大众网演播室DLP大屏系统的设计与应用

刘彬

（大众报业集团信息技术部，山东济南250014）

大众网演播室DLP大屏系统的设计与应用

刘彬

（大众报业集团信息技术部，山东济南250014）

DLP大屏在广电行业演播室中成为主流设备，以山东大众网新建的96 m2演播室为背景，分析并探讨了DLP大屏系统建设中遇到的问题。从系统设计、DLP大屏选型、控制系统选择、大屏的舞美场景设计、系统实施与运维等方面做了相关介绍，对业内同行建设DLP大屏系统有一定借鉴作用。

DLP大屏；巴可；在线包装系统

【本文献信息】刘彬.大众网演播室DLP大屏系统的设计与应用［J］.电视技术，2015，39（10）.

DLP大屏已广泛运用于广电行业中，具有数字高清无缝拼接技术的超高分辨的DLP大屏幕、包装效果炫丽而安全可靠的大屏控制系统，逐渐成为新闻演播室和大型综艺节目录制现场的主流配置。山东大众报业集团下属的大众网，以打造“山东新闻第一网”为宗旨，不断增强网站竞争力，近年来加大对新技术、新设备的投入，2014年4月构建了具备先进水平的广播级新闻演播室［1］，走在了国内重点新闻网站的前列。大众网96 m2实景演播室设计划分为新闻播报、时事点评、嘉宾访谈等形式的紧凑型功能区域，若采用固定背景板的装修方式，则缺乏时尚、动感的震撼效果，会严重降低节目的制作水准，大众网需要一套DLP大屏系统（含在线包装控制系统）作为演播室画龙点睛之处，用于丰富节目展现和新闻表现形式。

1　系统设计原则

DLP大屏幕系统作为当今最先进的数字图像显示工具，已经被广泛应用于广电行业，从大众网演播室的应用需求角度出发，考虑到投影技术的发展，本着先进、可靠、实用、价格合理的原则，制定下列原则。

1.1技术先进性

DLP大屏显示系统作为演播室亮点工程，必须保证技术先进性，DLP显示单元之间达到视觉无缝的标准，屏幕具备可视视角广、色温可调、显色水准高、防反光、防眩光、良好散热性等先进技术，后端控制系统软件符合我国电视广播规范、标准和国际广播电视技术发展潮流，完全适应视音频编辑技术、计算机图形图像技术发展的要求，支持包括多种高清和标清的制式。

1.2安全可靠性与经济实用性

DLP投影单元和多屏拼接控制系统均要求为国际著名品牌，采用先进的DLP技术和工业级板卡集成，系统具备非常高的安全可靠性，尽量采用冗余设计机制，具备24×7长时间连续不间断运行的能力。在保证系统良好的性价比外，整个系统结构合理、故障点少、操作简单、管理方便，具备无故障运行时间长、远期改造或扩容投资少以及运营成本尽量低等特性［2］。

1.3兼容性与可扩展性

系统应具备良好的兼容性，支持IT、AV等各种标准接口，各设备与切换台、视频矩阵实现可靠连接，系统内各设备之间以及系统内外能互相对接，可实现透明传输。后端控制系统能够支持用户可视化应用软件对DLP大屏显示系统的管理，系统必须具备良好的开放性，易于修改、扩充和升级，支持通用的接口协议，实现后流程简单流畅，包括与制作网络、新闻网络、演播室集群以及总控播出系统等，均能实现系统级互联互通。

