隨著液晶顯示技術、嵌入式硬件拼接技術、多屏圖像處理技術、信號切換技術等電視幕墻相關技術的發(fā)展，新型拼接幕墻在工程應用的終端大屏幕顯示設備中得到迅速普及，特別是嵌入式液晶拼接幕墻，雖推出市場的時間不長，便受到了廣泛歡迎。液晶拼接幕墻作為平安城市指揮中心、鐵路（地鐵）、港口、碼頭監(jiān)視系統(tǒng)、智能交通管理監(jiān)控中心、國防或軍事監(jiān)視系統(tǒng)、電力調度監(jiān)控系統(tǒng)、大型廠礦監(jiān)控系統(tǒng)、金融管理監(jiān)控系統(tǒng)、電視臺或大型演播中心監(jiān)視幕墻、大型演出場所背景幕墻、視頻會議等信息匯集、處理的關鍵顯示設備，具有將各類計算機模擬/數字信號、復合視頻信號、色差信號等在大屏幕上顯示，并實現信號的切換、疊加、組合等功能。液晶拼接幕墻是繼傳統(tǒng)的CRT電視墻、背投電視墻、等離子電視墻之后的最新技術產品，本文將通過分析傳統(tǒng)電視幕墻在工程應用中所出現的缺陷與液晶拼接幕墻在這些方面的表現，并對其發(fā)展狀況作簡要的介紹。

隨著液晶顯示技術、嵌入式硬件拼接技術、多屏圖像處理技術、信號切換技術等電視幕墻相關技術的發(fā)展，新型拼接幕墻在工程應用的終端大屏幕顯示設備中得到迅速普及，特別是嵌入式液晶拼接幕墻，雖推出市場的時間不長，便受到了廣泛歡迎。液晶拼接幕墻作為平安城市指揮中心、鐵路（地鐵）、港口、碼頭監(jiān)視系統(tǒng)、智能交通管理監(jiān)控中心、國防或軍事監(jiān)視系統(tǒng)、電力調度監(jiān)控系統(tǒng)、大型廠礦監(jiān)控系統(tǒng)、金融管理監(jiān)控系統(tǒng)、電視臺或大型演播中心監(jiān)視幕墻、大型演出場所背景幕墻、視頻會議等信息匯集、處理的關鍵顯示設備，具有將各類計算機模擬/數字信號、復合視頻信號、色差信號等在大屏幕上顯示，并實現信號的切換、疊加、組合等功能。液晶拼接幕墻是繼傳統(tǒng)的CRT電視墻、背投電視墻、等離子電視墻之后的最新技術產品，本文將通過分析傳統(tǒng)電視幕墻在工程應用中所出現的缺陷與液晶拼接幕墻在這些方面的表現，并對其發(fā)展狀況作簡要的介紹。

拼接幕墻概述
CRT拼接幕墻
CRT拼接幕墻是最原始的拼接幕墻，是將普通CRT監(jiān)視器按一定的規(guī)則，一臺一臺堆疊起來，并應用拼接技術實現畫面的拼接，形成磚狀墻面顯示系統(tǒng)。CRT是應用最早的顯示技術，具有技術相對成熟，圖像色彩和還原度比較好等特點，但由于體積龐大、壽命不長、功能簡單且容易受到干擾以及邊框較大等問題，已經不能滿足用戶的需求，目前已基本退出市場。

背投拼接幕墻
背投的實現原理很簡單，在背投單元內部設置一部投影機，發(fā)出的圖像經透鏡放大后通過鏡片反射投影到屏幕背面，就是背投。

正是基于這種原理誕生的背投，由于采用不同的投影機種類，主要可分為CRT(陰極射線管)、LCD(液晶)、DLP(數字光處理)等幾種。CRT背投屬于背投陣營中的低端產品，而其它幾種背投則對應地為高端產品，其中以DLP背投最為出色，就其圖像清晰度、亮度、色彩、可視角度以及體積來看，均比傳統(tǒng)CRT背投有了很大的提高。但由于背投技術限制，其固有的缺陷嚴重制約了背投電視墻的發(fā)展，主要表現在如下幾個方面：

