长期运行提供可靠保障。
AC灯泡还可大大减少了色彩失真。
✓液冷系统
松下特有的液冷系统直接冷却DLP芯片，该系统不仅扩展PT-FDW510/FDW510L的功能同时也提高投影机的可靠性。
它也能使设备在45度高温环境下工作，甚至在恶劣条件下也能维持稳定的性能，同时将操作噪音降至29dB*。
✓微尘过滤网
微尘过滤网能够吸附直径在10微米*或更大一些的微尘颗粒。
微尘过滤网能捕捉到的灰尘是以往常规过滤网的7倍。
它有效的保护投影机的光学系统，防止灰尘进入投影机的内部，这不仅提高投影机的稳定性，也很大程度上防止亮度衰减。
✓光学系统全密闭防尘设计
光学系统的全密闭防尘设计最大程度上减少了灰尘对投影机的影响。
防尘设计可确保DLPTM投影机在很长时间内依然能够投射出高亮度、高分辨率，生动的画面。
✓灵活的系统安装
✓内置多画面拼接系统
✓边缘融合功能
此功就是通过控制图像重叠区域的亮度，可产生平滑、完整的整体画面。
✓色彩匹配功能
“色彩匹配”功能可校正多台投影机间颜色再生时的细微变化。
原来开发的“调整助手”软件能快速和准确地优化图像，因此每一屏的颜色都能均匀地再生出来。
✓数字图像放大
在不使用其它设备的情况下图像可在水平和垂直方向放大10倍。
✓中心镜头设计
镜头采用中心对称设计，使得用户在各种不同、特殊的环境下都能轻松地安装投影机。
✓镜头水平/垂直移动
镜头的水平/垂直调节范围宽，最大程度减少了画面的失真，同时为安装投影机提供了更多的便利。
[水平：
手动调节，垂直：
电动驱动用于不同场合的选用镜头带有不同焦距的5个选用镜头作为选用配件提供。
这些功能强大的变焦/定焦镜头使投影机在各种投影环境下进行投射。
✓网络浏览器监控和
✓电子邮件信息报警
操作人员可通过局域网遥控和监视PT-FDW510/FDW510L，因为所有这些操作都可通过使用计算机的浏览器完成。
此外，PT-FDW510/FDW510L还可发送电子邮件信息通知操作人员何时发生了故障或哪个灯需要替换。
✓丰富的接口
PT-FDW510/FDW510L有一排端子，分别为两个RGB输入（带5-BNC端子）、串行输入/输出、一个S视频输入、2个远程输入、1个远程输出、1个DVI-D接口，该接口支持HDCP协议（High-BandwidthDigitalContentProtection）。
适应宽带数字传输,采用串行端口RS232C,便于与AMX和Crestron等中控系统进行通讯连接。
✓
✓PJLinkTM兼容性
局域网终端支持PJLinkTMclass1协议。
在支持PJLinkTM协议的多款投影机系统中，可实现相同规格的控制。
✓轻松更换镜头
PT-FDW510/FDW510L采用按键式系统更换镜头，因此镜头的
安装和取出非常方便。
✓控制面板和遥控器
当PT-FDW510/FDW510L在地面上安装和桌面上安装时，设备后的控制盘操作起来非常方便，而新型无线遥控器的遥控距离可达30米。
其他特点
Ø机械镜头快门
当PT-FDW510/FDW510L处于待机状态或临时不用状态时，如会议间歇期间，机械镜头快门功能可将干扰泄漏的光量降低到最小。
Ø直接断电关机
内置的电容器为内部部件的冷却提供功率，因此，当演示结束时就可将室内电源关闭。
PT-FDW510/FDW510L不会让人久等，并可降低灯泡的损耗。
Ø灵活的角度设置
PT-FDW510/FDW510L可以垂直旋转，因此人们可以随意使其向上或向下按角度倾斜，以满足不同的安装条件
Ø轻松更换灰尘过滤网和灯泡
灰尘过滤网可从侧面更换，灯泡可从背面更换。
PT-FDW510/FDW510L安装好后。
两者的维护都非常容易。
Ø可分配65个ID识别
Ø按坐标分组控制数可达26个（A~Z）
Ø数字垂直梯形校正
Ø内置测试模式
Ø可选9种屏幕菜单语言（英、德、法、西、意、俄、日、中、韩）
Ø防盗设计（带铰链口）
PT-FDW510与PT-FDW510L性能相同，但后者没有镜头。
根据用途和操作条件可给它配上选用的镜头以得到用户需要的性能。
