新無縫拼接技術(shù)：多通道邊緣融合

1 什么是邊緣融合技術(shù)

當(dāng)二臺(tái)或多臺(tái)投影機(jī)組合投射一幅畫面時(shí)，會(huì)有一部分影象燈泡重疊，邊緣融合的最主要功能就是把二臺(tái)投影機(jī)重疊部分的燈光亮度逐漸調(diào)低，使整幅畫面的亮度一致。

現(xiàn)在市場上也有很多拼接方式，如LED拼接墻，電視拼接墻，投影箱體的拼接墻等，但是相對(duì)于不同應(yīng)用場所，LED拼接墻以及投影箱體拼接墻始終是由一個(gè)一個(gè)的畫面拼圖而成，使得畫面的完整性受到一定的影響。邊緣融合技術(shù)是近年來興起的一個(gè)新的無縫拼接技術(shù)，它更好的改善了拼接圖像的視覺效果。

2 系統(tǒng)特點(diǎn)

2.1 邊緣融合的產(chǎn)生

邊緣融合的應(yīng)用來源于模擬仿真/立體影院系統(tǒng)。追求亮麗的超大畫面，純真的色彩，高分辨率的顯示效果，歷來是人們對(duì)視覺感受的一種潛在要求。大到指揮監(jiān)控中心，網(wǎng)管中心的建立，小到視頻會(huì)議，學(xué)術(shù)報(bào)告，技術(shù)講座和多功能會(huì)議室的進(jìn)行，對(duì)大畫面，多色彩，高亮度，高分辨率顯示效果的需求越來越強(qiáng)烈。

最近迅速崛起的數(shù)字化邊緣融合大屏幕拼接投影顯示技術(shù)，正在逐步適應(yīng)這一需求。隨著投影顯示技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，以及人們對(duì)欣賞水平的提高，超大畫面，高亮度，以及更高分辨率顯示便成為市場的迫切需求。

2.2 邊緣融合的優(yōu)勢(shì)

2.1.1 增加圖像尺寸，畫面的完整性

很明顯，多臺(tái)投影機(jī)拼接投射出來的畫面一定會(huì)比單臺(tái)投影機(jī)投射出來的畫面尺寸更大。 　　鮮艷靚麗的畫面，會(huì)帶給人們不同凡響的視覺沖擊，而如何消除畫面拼接的光學(xué)縫隙呢?邊緣融合技術(shù)使這種問題迎刃而解。這種技術(shù)的出現(xiàn)，更大程度上保證了畫面的完美性和色彩的一致性。 　　完整畫面的優(yōu)點(diǎn)也不需要過多的陳述，因?yàn)橥昝喇嬅娴娘@示對(duì)于欣賞者而言總是一目了然。

2.1.2 增加圖像亮度

當(dāng)一臺(tái)投影機(jī)的投射尺寸被放大時(shí)，圖像亮度就會(huì)降低，而用多臺(tái)同樣亮度的投影機(jī)拼接投射出相同大小的圖像時(shí)就可以保持畫面原有的亮度。

2.1.3 增加分辨率

每臺(tái)投影機(jī)投射整幅圖像的一部分，這樣展現(xiàn)出的圖像分辨率就被提高了。比如，一臺(tái)投影機(jī)的物理分辨率是800*600，三臺(tái)投影機(jī)融合25%后，圖像的分辨率就變成了2000*600。

2.1.4 超高分辨率

利用帶有多通道高分辨率輸出的圖像處理器和計(jì)算機(jī)，可以產(chǎn)生每通道為1600*1200象素的三個(gè)或更多通道的合成圖像。如果融合25%的象素，可以通過減去多余的交疊象素產(chǎn)生4000*1200分辨率圖像。目前市場上還沒有可在如此高的分辨率下操作的獨(dú)立顯示器。其解決辦法為使用投影機(jī)矩陣，每個(gè)投影機(jī)都以其最大分辨率運(yùn)行，合成后的分辨率就是減去交疊區(qū)域象素后的總和。