1、壽命短，維護成本高。制約背投技術發(fā)展的最重大缺陷是燈炮壽命很短，即使是當前最新技術的燈泡，在理想的使用環(huán)境下，其使用壽命也只有5000～8000小時，如果長時間連續(xù)開機，使用壽命還要大大縮短。當然，背投可以通過更換新的燈泡來延長使用壽命，但每個單元一次幾千塊錢的更換費用，其費用之高是用戶無法接受的。[nextpage]

2、可視角度小。背投的可視角度只有90度，當偏離中心線45度就難以看清圖像，這意味著同樣顯示面積的幕墻，背投的可視范圍要小得多。換句話說，背投幕墻只有在中間的部分人可以看清楚，偏離了幕墻設計要求很多人同時觀看的基本原則。

3、背投的圖像閃爍，畫質較差。即使是一些所謂逐行掃描、１００ＨＺ的背投，由于投射的顯示原理造成的圖像不穩(wěn)定，色度均勻性差和亮度不均等問題也依然存在，嚴重影響了使用效果。

4、畫面亮度不均勻。由于背投單元中背投主機投射出來的圖像是通過透鏡組將圖像放大，因此投影出來的畫面將會產生中間較亮，兩邊較暗的現象。尤其當背光燈使用一段時間出現老化之后，由于各單元背光燈老化程度不一致，將會出現各單元畫面亮度嚴重不均勻的狀況。

5、此外，體積龐大、笨重、安裝調試不方便，安裝之后無法移動，故障維修困難等問題也是背投技術落后的重要方面。

背投拼接幕墻的優(yōu)點是由于使用投影方式，因此其拼接縫隙可以做得很小（3–5mm）。但由于其畫面亮度的不均勻性，導致整幅畫面在拼接邊緣亮度較低，而每個單元中心部分亮度較高，因此在一定程度上也影響了拼接幕墻的觀感。盡管背投拼接幕墻仍是目前市場上應用最多的一種技術，但相信隨著平板技術的發(fā)展，背投產品將會逐步被平板產品所淘汰。

等離子幕墻
等離子用于顯示動態(tài)圖像時，由于是有高亮度、高對比度、高色域、寬視角等特點而受到不少用戶的好評，但應用于安全防范領域或需要長時間顯示靜態(tài)圖像或者圖文時，例如用來做監(jiān)視器或者拼接成電視幕墻，則存在嚴重的缺陷。

眾所周知，等離子（PDP）是一種利用氣體放電的顯示技術，其工作原理與日光燈很相似。它采用了等離子管作為發(fā)光元件，屏幕上每一個等離子管對應一個像素，屏幕以玻璃作為基板，基板間隔一定距離，形成一個個放電空間。放電空間內充入氖、氙等混合惰性氣體作為工作媒質，在兩塊玻璃基板的內側面上涂有金屬氧化物導電薄膜作激勵電極。當向電極上加入高電壓，放電空間內的混合氣體便發(fā)生等離子體放電現象，也稱電漿效應。等離子體放電產生紫外線，紫外線激發(fā)涂有紅綠藍熒光粉的熒光屏，熒光屏發(fā)射出可見光，顯現出圖像。

由其顯像原理可知，等離子自身發(fā)光，所以一般具有顏色鮮艷、高亮度、高對比度等優(yōu)點，但其缺點也是很明顯的，主要表現在以下幾個方面：

1、功率高，發(fā)熱量也大。最小尺寸的等離子顯示屏，其功率也高于300W，一般42寸的等離子，功率要達到500W以上，這樣高的功率，使其發(fā)熱量也很大，因此，一般等離子內部都要安裝風扇用于散熱，而等離子幕墻則需要安裝多組風扇，這些風扇使用一段時間以后，會產生很大的噪音，即影響了使用效果也影響了產品的質量。

2、平均無故障時間短，一旦損傷，無法修復。如果長時間開機，特別是在監(jiān)控領域，一般要求一年365天每天24小時連續(xù)工作，其產生的熱量則可想而知。這樣巨大的發(fā)熱量加快了元器件老化，甚至燒毀。等離子的故障率很高就是這個原因。

