主动立体显示系统应用方案

一、系统方案设计概述


1.1 概述

主动快门式3D技术,英文为Active Shutter 3D,配合主动式快门3D眼镜使用。这种3D技术在电视和投影机上面应用得很广泛,资源相对较多,而且图像效果出色,受到很多厂商推崇和采用,不过其匹配的3D眼镜价格较高。

主动快门式3D主要是通过提高画面的刷新率来实现3D效果的,通过把图像按帧一分为二,形成对应左眼和右眼的两组画面,连续交错显示出来,同时红外信号发射器将同步控制快门式3D眼镜的左右镜片开关,使左、右双眼能够在正确的时刻看到相应画面。这项技术能够保持画面的原始分辨率,很轻松地让用户享受到真正的全高清3D效果,而且不会造成画面亮度降低。

主动快门式3D的信号同步发射器,一般情况下,3D液晶电视屏幕刷新频率必须达到120Hz以上,也就是让左、右眼均接收到频率在60Hz以上的图像,才能保证用户看到连续而不闪烁的3D图像效果。包括三星、松下、创维等品牌推出的3D电视,都是采用主动快门式3D技术。

3D会议显示效果

1.2 立体显示的优势

3D技术由于它具有更好的立体效果,最主要用在高端仿真,在某些行业的实验室;随着技术的进步,支持120HZ输入的投影机及图像处理系统成本的逐步减低,主动立体的应用将不断扩大,并且凭借主动3D立体显示优势,将逐渐取代被动式3D立体显示在展览展示领域中的应用地位;现如今3D立体显示主要应用方式为:大屏幕多媒体3D视频播放及显示、地投多媒体数字沙盘展示、各类仿真模拟器展馆应用。

3D显示增强展览展示的创意显示效果

通过3D显示在展览展示方面应用,对相关显示展项可以提供更为进行具有创意性视频制作思路、显示技术及播放载体。

3D立体技术给人以较强的沉浸感

通过3D立体显示技术及3D多媒体视频制作技术,可以让参观者在观看视频具有身临其境的感受及效果;增强展示的效果及关注度。

3D立体效果

二、显示系统的组建


2.1 显示系统的组成

主动立体投影设备、主动立体融合设备、射频同步发射设备、主动立体眼镜设备、吊架、线缆辅材等设备组成。

2.2 显示系统方案设计

方案中采用NEC P502HL+3D投影机,3通道主动立体融合,实现2D、3D显示效果。

NEC P502HL+投影机:全高清分辨率带来细致精准的画面显示,图像显示细腻清晰。 采用了双色轮激光荧光体技术,实现色彩鲜艳的画面。激光光源 能实现高达20000小时的超长寿命,支持7×24小时连续工作,亮度衰减 小并且支持亮度无极调整(16%-100%)、激光光源采用多模组结构, 无黑屏风险,更加稳定可靠。

NEC P502HL+投影机成像比例为16:9,最佳分辨率1920*1080P@60Hz。

●根据客户需求,我们采用两通道主动立体融合投影方式实现2D、3D效果展示。
●投影幕高4米,宽20.35米;
●单台投影机显示分辨率为1920x1080,16:9;
●所以单台投影机投影面积为4x7.11米,通过三通道投影融合显示;
●最终显示画面为7x20.35米;
●融合器大小为5.1米,为单屏的41%;
●全屏显示分辨率为:5760x1080。

三、 显示系统方案说明


3.1 显示系统应用方式

信号处理设备:BOC-CR0203M主动立体融合处理器可在本机播放主动立体片源,通过投影设备以开窗口或全屏的方式显示在显示幕上。

信号处理设备:BOC-CR0203M主动立体融合处理器在显示3D信号的同时,还可以开启2D窗口,实现2D影片、3D影片的同屏显示,全屏切换显示。

3.2 显示系统应用优势


3D电影院

3.21 显示系统应用优势

对于3D显示系统应用而言主要分为主动式和被动式两种实现方式,主动立体融合显示系统配置较为简单,与常规融合系统相当,更易用于展馆进行使用;比较主动立体融合显示系统较为复杂的被动立体显示方式,不但增加投影设备,并且增加播放处理设备,因此不易应用于展馆中的使用。