2　系统选型

2.1DLP大屏

作为演播室的亮点设备，DLP大屏成本不菲，在保证技术先进性和设备可靠性的前提下，为尽量节约成本，大众网针对国内广电行业常见的巴可、三菱、威创、巨洋几个DLP大屏品牌和型号进行了充分的方案考察和技术参数比较，最终确定选用巴可70 in（1 in=2.54 cm）OVL-708 LED光源投影屏。该显示屏采用双层树脂屏幕，漫反射系数小于0.4%，屏幕的水平与垂直1/2增益角均不小于35°，无反光，无眩光等现象；采用了12度LVDS DMD芯片，使显示效果的动态对比度达到1 200 000：1，亮度达到了750流明，且单屏的亮度均匀性超过95%，其色彩校正电路通过调整RGB比例使整屏色彩一致性大于95%。巴可专利的Sense6技术和内置的分光计，采用先进算法实时计算屏幕光学特性数据，对大屏LED光源的亮度和色彩特性进行实时监测，并根据结果实时动态地对所有显示单元进行调整，使得单屏中心位置、边缘和角落以及不同屏幕之间都具备了显示亮度和色彩还原的高度一致性；其灰度锁定功能和10 bit控制技术，保证显示系统的灰度变化、亮度和对比度等不受LED光源亮度输出的影响，激光光源色坐标不受温度、老化等因素引起的色坐标偏移，大大提高了显示效果，保证长时间使用后屏幕之间色彩与亮度的均匀性和一致性。

由于显示屏幕的模块化和一体化设计，显示单元更易于检修和零部件更换，其信号和控制电缆及其接口均被安装在箱体内部，保证了数据信号可靠传递的可靠性，不影响屏体外表整洁美观。DLP大屏配备了3组6倍冗余的LED光源模块来实现光源的高可靠性冗余设计，工作稳定，其光源寿命超过6万小时，支持7×24小时连续运行，系统的MTBF（平均无故障时间）大于10万小时。先进的密闭式芯片液冷技术保证了屏幕的低噪声及良好的散热性，工作噪声控制在30 dB内，功耗仅230 W，其独特的风道设计可以完美地解决显示叠加时的散热问题，减少了对室内空调的要求，良好的空气流动空间可显著降低设备工作温度，其LED光源芯片不含色轮、UHP灯泡中的水银等有毒材料，可以回收再利用，保证了高效的节能环保性能。光学机芯和箱体独特的防尘结构，避免了灰尘积累对投影光学显示清晰度的影响，保证了屏幕显示效果不受灰尘和静电吸附的影响而下降，延长了屏幕的使用寿命及维护周期。

根据大众网演播室的实际尺寸和层高限制，结合实际节目的制作需求，选用6块OVL-708屏幕进行2层×3列的拼接，整屏分辨率达到了3 072×1 536，DLP屏幕较好的热胀冷缩特性和独特的拼装结构使得屏幕之间的光学拼缝标准控制在0.2 mm以内，实现了真正的无缝拼接效果。DLP大屏采用软件方式控制窗口的拼接与分割，整屏范围内的拼接显示无非线性失真效果，画面稳定无闪烁，各窗口的自由缩放、移动、漫游等达到了不受物理拼缝的限制。DLP大屏采用数字输入接口，支持4K分辨率信号，具备主备的双链路DVI-D接口，在其中一路信号故障时支持自动倒换或手动切换功能，与后期构建大屏控制系统（在线包装）双机热备方式提供了保障，满足了演播室背景大屏的需要。

2.2大屏控制系统

按照大众网演播室的应用需求，后端的大屏控制系统应支持对多种类型信号的输入，如HD/SD-SDI、DVI、HDMI、PC工作站及以太网信号等，支持同时控制多路信号，各路信号均可以任意开窗或是多窗口整合形式在DLP大屏上任意显示［3］。控制系统具备极强的信号处理能力，使显示在DLP大屏上可以达到4K的高分辨率的信号显示效果，控制系统应具备背景大屏在线图文包装功能，在保证安全、平稳的图文播出功能前提下，可实现绚丽的展示效果，显示清晰、精确、无马赛克，控制和管理方式简便、灵活。

经过对国内外几家产品的对比，大众网最终选择了1套新奥特的Mariana 5D背景大屏在线包装系统，采用HP Z820图形工作站、专业图形显示处理器和1块Matrox广播级高清图像卡，配置M5DAsServer软件，系统如图1所示。