Ø绿色环保设计
松下公司细致而努力地工作，在产品的设计、生产和运输的过程中，以及在产品本身的整个生命周期的性能方面，尽量减少他们对环境的影响，PT-FDW510与PT-FDW510L型投影机反映了以下生态环境特点：
*在控制箱内不使用卤化火焰延缓剂。
*包装纸及使用说明使用再生纸制造。
*灯泡的功率转换降低了耗电量。
*当无信号输入时启动自动节能待机方式。
Ø逼真色彩控制
PT-FDW510/FDW510L采用了一种全新的控制技术来对色轮的色彩段进行控制。
和松下以前的旧型号相比，每一种颜色的亮度平均提高了约15%。
这一技术使得色彩的还原更加清晰，更加逼真。
Ø全10比特深度画面处理
采用全10比特图片处理系统，使得投影机投射出更加真实细腻的画面，色调表现更加柔和。
例如：
人物皮肤的感觉会更加接近自然。
Ø新型IP转换电路
PT-FDW510/FDW510L采用新型IP转换电路，较松下以前的型号能投射更加细腻的图像。
Ø更有效减少噪波
异常清晰的图像得益于总体噪波的有效控制，不仅降低了图像的粒度，同时改善了MPEG的噪波，抑制了快速放映中常见的阻塞现象。
Ø逐行电影扫描（3/2拖片）
当输入信号是从胶片电影资料转换而来时，投影机的隔行/逐行转换技术能自动检测出输入信号类型，从而选择相应的逐行处理程序来保证对输入信号的忠实还原。
Ø3维彩色管理系统
3D色彩补偿技术提供了传统投影机无法投射出的多层次饱和度、色度和亮度等级。
即使投射很大的画面，色彩依然能够达到物体原始的本色。
Ø动态锐度控制
动态锐度控制电路能根据临近像素亮度的差别调整视频信号波形，减小了信号噪波对视频信号的干扰，使画面得到忠实的还原。
产品规格：
*1根据企业标准Q/2HM.02（有关亮度的测量方法是根据ISO21118国际标准制定）：
该标称值为量产时产品平均值，而产品的出厂最低值为标称值的80%。
*2当使用ET-DLE050镜头时，能投影的银幕尺寸为50~200英寸（15：
9）。
*此镜头专用于PT-FD510。
技术参数
系统
DLP™系统
芯片
0.65"（对角线）DLP™15:
9
像素
983,040（1,280x768）x1共983,040像素
灯泡
275WUHM™x2（双灯系统）
亮度（正常灯泡）
5,500流明*1（双灯，高功率模式）
对比度
2,000:
1（全白/全黑，高对比度模式）
分辨率
RGB
1,280个x768像素
视频
560电视线
镜头
PT-DW510
变焦镜头（2.0-2.6:
1）F=1.7-2.0,f=25.6-33.8毫米
PT-DW510L
镜头可选
银幕尺寸
50-600英寸*2
镜头移动
垂直，水平
RGB输入扫描频率
fH15-91kHz,fV50-85Hz
150兆赫或更低
兼容信号
480i,480p,576i,576p,720/60p,720/50p,1080/60i,1080/60p1080/50i,1080/50p,1035/60i
视频信号
NTSC,NTSC4.43,PAL,PAL60,PAL-N,PAL-M,SECAM
终端接口
VIDEO输入
BNC
S-VIDEO输入
MiniDIN4-pin
RGB1/YPBPR输入
BNCx5
RGB2输入
D-subHD15-pin
DVI-D输入
24pinDVI1.0compliant,HDCP兼容，用于单一链接
RS-232C输入
D-sub9-pin（母）
RS-232C输出
D-sub9-pin（公）
遥控1输入
M3夹套
遥控1输出
M3夹套
遥控2输入
D-sub9-pin（母）（并行）
局域网
RJ-45x1,遵循PJLink™（类1）,10Base-T/100Base-TX
梯形校正
±30˚（使用标配镜头）
安装方式
正投/背投，吊装/地面安装
电源线长度
3.0m
电源规格
220-240VAC,50/60Hz
耗电功率
750W（790VA）（待机模式下为15W，风扇停用）
尺寸（WxHxD）