被动立体的主要技术特征:双倍的投影机、配置偏振光片及眼镜、配置偏振屏幕、左右眼单独播放的融合器。

主动立体的主要技术特征:同步发射器及快门式眼镜、支持120HZ输出的融合器、支持120 HZ投影机。

3.2.2 系统显示优势

主动立体融合处理器作为信号源处理的终端,同时具备多种显示模式的显示功能,既可以播放全屏3D影片、又可以播放全屏2D影片,并且2D和3D影片可任意切换,同屏显示。

●全屏2D、3D显示快速切换,提供更多显示方式;
●多窗显示,直观方案对比,更好的满足于工业制造、城市测绘等展馆多信息显示需求;
●借助混合显示2D和3D像窗口引导参观者快速理解复杂概念;
●兼容各类仿真系统实现图像交互;

3.2.3 显示效果优势

通过无需像素叠加就可实现立体信号的主动立体显示技术,可以显示更加清晰、立体效果更强的显示效果;

3.2.4 观看范围优势

被动立体投影的原理是利用偏正光来实现,并且对屏幕要求较高(屏幕增益在1.8左右),这就对观看者的观看角度和视角有很大的限制;

采用RF无限射频同步技术的主动立体显示系统,对屏幕没有很高的要求,具备更加广泛的观看范围,在投影幕前任意点都可以观看立体效果较强的影片;

3.3.5 多模式显示优势

通过图层画中画显示技术应用,可以实现2D、3D串口同屏显示功能;

由于系统采用主动立体显示技术,无需偏振光设备,并且通过窗口画中画显示技术,完全可以实现2D\3D相互切换功能;

3.3.6 显示亮度优势

由于立体显示技术的种类非常多,大部分还在实验室中,目前投入应用比较多的是分色、分光、分时和光栅4种技术;但是最终显示亮度衰减问题依然存在:被动立体:

衰减至少50%

主动立体(DLP LINK):衰减至少60%

由于BOC-CR0203M主动立体融合器采用的是NV Vision的立体显示技术,只需要投影设备支持120Hz的刷新率输出就可以实现立体显示,无需开启DLP LINK立体选项,因此不会造成投影显示画面的亮度衰减,但通过眼镜进行同步后,也会有20%-30%亮度衰减问题,但是衰减率大大小于以上立体技术。

四、系统主要设备介绍


4.1 主动立体投影机

主动立体投影机

全高清分辨率、激光光源20000小时超长寿命

全高清分辨率带来细致精准的画面显示,图像显示细腻清晰。 采用了双色轮激光荧光体技术,实现色彩鲜艳的画面。激光光源 能实现高达20000小时的超长寿命,支持7×24小时连续工作,亮度衰减 小并且支持亮度无极调整(16%-100%)、激光光源采用多模组结构, 无黑屏风险,更加稳定可靠。

全新CCS内循环散热系统

采用NEC全新的CCS内循环散热系统,激光光源区域和光引擎区域形成 一个独立的密闭空间,通过内置的风路设计把热量传导到散热器,经过 散热器的冷空气再次回到机器内部,有效的阻止了灰尘的进入光引擎和 激光光源区域,保证了高亮度的持续性和画面质量的稳定性。

全新CCS内循环散热系统

NEC P502HL+系列投影机支持NEC的网络多画面显示功能,支持多种 画面显示模式,最多能够支持50 个 终端设备的连接,终端设备包含电 脑、平板电脑、智能手机。并且兼容 多种操作系统,包括Android、IOS、 Windows、OS X等系统。多画面显示 功能支持多达16个画面同时显示,轻 松的实现多个信号在同一屏幕上的同时显示。

