新無(wú)縫拼接技術(shù)：多通道邊緣融合

1 什么是邊緣融合技術(shù)

當二臺或多臺投影機組合投射一幅畫(huà)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投影機重疊部分的燈光亮度逐漸調低，使整幅畫(huà)面的亮度一致。

現在市場(chǎng)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，但是相對于不同應用場(chǎng)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(huà)面拼圖而成，使得畫(huà)面的完整性受到一定的影響。邊緣融合技術(shù)是近年來(lái)興起的一個(gè)新的無(wú)縫拼接技術(shù)，它更好的改善了拼接圖像的視覺(jué)效果。

2 系統特點(diǎn)

2.1 邊緣融合的產(chǎn)生

邊緣融合的應用來(lái)源于模擬仿真/立體影院系統。追求亮麗的超大畫(huà)面，純真的色彩，高分辨率的顯示效果，歷來(lái)是人們對視覺(jué)感受的一種潛在要求。大到指揮監控中心，網(wǎng)管中心的建立，小到視頻會(huì )議，學(xué)術(shù)報告，技術(shù)講座和多功能會(huì )議室的進(jìn)行，對大畫(huà)面，多色彩，高亮度，高分辨率顯示效果的需求越來(lái)越強烈。

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

2.2 邊緣融合的優(yōu)勢

2.1.1 增加圖像尺寸，畫(huà)面的完整性

很明顯，多臺投影機拼接投射出來(lái)的畫(huà)面一定會(huì )比單臺投影機投射出來(lái)的畫(huà)面尺寸更大。 　　鮮艷靚麗的畫(huà)面，會(huì )帶給人們不同凡響的視覺(jué)沖擊，而如何消除畫(huà)面拼接的光學(xué)縫隙呢?邊緣融合技術(shù)使這種問(wèn)題迎刃而解。這種技術(shù)的出現，更大程度上保證了畫(huà)面的完美性和色彩的一致性。 　　完整畫(huà)面的優(yōu)點(diǎn)也不需要過(guò)多的陳述，因為完美畫(huà)面的顯示對于欣賞者而言總是一目了然。

2.1.2 增加圖像亮度

當一臺投影機的投射尺寸被放大時(shí)，圖像亮度就會(huì )降低，而用多臺同樣亮度的投影機拼接投射出相同大小的圖像時(shí)就可以保持畫(huà)面原有的亮度。

2.1.3 增加分辨率

每臺投影機投射整幅圖像的一部分，這樣展現出的圖像分辨率就被提高了。比如，一臺投影機的物理分辨率是800*600，三臺投影機融合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算機，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(guò)減去多余的交疊象素產(chǎn)生4000*1200分辨率圖像。目前市場(chǎng)上還沒(méi)有可在如此高的分辨率下操作的獨立顯示器。其解決辦法為使用投影機矩陣，每個(gè)投影機都以其最大分辨率運行，合成后的分辨率就是減去交疊區域象素后的總和。

2.1.5 縮短投影機投射距離

隨著(zhù)無(wú)縫拼接的出現，投影距離的縮短變成必然。比如，原來(lái)200英寸(4000*3000mm)的屏幕，如果要求沒(méi)有物理和光學(xué)拼縫，將只能采用一臺投影機，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，現在采用邊緣融合技術(shù)后，用4臺投影機投射同樣大小的畫(huà)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(huà)面，單臺投影機就需要較遠的投影距離才可以覆蓋整個(gè)屏幕。而多臺投影機的組合因每臺投影機投射的畫(huà)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，如果只用一臺投影機來(lái)投射整張弧形幕，則很難聚焦，因為弧弦距太大很難選出一個(gè)合適的基準焦點(diǎn)。多臺投影機就可使弧弦距縮短到盡量小，這樣就比較容易找出畫(huà)面的合適焦點(diǎn)。對于弧形或球形屏幕應用，使用邊緣融合技術(shù)后對圖像分辨率，明亮度和聚焦效果來(lái)說(shuō)是一個(gè)更好的選擇。

2.1.7 增加畫(huà)面層次感

由于采用了邊緣融合技術(shù)，畫(huà)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)顯示系統的畫(huà)面層次感和表現力明顯增強。

2.3 邊緣融合系統與傳統拼接的差異

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

在傳統的拼接方式中無(wú)論是箱體的拼接還是多張屏幕的拼接，都無(wú)法消除畫(huà)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(guān)性。這在邊緣融合顯示地圖，圖紙等圖像信息時(shí)更為重要，因為在圖紙，地圖上存在大量的線(xiàn)條或路線(xiàn)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(guān)察人員把顯示的圖像線(xiàn)條和拼接系統本身的線(xiàn)條誤為一體，從而導致決策和研究失誤。而通過(guò)邊緣融合處理，就可以避免出現這種情況。

在邊緣融合拼接系統中，所有圖像都經(jīng)過(guò)邊緣融合處理器進(jìn)行了校正和統一，這樣在大屏幕上進(jìn)行圖像顯示和切換時(shí)，無(wú)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。

由于在處理器中對投影顯示圖像進(jìn)行了處理，可以對不同投影信號間的色差，亮差，均勻度進(jìn)行調整，這也使得該系統顯示的圖像質(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(huà)面處理功能外，還有圖像存儲和調用功能，可以把本身存儲的高分辨率圖像直接作為大屏幕系統的背景進(jìn)行顯示，這在實(shí)際使用中非常具有實(shí)用價(jià)值。

3　應用領(lǐng)域

監控、指揮、調度系統、公安、消防、軍事、氣象、鐵路、航空等監控系統中、視訊會(huì )議、查詢(xún)系統、互動(dòng)投影系統等