图1　大屏控制系统结构图

硬件连接方面，由Mariana5D DC播控工作站控制Mariana5D DP播出服务器进行网络化控制播出，DP播出服务器输出2路DVI信号到DLP的大屏控制器，通过控制器连到6块DLP背景大屏上，6块DLP屏幕通过环接形成最终输出画面，完美地实现在线包装效果的播出；H3C千兆以太网交换机将DC播控工作站、DP播出服务器等设备通过以太网线连成局域网。Mariana5D系统通过网络方式实现高智能化的灵活的控制和管理，控制设备支持手动切换，具备实时接管和数据同步更新功能、支持本地等比例实时渲染场景监看等功能；演播室的GV 64×64矩阵或For A切换台可以输出2路HD/SD-SDI信号到DP服务器，DP实现双路实时外来信号DVE开窗功能。

软件功能方面，Mariana5D系统支持多种格式的数据库以及动画、图片、文字、数据图形、视频流等媒体信息，在强大的GPU渲染引擎的支持下可以完成图形图像的信息可视化实时显示，并支持自定义分辨率制作和播出，可自动适应大屏幕的物理分辨率，实现画面全屏播放，输出分辨率和拼接的DLP大屏点像素一一对应，保证画面清晰度不失真，系统可以对各种尺寸DLP屏幕的播放画面自由切割分成多个屏幕区域，每个区域显示不同的内容，或者高清晰度显示拼接的画面内容。

3　大屏场景设计

前端配置了先进的DLP大屏显示系统，必须由相应的专业舞美设计来烘托出大屏和视觉展示效果，大众网96 m2演播室定位于具有现代化的时尚置景的全媒体演播室，能适应新闻制作播出的特点，能提供全方位、多角度、多空间、多机位的播报场景。受紧凑型空间的局限，如何最大限度地利用有限的空间来提供更多的景区变化，突出DLP背景大屏和触摸屏中心地位，实现无缝的机位转换和无违和感的景区切换与景区过渡效果，演播室舞美以及大屏的场景设计显得尤为重要。

综合考虑网站现有需求，并为将来的升级做好预留，以DLP大屏为舞美设计重点，大众网紧凑的96 m2演播室大致划分为四大部分，如图2所示。北侧区域为主景区，主持人以坐播或者站播形式完成新闻类节目的播报，后置6块70 in的DLP大屏，以2层3列形式拼接组成，并辅以几块小尺寸舞美屏和背景板做装饰；东北角是点评区，主持人以站播形式完成时事新闻的点评，放置一块82 in液晶触摸屏，配活动基座以方便灵活调整；东南侧设置为嘉宾访谈区，以灯箱式台阶和小尺寸舞美屏、背景板做效果装饰；西南侧设置一块小空间，为将来可能出现的新需求预留位置。各个屏幕的多点设计加入多类型的显示终端，不仅能作为背景装饰使用，通过与新兴媒体资讯（微博、微信、互联网等）有效结合，实现了文字、图片、视频等全方位表现形式。根据DLP屏幕位置、舞美置景、灯光、播报形式、显示终端等因素，通过灵活调度摄像机机位，获得大量丰富的镜头画面，更为节目创作提供空间。

图2　演播室布局设计平面示意图

以DLP大屏为中心的演播室以先进的全景全媒体理念和全开放的设计思路，整体采用360°无缝隙全置景规划，主色调为明亮的白色，以大众网的大红色logo点缀，搭配背景板和小尺寸背景屏，把4个景区与导控室背景巧妙的融合在一起，既重点突出核心的DLP背景大屏，又将DLP大屏和舞美背板、小尺寸舞美屏有机结合。利用DLP大屏幕，演播室有效地组合了坐播、站播、访谈、连线点评等播报形式，满足各种节目录制的需求，景区间既可以根据节目需求单独取景，也可以相互组合取景，为节目录制提供了更多灵活变化的可能性［4］。4个景区之间，可以全方位进行取景拍摄，镜头随意切入不同区域，大大提高了取景的变化，实现了96 m2空间的极致利用，使节目形式更加丰富的同时，给观众展现更强烈的现场感。