530x167x429mm（20-7/8’x6-9/16’x16-7/8’）（不含镜头）
重量
PT-FDW510
13.9kg标配镜头
PT-FDW510L
13.1kg不包括镜头
工作温度
0-45˚C（32-113˚F）
工作湿度
20-80%
标准配件
电源线，遥控器，
AA电池（x2）用于遥控器
4.2BR-VP7000立体融合器
4.2.1.立体融合器具体功能：
●信号采集
BR图像处理设备采用FPGA阵列的并行数字图像处理技术，对于实时采集、处理采集多RGB图像，有很大优势。
对于立体显示系统，BR-VP7000系列立体融合器支持采集复合式和分离式的立体信号。
分奇偶场的复合式立体信号具有较高的刷新率，一般刷新率在75-120之间。
BR-VP7000将此高频信号采集进来以后，按奇偶场将此信号分为刷新率为60帧的两个独立左右眼信号，再进行下一步处理。
奇偶场立体信号变为奇偶分离信号示意图
●兼容平面、立体信号源
一般的被动立体系统，信号源给出一个立体信号，经过立体图像转换器将其分成两个平面信号，分别给左右眼投影机。
由于立体图像转换器只能处理立体信号，因此无法使用平面信号。
而我们使用的大部分视频信号，例如电脑桌面，文档、DVD光盘等都是平面信号，立体信号都是特殊制作的。
这一点极大地限制了使用立体图像转换器做成的投影系统的适用范围。
而BR-VP7000不使用独立的立体图像转换器，而是将开窗功能、融合功能、立体处理功能集成在一台机器内，因此它既能输入立体信号，也能输入普通电脑信号。
●立体信号和平面信号混合输出
BR-VP7000立体融合设备，能够将立体信号和平面信号混合输出。
用BR-VP7000作的立体系统，既可以投射立体信号，也可以投射平面信号，能够在立体模式下开平面窗口，能够在平面模式下开立体窗口，能够在立体模式下在开立体窗口。
能够在立体系统中方便的输出平面信号，使得普通会议室中也可以使用立体设备，极大的扩展了立体融合系统的使用空间。
●作异形几何校正
立体融合的投影系统由多台投影机组成，且融合多为弧面，因此需要做几何校正。
几何校正基本原理
●作羽化处理
融合的基本功能就是对边带内信号做羽化处理，使其满足亮度均匀的要求。
羽化和几何校正前的效果（一行投影）羽化和几何校正后的效果（一行投影）
综上所述，BR-VP7000立体融合器的技术特点如下：
●集成拼接处理、融合处理、立体信号处理三大功能（技术优势）
●支持BrillviewVP3000拼接处理器的拼接功能特点
●支持BrillviewVP6000融合控制器的融合功能特点
●支持左右眼复合/分离立体信号输入（技术优势）
●支持左右眼分离立体信号输出
●支持立体信号、平面信号混合开窗（技术优势）
●保证立体/平面信号的多窗口实时显示（技术优势）
4.2.2.BR-VP7000立体融合器的基本技术参数如下：
●纯硬件图像处理设备，全硬件构架，无CPU和操作系统；
●全模块化机械结构，输入输出模块均能够插拔
●启动时间小于20秒钟，启动迅速；
●无病毒感染风险，安全性好；
●集成多种视频信号源种类：
RGB/VGA、复合视频、DVI（根据实际需要而定）；
●支持多路的RGB/VGA/DVI信号实时显示（根据实际需要而定）；
●支持多路复合视频实时显示（根据实际需要而定）；
●支持RGB和Video信号的自由叠加；
●支持3072x1536、2048x1024等多种超高、特殊分辨率信号输入（根据实际需要而定）；
●RGB/DVI输出，可订制光端口输出（根据实际需要而定）；
●图像视窗可任意缩放、任意漫游和任意叠加；
●红外、按键、RS232串口、IP网络（可定制）控制；支持电脑、中控控制；
●多达128种场景保存；
●可24x365持续工作；
●支持左右眼复合/分离立体信号输入（根据实际需要而定）
●支持左右眼分离立体信号输出（根据实际需要而定）
●
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