大屏拼接技术的现状和发展趋势

凌风登月

大屏拼接技术的现状和发展趋势
在大型监控或高端会议项目中，如果需要大视野的屏幕，拼接技术的应用就势在必然。这里就大屏拼接系统最核心的大屏拼接器和屏幕显示单元做个简单的概述：
一、大屏拼接处理器
业内人士都知道：选择大屏拼接方案的时候，不懂行的人首先想到的是去选择显示屏，而懂行的人第一选择拼接处理器。决定一个木桶能装多少水的是最短的那块木板。作为拼接方案的核心部件，目前拼接处理器正是其中最短的那块木板！也可以说拼接处理器是大屏拼接系统的心脏或者灵魂！它决定了大屏显示系统的显示效果和拼接功能！
这些年来，大屏拼接技术主要可以分两大流派：一种的基于工控机的板卡方案，也称“软拼接”；一种是基于FPGA阵列结构的嵌入式方案，也称“硬拼接”。
“软拼接”以DATAPATH卡为代表，因其应用时间长，加上基于电脑操作系统运转，因此各种应用功能非常丰富。由于该方案能满足广大客户DIY的要求，令许多商家可以在短短时间内推出“自己的”拼接处理器，所以得到许多商家的追捧！
但是随着客户对拼接要求的不断提高，除了窗口叠加漫游外，多路动态画面、高清视频都成为客户搭建大拼接墙的基本指标。
在这个趋势下，“软拼接”的软肋逐渐凸现出来：目前市面上的“软拼接”都不能显示多路动态VGA画面，更不用说多路高清画面了。
许多人认为：目前“软拼接”技术难以发展，主要是受主板采集带宽和CPU处理能力两大瓶颈约束造成的，只要解决了这两个瓶颈，该技术将能得到快速的发展。
由于工控机构架的“软拼接”是通过PCI通道采集信号，而标准PCI总线带宽是133M，这一带宽在面对多路信号或高清信号时，显得无能为力；有的公司为了解决这个瓶颈，采取将图形信号进行压缩再解压的方式进行处理，但是压缩令图形信号的质量受到严重的影响。现在也有公司采用跳线的方式，将采集带宽扩大到500M左右，更有公司干脆抛开业内成熟稳定的PCI总线构架，另外设计主板图形通道以提高带宽，有的号称其带宽高达2G、4G甚至数百G！有业内人士笑称：中国的音视频行业的发展说不定会影响下一代电脑主板构架，传统的PCI总线将被淘汰！
姑且不论这些方案是否成熟，但即便采集带宽真能得到可靠稳定地解决，但是工控机构架的处理器的性能，如同一台电脑的性能一样，主板只是制约其性能的一道门槛，还有CPU、GPU及内存等，都影响着工控机的整体性能。所以即便主板采集带宽问题能得到解决，目前的CPU和GPU的处理能力却都是有限的！在电脑各部件综合性能无法大幅度提升的环境下，目前市面上“软拼接”方案的效果都难尽人意！
在这一背景下，“软拼接”的供应商也常在客户询问面前闪烁其辞：客户需要高清信号时，供应商常满口应承；但是最后却只能提供高清底图，或者只能提供静态高清信号或一路动态高清信号！
如果一个大拼接墙上不能使用多路高清动态画面，显然不是一个有前瞻性的拼接系统！而且软拼接系统死机、当机的几率也越来越大。“软拼接”不稳定的缺陷越来越严重，而操作系统容易中病毒这一毛病也让用户心惊胆战！
随着“软拼接”技术软肋的日益凸现，国内以淳中科技为代表的“硬拼接”正异军突起，硬拼接的特点正好弥补了“软拼接”的不足：运行稳定、反应速度快，开机几秒便可工作、采集通道带宽高、支持多路动态画面、没有操作系统，没有中毒的忧虑等等。淳中科技更是将模块化设计的先进理念融入拼接处理器中，使设备的维护更加快捷便利，令业内人士刮目相看。
但是：软拼接应用功能丰富的优点硬拼接却难以做到：譬如软拼接可以很方面地提供高分辨率底图，可以支持网络抓屏，可以实现网络集中或分散式管理等等，都是硬拼接暂时做不到的！
有竞争才有进步，哪家公司的拼接方案要想在这场角逐中获胜，除了要有硬拼接强悍的性能外，还必须有软拼接丰富的应用功能和强大的管理功能。到底谁能在这场竞争中脱颖而出呢？相信业内人士都在期待着。
二、屏幕显示技术
目前大屏拼接使用的显示单元主要有DLP 背投、等离子显示器、液晶显示器三种。下表中就显示单元的关键性技术指标做个简单的解释：