2.1.5 縮短投影機(jī)投射距離

隨著無縫拼接的出現(xiàn)，投影距離的縮短變成必然。比如，原來200英寸(4000*3000mm)的屏幕，如果要求沒有物理和光學(xué)拼縫，將只能采用一臺(tái)投影機(jī)，投影距離=鏡頭焦距*屏幕寬度，即使采用1.2：1的廣角鏡頭，我們的投影距離也要4.8米，現(xiàn)在采用邊緣融合技術(shù)后，用4臺(tái)投影機(jī)投射同樣大小的畫面，投射距離只需要2.4米。

2.1.6 特殊形狀的屏幕上投射成像(比如弧形幕/球形幕)

比如，在圓柱或球形的屏幕上投射畫面，單臺(tái)投影機(jī)就需要較遠(yuǎn)的投影距離才可以覆蓋整個(gè)屏幕。而多臺(tái)投影機(jī)的組合因每臺(tái)投影機(jī)投射的畫面較小，所以距離也就縮短了很多。 　　還有一個(gè)更重要的功能是，如果只用一臺(tái)投影機(jī)來投射整張弧形幕，則很難聚焦，因?yàn)榛∠揖嗵蠛茈y選出一個(gè)合適的基準(zhǔn)焦點(diǎn)。多臺(tái)投影機(jī)就可使弧弦距縮短到盡量小，這樣就比較容易找出畫面的合適焦點(diǎn)。對(duì)于弧形或球形屏幕應(yīng)用，使用邊緣融合技術(shù)后對(duì)圖像分辨率，明亮度和聚焦效果來說是一個(gè)更好的選擇。

2.1.7 增加畫面層次感

由于采用了邊緣融合技術(shù)，畫面的分辨率，亮度得到增加，同時(shí)配合高質(zhì)量的投影屏幕，就可以使得整個(gè)顯示系統(tǒng)的畫面層次感和表現(xiàn)力明顯增強(qiáng)。

2.3 邊緣融合系統(tǒng)與傳統(tǒng)拼接的差異

在超大尺寸的屏幕上顯示多個(gè)畫面內(nèi)容，通常有以下幾種方法：箱體拼接、多張屏幕拼接、整張屏幕無縫邊緣融合。

在傳統(tǒng)的拼接方式中無論是箱體的拼接還是多張屏幕的拼接，都無法消除畫面本身存在的物理拼縫。而在新的邊緣融合技術(shù)中，由于采用整幅屏幕，所以消除了傳統(tǒng)拼接存在的屏幕間的生理縫隙，從而使得屏幕顯示的圖像整幅保持完整。而采用邊緣融合處理技術(shù)后，更消除了光學(xué)縫隙，從而使顯示的圖像完全一致，保證了顯示圖像的完整性和美觀性。這在邊緣融合顯示地圖，圖紙等圖像信息時(shí)更為重要，因?yàn)樵趫D紙，地圖上存在大量的線條或路線等，而屏幕縫隙和光學(xué)縫隙就會(huì)造成圖像顯示污染，容易使觀察人員把顯示的圖像線條和拼接系統(tǒng)本身的線條誤為一體，從而導(dǎo)致決策和研究失誤。而通過邊緣融合處理，就可以避免出現(xiàn)這種情況。

在邊緣融合拼接系統(tǒng)中，所有圖像都經(jīng)過邊緣融合處理器進(jìn)行了校正和統(tǒng)一，這樣在大屏幕上進(jìn)行圖像顯示和切換時(shí)，無論切換什么格式的圖像，整個(gè)屏幕的亮度，色彩，鮮艷度，均勻度都比較一致。

由于在處理器中對(duì)投影顯示圖像進(jìn)行了處理，可以對(duì)不同投影信號(hào)間的色差，亮差，均勻度進(jìn)行調(diào)整，這也使得該系統(tǒng)顯示的圖像質(zhì)量更完美。邊緣融合圖像處理器除了具有邊緣融合和圖像多畫面處理功能外，還有圖像存儲(chǔ)和調(diào)用功能，可以把本身存儲(chǔ)的高分辨率圖像直接作為大屏幕系統(tǒng)的背景進(jìn)行顯示，這在實(shí)際使用中非常具有實(shí)用價(jià)值。

3　應(yīng)用領(lǐng)域

監(jiān)控、指揮、調(diào)度系統(tǒng)、公安、消防、軍事、氣象、鐵路、航空等監(jiān)控系統(tǒng)中、視訊會(huì)議、查詢系統(tǒng)、互動(dòng)投影系統(tǒng)等