3、嚴重的灼傷問題。等離子用于家用大屏幕顯示，由于電視節(jié)目一般是動態(tài)畫面，且每天使用時間較短，因此不會造成嚴重灼傷。但應用于電視幕墻，則經常要顯示一些相對靜態(tài)，或者局部靜態(tài)的畫面，而且需要長時間使用，很容易使等離子灼傷。[nextpage]

4、分辨率低，圖像清晰度低。等離子由于技術限制，可做大不能做小，點距一般很大，分辨率很低，至今沒有那種等離子的物理分辨率能達到高清的要求，如果用于拼接幕墻，圖像放大之后，其效果就更差了。等離子幕墻，只要走近一些，就可以清楚地看到組成等離子屏的點陣。

因此，等離子只適宜用于使用環(huán)境較好，使用時間較短的家用大屏幕電視，或者作為主要觀賞動態(tài)圖像的場合，而不適宜用作幕墻或經常需要顯示靜態(tài)圖文畫面的使用場合。

液晶拼接幕墻
液晶是當今最高端、最理想的顯示設備，其優(yōu)異的性能，已經獲得了廣泛認可。液晶拼接幕墻采用液晶屏作為拼接單元，是繼CRT幕墻、DLP幕墻、PDP幕墻之后最新、最優(yōu)秀的幕墻技術。

液晶拼接幕墻的出現，標志著幕墻新時代的來臨，從國內外使用情況來看，所有高端幕墻系統(tǒng)均已采用液晶拼接幕墻，隨著技術的進一步成熟，2007年的幕墻市場，是液晶拼接幕墻取代其它顯示器件，成為絕大多數用戶采用的產品。

液晶拼接幕墻的推出，克服了傳統(tǒng)幕墻的缺陷，為用戶提供了以下特點：
1、壽命長，維護成本低。液晶是使用壽命最長的顯示設備，其本身壽命非常長，即使是壽命最短的背光源部分，也高達50000個小時以上，而且即使使用了超過這樣長的時間，也只會對其亮度造成影響，只需更換背光燈管，便可恢復原來亮麗的色彩。這與背投是有本質的區(qū)別的，液晶背光源壽命是背投燈泡的十倍，其優(yōu)劣不言而明。

2、可視角度大。對于早期的液晶產品而言，可視角度曾經是制約液晶的一個大問題，但隨著液晶技術的不斷進步，目前已經完全解決了這個問題。液晶拼接幕墻采用的DID液晶屏，其可視角達到雙178度以上，已經達到了絕對視角的效果。

3、分辨率高、畫面亮麗。液晶的點距比等離子小得多，物理分辨率都可以輕易達到和超過高清標準，液晶的亮度和對比度都很高，色彩鮮艷亮麗，純平面顯示完全無曲率，圖像穩(wěn)定不閃爍。

4、超薄輕巧。液晶具有厚度薄，重量輕的特點，可以方便地拼接和安裝。40寸專用液晶屏，重量只有12.5KG，厚度不到10公分，這是其它顯示器件所不能比擬的。

5、功耗小，發(fā)熱量低。液晶顯示設備，小功率，低發(fā)熱一向為人們所稱道。小尺寸液晶屏功率不大于35W，40寸以上液晶屏，其功率也只有150W左右，大約只有等離子的三分之一至四分之一。

6、無故障時間長，維護成本低。液晶是目前最穩(wěn)定最可靠的顯示設備，由于發(fā)熱量很小，器件很穩(wěn)定，不會因為元器件溫升過高損壞而造成故障。

當然，由于目前液晶產品的背光源發(fā)光體仍采用陰極真空管（CCFL），其燈管兩端的燈絲及管座限制了液晶板的尺寸，目前拼屏所用的DID液晶屏的邊框仍有4mm-10mm的寬度，因此拼接縫稍大是液晶拼接幕墻唯一的缺點，但隨著LED背光源技術的投入，這一缺陷將會得到明顯的改善。

拼接技術
PCI插卡式拼接與嵌入式拼接
拼接幕墻進入平板時代后，不論是使用液晶單元、等離子單元還是背投單元，要使多個單元聯(lián)合起來顯示一幅完整的圖像，采用的方法有兩種，即PCI插卡式和嵌入式。