性能
指标        液晶        背投        等离子        结论/备注
亮度         500~1500/m2         中间≤500cd/m2
四角≤250~300cd/ m2         640~1000cd/m2         亮度和对比度密不可分，在这两项关键指标上，等离子似乎技高一筹，这是由于等离子全白全黑的测算方式造成的，如果按照美国国家标准ANSI来测算，等离子的对比度就和液晶差不多了，这种测算方式是对同一幅图像显示的黑色和白色进行对比。
对比度         1000：1~
3000：1         300：1~500：1         3000：1甚至更高        
分辨率         1366X768以上         1024X768         854X480         分辨率决定了清楚度，在这指标上，液晶具有无可比拟的优势。
功耗         200W/40”等大尺寸液晶单元         300W~500W/单元         500W/42”         液晶耗能只有其它的三分之一至四分之一，此指标液晶明显拥有巨大的优势。
寿命         背光灯50000小时         5-8千小时就要换灯泡         静止高亮度5000小时，动态画面10000小时         背投的使用寿命没法跟液晶和等离子相提并论，而液晶相对于等离子，在寿命方面也有巨大的优势，液晶仅需更换背光灯，便可延长寿命，等离子的影像色泽大幅消退之际只能整个换新，没有其它办法。
色彩饱和度         一般是72%，而DID屏是95%         较低         90%         就色彩的表现能力，等离子和液晶不相上下。
灼伤         不会灼伤         会灼伤         静态画面灼伤严重         当静止的图像长时间出现在等离子屏幕同一位置上时，就会出现灼伤现象。即开关机的时候，屏幕上会隐隐约约地出现长时间播放的那张图像，好像屏幕上的烙印一样。
体积         轻薄         较大         轻薄         液晶和等离子同属于平板显示，都十分轻薄。

这三种显示单元组成的拼接系统各有优缺点：
DLP背投拼接目前国内主要以威创为代表，还有中达电通、中电视讯、安比、九鼎等一些公司也是专业的DLP拼接供应商。
DLP相对于其他两种拼接的优点在于其拼缝小，操作维护简单。但是其缺点也是显而易见的：譬如体积与重量过大，各项关键技术指标均远不及液晶和等离子，其最大的缺陷就是运行成本高：且长时间不间断工作更会加快DLP背投灯泡老化速度，背投灯泡只有几千小时寿命，如果一天二十四小时运行，几个月便需要更换背投灯泡，给用户带来不小的运营开支。
PDP等离子拼接目前以韩国欧丽安的MPDP为代表，因为其他普通的等离子拼接在市场上并不多见，所以这里不作描述。
欧丽安的MPDP由于其拼缝小，厚度薄，而获得许多客户的青睐。但是其缺点也很令人难以忍受：除了耗电量与发热量很大，还有严重灼伤现象，并不适宜用于长时间显示静态监控画面的环境。而且用于拼接之后，整机温升更高，致使设备容易烧毁。其分辨率也令许多用户诟病：只有854×480，甚至低于电脑显卡未安装驱动时的800×600，近距离观看几乎难以忍受。
LCD液晶拼接目前以韩国三星的DID为代表，虽然拼接市场上还有SHARP、LG、NEC等品牌，但是DID以其优良的性价比在LCD平板拼接技术中一枝独秀，其厚度薄、重量轻、低能耗、长寿命、无辐射等优点，而且其画面细腻、分辨率高，各项关键性能指标的优秀表现，已使它成为发展主流，前景看好。