1>.使用网络多画面显示功能,需要给投影机安 装无线网卡,电脑端需要安装 IEU lite软件, 可以从网站下载或光盘获取,平板电脑和智 能手机等移动端需要安装WIU软件。

2>.最大连接50个终端仅限在管理模式下,实际 的连接数量可能会因为网络情况发生变化。

4.2 BOC-CR0203M主动立体融合处理器

主动立体融合处理器

BOC-CR0203M主动式立体信号融合图像控制器,支持左右眼复合立体信号无极倍频,输出帧频可达120HZ,支持立体信号、平面信号混开窗口,支持分离信号转换为复合信号。

产品特性:

●支持120Hz刷新率,60帧/秒播放要求
●支持2-4通道,1920*1080分辨率,显示单元拼接融合显示
●输出支持立体信号、平面信号混合显示
●输出支持立体信号、平面信号叠加显示
●兼容常见格式3D立体片源如:AVI\MPEG\RMVB\MOV等格式
●完美支持标准高清主动立体片源播放
●多种控制方式:以太网、串口
●多路信号实时并行处理,可叠加,可漫游,任意缩放
●新一代双缓冲技术和同步技术
●革命性的背板系统交换架构,分布式处理

●N+1冗余电源设计
●防误操作报警功能
●高品质散热设计,使设备散热更充分,运行更安全
★全硬件DSP架构,无操作系统
★采用CPCI结构的工业级机箱
●模块化的设计, 双备份冗余电源支持电源热备份、风扇等模块随意更换
●可支持系统处理模块的热插拔
★同时提供了自我诊断和检测功能,保证系统的可靠性,实时性,灵活性
★CAN总线控制技术
●专业DSP视频处理芯片
●液晶面板实时显示设备运行状态。

4.3 主动立体眼镜

主动立体眼镜

3D Vision Surround技术实际上是两种技术3D Vision和Surround的整合。3D Vision是NVIDIA显卡的3D立体显示技术,可以在家中欣赏免费3D大片和玩3D游戏。不过3D Vision技术对硬件的要求很高,你要一块NVIDIA GeForce 8以上的显卡,必须拥有一台刷新率为120Hz的显示器,还要购买NVIDIA的的3D Vision眼镜。

3D Vision使用的是时分法原理,简单的说就是显卡在计算画面时将一帧计算出两个不同的画面(左右眼分别看到的画面)再以高频率轮换传输到显示器上,而3D Vision眼镜也需要以同样的高速频率开关左右镜片的液晶屏,让人的左右两眼看到不同的换面以达到欺骗大脑,让大脑误以为看到的一个"三维"的换面。一般来讲显示器的刷新频率要达到120Hz以上,这样每只眼镜能分到的刷新率就达到了60Hz,保证画面清晰度的同时也不至于太晃眼。

4.5 幕布

投影幕布
投影屏幕的宽高比率主要有以下几种:
4:3/1.33:1————主要为视频/PC图象
16:9/1.78:1————要为高清电视图象(HDTV)
1.85:1————主要为宽银幕电视信号图象
2.35:1————主要应用在宽银幕立体声影象显示。

本案中设计的幕布尺寸高为4M长为4*1.78 * 3 - (4*1.78)/ 1920*128 * 2 ≈ 20.35M²,其面积为4*20.35 = 81.4M²。

功能特点:
投影方式:正投
幕面颜色:金属灰色,白色(可选)
幕基材质:浇铸的环氧树脂
环境光吸收率:80%
亮度增益系数:0.9-1.0 (3D:1.8-3.0)
适应明亮环境:50-200LUX室内
屏幕均匀性:90%
色彩偏差:≤4%
屏幕解像力:100线/mm
入射角度:18度
视角:≥160度
屏幕幅度:0
温度环境:(-40℃到75℃)湿度(30%-90%)

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