PCI插卡式的工作原理是通過工控機，利用一塊多屏拼接卡，先將一個完整的視頻圖像分割成M×N個子視頻信號，再將這些子視頻信號分別傳送給拼接幕墻上的各個對應單元，實現大屏幕顯示的目的。但是由于工控機的計算能力有限，目前一臺性能最好的工控機也只能實現4×4的拼接，限制了拼接的單元數。[nextpage]

嵌入式拼接幕墻的工作原理是各個拼接單元擁有獨立的視頻處理模塊，通過矩陣將完整的信號輸送到各個單元，并各自進行視頻處理，分割出自己應該顯示的那一部分，并將這一部分信號放大后顯示，實現大屏幕拼接顯示的目的。由于是各自處理，所以拼接的單元數理論上可以是無限。

兩者的基本區(qū)別在于前者將母信號分割后，必須把每一個子信號都進行放大處理，而后者只將自己應該顯示的那一部分進行放大處理，因此前者的運算量大，分辨率由計算機及對應的PCI卡決定；后者運算量小，分辨率由自身嵌入式處理模塊決定。

液晶拼接幕墻拼接方式
目前市面上的液晶拼接幕墻基本上有三種不同的拼接方式。一是PCI插卡式；二是外拖拼接控制器方式，這種方式大多使用原有背投拼接幕墻的拼接控制器來實現拼接，其拼接實現既有使用工控機加PCI卡或者嵌入式控制板二種方式；三是嵌入式，即通過現場可編程邏輯陣列（FPGA）技術，將拼接功能直接嵌入到液晶驅動板上的方式。

嵌入式液晶拼接幕墻的技術
如圖1嵌入式液晶拼接幕墻硬件原理圖，從拼接單元硬件方框圖所示，其硬件構成主要包括電源模塊、高壓板模塊以及拼接控制板和液晶屏，其中電源模塊為各部分提供電源；高壓板模塊為液晶屏供電；拼接控制板基于FPGA進行數字處理，主要包括視頻處理模塊，用于對復合視頻進行解碼和處理，輸出數字信號給FPGA進行圖像的放大和截取； VGA處理模塊，用于對VGA輸入的信號進行A/D轉換，輸出24BIT數字信號給FPGA，同樣通過FPGA進行圖像的放大和截??；控制模塊，主要是對整套拼接控制板進行控制并與其它拼接板進行通信，完成整個幕墻的控制；當然，還包括實現嵌入式硬件拼接的最重要模塊，即FPGA模塊，該模塊是拼接板的核心，主要完成圖像的放大，顯示位置的調整，信號通道的切換，液晶屏的驅動。其實現方式簡要如下：系統(tǒng)指令包括五個主要方面：圖像位置、圖像位置細調、放大倍率、圖像效果、場景保存。圖像位置是指對信號處理寫入相應的參數，使本身所處的位置顯示正確的圖像；圖像位置細調是指對信號處理寫入相應的參數，實現圖像水平、垂直位置的細調；放大倍率是指對信號處理寫入相應的參數，使本身所處的位置顯示正確放大倍率的圖像；圖像效果是指對信號處理寫入相應的參數，調整圖像的亮度、對比度、飽和度、清晰度；場景保存對EPROM寫入目前本機的所有設置參數，即保存本次的所有控制命令與設置，以備下次調用。

嵌入式液晶拼接幕墻以FPGA陣列為硬件基礎，采用并行高速圖形處理技術，實現了多路高速視頻信號的統(tǒng)一處理，從根本上取代插卡式拼接控制器，解決了VGA信號輸入數量受到限制的問題，它將液晶顯示技術、嵌入式硬件拼接技術、多屏圖像處理技術、信號切換技術等合為一體，具有功能強大、系統(tǒng)穩(wěn)定、操作簡單的功能特點，是當前最先進的硬件技術之一。

液晶拼接幕墻的優(yōu)勢
液晶拼接幕墻的實用性
液晶拼接幕墻具有很大的組合空間：既可以采用小屏拼接、也可以采用大屏拼接；既可以一對一單屏拼接，也可以一對M×N整屏拼接；還可以大小屏混合拼裝。可以根據客戶對液晶拼接幕墻系統(tǒng)提出的系統(tǒng)規(guī)模和應用要求，按照系統(tǒng)的使用環(huán)境，選擇合適的產品和拼接方式，設計具體實施方案，滿足系統(tǒng)的應用需求。[nextpage]