作为拼接显示终端，LCD尽管有上述优点，但是作为拼接显示单元，其缺点也是致命的：那就是目前其拼缝教大，综合拼缝达到22MM，在这三种拼接显示单元中最大，令许多用户不得不忍痛舍弃。

下表将目前市面上这三种显示方式的基本性能指标进行比较。
性能指标        液晶         背投        等离子
亮度        500~1500/m2         中间≤500cd/m2
四角≤250~300cd/ m2        640~1000cd/m2
对比度        1000:1 - 3000:1        300:1 - 500:1        3000:1
分析：        亮度和对比度是显示设备的两个重要指标。等离子这两个值偏高，是因为 其测算方法不一样。如果使用美标 ANSI 测算，用同一幅图上的黑白色作比较， 等离子与液晶参数相同
色彩饱和度        95%(DID 屏)        较低        90%
分析：        色彩饱和度越高，显示出来图像越艳丽。
亮度和色彩一致性        DID 屏亮度和色彩一致性达到95%以上        较低        PDP 屏亮度和色彩一致性达到90%以上
分析：        DLP背投由于色轮和灯泡的衰减不一致，很难保证一致性。
分辨率        1366x768(40 英寸 )        1024x768(50英寸 )        852x480(42 英寸 )
分析：        分辨率决定画面的清晰程度，液晶显示器的分辨率相对较高，画面更细腻， 可显示更多内容。
功耗        200w(40 英寸 )        300-500w(50 英寸 )        500w(42 英寸 )
分析：        液晶的发光效率高，功耗相对较低。
寿命        50000 小时 ( 背光 )        5000-6000 小时 ( 灯泡 )        5000-10000 小时( 屏幕)静止高亮度画面仅有5000小时
分析：        液晶和背投的寿命都只与发光部分相关，使用到期后更换背光灯管或者更换灯泡即可。但是等离子的寿命与屏幕有关，使用到期后只能报废，无法维修。
灼伤        不会灼伤        基本不会灼伤        灼伤严重
分析：        灼伤现象表现为当静止图像停留在一个位置较长时间以后，会在屏幕上留下 阴影。液晶与投影的显示原理决定了屏幕不会灼伤，但是等离子灼伤现象比较严重，这完全是由等离子气体发光原理造成的。
体积        轻薄        厚重        轻薄
分析：        等离子和液晶均属于平板显示，厚度小 。
拼缝        有        较小        较小
分析：        液晶的背光部分在屏幕侧面导致液晶拼接有一定缝隙，使用 LED 背光后，液晶拼缝与背投、等离子相当。
尽管LCD拼接有如此严重的缺陷，但是LCD拼接单元还是寄托了大屏拼接业内所有人士的厚望，毕竟大屏拼接系统的发展趋势已经很明显:那就是在拼接墙上可以不受限制地显示多路高清晰动态画面！其中显示单元要想进一步发展，高清晰，细拼缝，轻薄低功耗是发展方向；而这三种显示单元中，只有LCD能承担这一重任。目前三星已经推出综合拼缝为7.3MM的拼接屏，正式上市指日可待。这一重大突破已经给MPDP和DLP拼接带来巨大的冲击，MPDP和DLP要想继续生存，在不能大幅提升技术性能指标的前提下，只有大幅降价应对。
也许是作为对这一技术趋势的回应，近期国内安防行业巨头安防制造在收购以LCD显示技术为核心的响石之后，却舍弃了其在国内已经发展壮大的九鼎事业部，后者就是以背投为核心技术产品的。
雄心勃勃的三星甚至表示：要在未来一年内推出拼缝小到两毫米以内的拼接显示单元。倘若此计划真的得以实现，拼接行业的割据将彻底改写，PDP和DLP将从拼接市场退出，LCD拼接将一统天下。