4　实施与运维

DLP大屏设备娇贵，又关系着最终的视觉效果，运行时对周围环境的要求比较苛刻，为保证大屏正常安全的高效运行，在设备安装和使用中应格外注意以下几点：

1）空调系统：整个DLP显示屏的散热量为7 170 BTU/h，因此，演播室在DLP显示屏两侧3 m处配置了2台恒温、恒湿的柜式空调，为避免DLP屏幕因冷热不均匀而造成损坏和结露现象，空调出风口均朝向远离投影机箱体的方向，严禁向屏幕直吹，并且在大屏墙后的维修通道加装了2台简易抽风机，以保证大屏幕显示墙前后的空气循环对流。每次使用2）环境光与照明调整：为避免太阳光的照射，装修时将演播室所有窗户都进行了封堵；为了在摄像机和观看区能达到理想的视觉效果，大屏周边均采用了哑光装饰材料，并在DLP大屏幕正面前4 m范围内设置为暗区，没有安装日光灯管，仅仅在平行于屏幕方向安装了几个装饰用的内藏式筒灯，筒灯灯光避免直接照射到屏幕上，整个演播室的照明灯均按照平行于屏幕方向进行分组控制。

DLP大屏显示系统前将室内工作温度尽量保持在22℃上下，并调节使显示大屏前面、后背板之间温度差小于5℃，相对湿度控制在70%以下，随时注意避免产生冷凝现象而对DLP屏幕造成损坏。

3）电力与接地要求：大屏显示设备使用稳定的单相220 V的UPS或稳压电源，UPS供电系统应与其他普通用电系统严格分开，UPS电源采用了双机备份及不少于30 min的后备时间，DLP大屏显示单元总功耗2 000 W（含冗余），共配置10 A的独立电源插座3个，均设有漏电保护开关。系统配电线路的电线电缆使用金属线槽或线管保护，交流接地、工作接地、保护接地等采用联合接地方式，接地电阻严格小于1 Ω，采用镀锌扁钢的接地引入线要求尽量短直，长度不超过30 m，截面积不小于40 mm×4 mm。

5　小结

2014年7月，DLP大屏系统建设完成后，已在大众网新闻演播室中广泛应用，作为节目主持人身后的背景大屏幕，主要用于新闻制作时背景图像精确、稳定的显示，背景视频循环播放等。通过将卫星直播连线信号、3G直播连线信号、媒资系统调用的成片视频、网站页面、微信等其他各种形式和应用等众多信号接入大屏等实现方式，演播室的节目表现形式更加丰富、效果更为直观、互动性更强，DLP大屏系统必将在网站新闻制作中起到越来越重要的作用。

［1］刘彬.自媒体时代新闻网站演播室的设计与应用［J］.电视技术，2014，38（14）：78-81.

［2］许凯.LED光源DLP关键技术浅析与实践［J］.电视技术，2012，36（12）：81-84.

［3］张登尔，洪涛.DLP大屏幕在县市级电视台新闻演播室的应用［J］.电视技术，2012，36（12）：85-87.

［4］王丽娜.青海新闻直播演播室DLP大屏幕系统的构建［J］.电视技术，2013，37（6）：63-64.

Design and Application of DLP Large Screen System in DZWWW

LIU Bin

（IT Department，Shandong Dazhong News Group，Jinan 250014，China）

Large screen of DLP become the main equipment in the studio for radio and TV.With the new 96 square meter studio of DZWWW as the background，the problems encountered in the construction of DLP large screen system are analyzed and discussed.Some opinions are introduced，such as the design of system，the selection for DLP large screen and the controlling system，the screen choreography scene design，implementation and maintenance，ect.This paper has some reference value for other peers to build the DLP large screen system.

DLP large screen；Barco；graphics system

TN948

B

10.16280/j.videoe.2015.10.022

闫雯雯

2014-09-08