可以根據用戶對輸入信號的要求，選擇不同的視頻處理系統(tǒng)，實現VGA、復合視頻、S-VIDEO、YPBPR/YCBCR或DVI信號輸入，滿足不同使用場合，不同信號輸入的需求?？梢酝ㄟ^控制軟件，實現各種信號的切換、拼接成全屏顯示、任意組合顯示、圖像拉伸顯示、圖像漫游顯示、圖像疊加顯示等。

液晶拼接幕墻，可以因應客戶的不同需求，打造個性化系統(tǒng)，提供不同的實施方案和技術支持。

液晶拼接幕墻的先進性
據賽諾平板電視第3 季度季報顯示，2006年前3季度國內平板電視內銷出貨共計336萬臺，其中液晶電視內銷出貨280萬臺，同比增長209%；等離子電視內銷出貨56.5萬臺，同比增長28%。

相對內銷市場，2006年平板電視出口市場的增長速度更為迅速。據海關數據，2006年前3季度我國平板電視出口量共計約982萬臺。其中液晶電視出口933萬臺，同比增長103%；等離子電視出口49萬臺，同比增長302%。

據賽諾監(jiān)測數據，至2006年9月，40英寸以上(含40英寸)平板電視市場，等離子的銷量份額已被液晶電視壓至27%。

由此可見，在平板顯示領域，液晶具有絕對的優(yōu)勢，并從以往的小尺寸向大尺寸發(fā)展，全面領先其它平面顯示技術。

液晶拼接幕墻的可靠性
監(jiān)視器、拼接幕墻一般要求一天24小時，一年365天連續(xù)工作，這就要求監(jiān)視器、拼接幕墻具有可靠性、穩(wěn)定性高等特點，以保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地運行。

影響系統(tǒng)可靠性主要包括溫升、結構、干擾、以及系統(tǒng)本身的使用壽命等。系統(tǒng)的發(fā)熱量大，將大大降低系統(tǒng)器件的使用壽命，而如果設備很重，則不利于安裝和使機架不堪重負。此外，系統(tǒng)的抗干擾能力也直接影響系統(tǒng)的可靠性。

液晶拼接幕墻采用高可靠性的DID液晶屏，其中40″重量只有12.5KG，為目前同尺寸平板顯示設備中最輕的，功耗150W，如此低的能耗，其發(fā)熱量也非常小，以至于站在拼接幕墻前面，也感覺不到它的溫升。液晶獨特的顯示原理、全數字化的驅動系統(tǒng)，以及利用工程流體力學設計的空氣渦流散熱方法，確保了幕墻的高可靠性和穩(wěn)定性，同時全鋼的幕墻機架和合理的工藝設計，使設備既無輻射也不受外界電磁場的干擾，穩(wěn)定可靠。

液晶低功耗、低發(fā)熱、重量輕、壽命長，無輻射等特點，使液晶拼接幕墻可靠性極高，一般可正常工作5萬小時以上。

液晶拼接幕墻的經濟性
考慮系統(tǒng)的經濟性，應從性價比來考量，只有在高性能、高質量的前提下，系統(tǒng)的經濟性才有意義。

目前市面上的等離子（PDP）的拼接幕墻，但其價格較高，一般一平方米的價格高達十幾萬，比液晶拼接幕墻還要貴，并且由于其固有的缺陷，性價比較低。而DLP電視墻雖然價格比較低，但一年光燈泡的更換費用就高達幾千塊每塊屏，一個幕墻加起少則幾萬，多則十幾萬，幾年下來，其費用驚人。

液晶拼接幕墻，以其優(yōu)異的性能，合理的價格在國內外受到了廣泛的歡迎。其高達5～8萬小時的使用壽命，質量穩(wěn)定，維護費用低，是目前最具性價比的幕墻。

結語
液晶拼接幕墻的出現，解決了傳統(tǒng)電視幕墻的各種缺陷，為方便、全面、實時地顯示各系統(tǒng)視頻信息，特別是遠程實時指揮，調度等工程應用提供了最好的大屏幕顯示系統(tǒng)。